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Harttiella 属鱼类分布范围狭窄，面临保护难题。研究人员测序其线粒体基因组，分析进化关系。结果揭示独特分子特征，明确系统发育位置。该研究为保护策略制定提供依据，助力有效监测种群，对保护这一珍稀淡水鱼类意义重大。
在神秘的南美洲淡水水域中，生活着一群独特的鱼类 —— 甲鲶属（Harttiella）鱼类。它们隶属于甲鲶科（Loricariidae）甲鲶亚科（Loricariinae），是一群具有鲜明特色的淡水鱼。然而，这些鱼类的生存正面临着巨大的挑战。它们大多分布范围极为狭窄，除了长须甲鲶（H. longicauda）能在四个河流流域找到踪迹外，其他多数物种仅在单个河流流域的少数地点生存，且偏好于特定的沙地和岩石底质的微生境，多生活在法属圭亚那和苏里南山区的小型常年森林溪流中，海拔在 120 - 800 米之间。由于它们本身稀有、繁殖力低、扩散能力有限，再加上栖息地碎片化等因素，这些鱼类的生存状况堪忧，在世界自然保护联盟（IUCN）的红色名录中，多个物种被列为极危（Critically Endangered）、濒危（Endangered）和易危（Vulnerable）等级 。
为了深入了解甲鲶属鱼类的进化历程，为其保护工作提供有力支持，来自法国图卢兹大学（University of Toulouse）、法国国家科学研究中心（CNRS）等机构的研究人员 Jér?me Murienne、Céline Condachou 等人开展了一项关于甲鲶属鱼类线粒体基因组的研究。该研究成果发表在《Ichthyological Research》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，对所有已知的甲鲶属物种（除了 Harttiella n. sp. aff. lucifer）以及其近缘属 Harttia 和 Cteniloricaria 进行线粒体基因组测序。他们运用基因组浅层鸟枪法测序（genome - skimming approach），从肌肉组织中提取总基因组 DNA，构建测序文库并进行测序。之后，使用 NOVOplasty 软件进行线粒体基因组的从头组装（de novo assembly），利用 MitoAnnotator 进行注释，通过 MAFFT、TranslatorX 等软件对基因进行比对和分析，并以 Harttia fowleri 和 Cteniloricaria platystoma 作为外群构建最大似然（Maximum Likelihood）系统发育树 。
研究结果
- 线粒体基因组特征：甲鲶属鱼类线粒体基因组呈现典型的脊椎动物基因排列方式。起始密码子以 ATG 为主，cox1 基因中使用 GTG 作为起始密码子，atp8 基因在部分情况下也使用 GTG。终止密码子方面，仅观察到 TAA 和 TAG 两种完全终止密码子，在 nad2、cox2、cox3、nad3 和 nad4L 中存在不完全终止密码子 T - 。
- 系统发育分析：系统发育树结果显示，甲鲶属的单系性得到了 100% 的自展支持率（bootstrap frequency，BF）。其中，哈特氏甲鲶（H. lucifer）是其他甲鲶属物种的姐妹群（100% BF）；中间甲鲶（H. intermedia）嵌套在长须甲鲶（H. longicauda）的两个样本中；多毛甲鲶（H. pilosa）、粗尾甲鲶（H. crassicauda）、简氏甲鲶（H. janmoli）和 Harttiella n. sp. Makwali 形成了一个单系群，且具有较高的自展支持率（100%） 。
- 引物和探针特异性：针对哈特氏甲鲶（H. lucifer）和 Harttiella n. sp. Makwali 设计的引物和探针，在非目标物种中存在错配，这表明开发的检测方法具有特异性。
研究结论与讨论
该研究获得的甲鲶属鱼类线粒体基因组呈现出典型的脊椎动物基因组结构，但也发现了两个可能作为甲鲶属分子共近裔性状的特征。在 cox1 基因中，甲鲶属物种使用 TAG 作为终止密码子，而外群物种使用 TAA，且甲鲶属的终止密码子位置比外群物种更靠下游；在 atp8 基因中也有类似现象，甲鲶属的终止密码子比外群物种下游 7 个氨基酸。
系统发育树的结果在一定程度上证实了之前的研究，但也存在一些令人困惑的地方。例如，中间甲鲶（H. intermedia）在系统发育树中的位置与形态学分析结果不一致，它嵌套在长须甲鲶（H. longicauda）样本中，这可能是由于近期的地理隔离事件、形态可塑性或基因渗入导致的 。
从生物地理学角度来看，研究发现生活在蒙加尔巴奥山（Mont Galbao）的哈特氏甲鲶（H. lucifer）和 Harttiella n. sp. Makwali 在地理上相近，但在系统发育上却并非紧密相关，这有助于深入了解当地生物多样性形成的潜在机制。
此外，该研究为甲鲶属鱼类的保护工作提供了重要的基因组资源。通过开发针对甲鲶属鱼类的环境 DNA（eDNA）检测方法，利用特异性引物和探针，可以更有效地监测这些濒危鱼类的种群动态，为制定更合理的保护策略提供依据，对于保护这一独特的淡水鱼类群体具有重要意义。
