《Hydrobiologia》：Genetic structure of populations of the Macrobrachium amazonicum complex (Crustacea: Decapoda) based on multiple regions of mitochondrial DNA
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亚马逊河大虾（Macrobrachium amazonicum）是广泛分布于南美洲河流流域的淡水虾，包含溯河产卵（diadromous）与全淡水（hololimnetic）两类种群，在生物生态、生理与繁殖性状上差异显著。潘塔纳尔（Pantanal）区域个体因特
亚马逊河大虾（Macrobrachium amazonicum）是广泛分布于南美洲河流流域的淡水虾，包含溯河产卵（diadromous）与全淡水（hololimnetic）两类种群，在生物生态、生理与繁殖性状上差异显著。潘塔纳尔（Pantanal）区域个体因特征独特被归为独立种潘塔纳尔大虾（Macrobrachium pantanalense）。既往基于线粒体标记（细胞色素氧化酶亚基I（COI）与16S核糖体RNA（16S rRNA））研究显示分化低，仅识别三个遗传谱系。研究人员基于转录组衍生数据，分析M. amazonicum与M. pantanalense多个种群的线粒体基因组，以深化对“亚马逊河大虾复合种”内进化关系与遗传结构的理解。M. amazonicum线粒体基因组覆盖率为51.6%至63.1%，M. pantanalense为76.8%至77.0%。两物种种间遗传距离低于Macrobrachium属其他物种典型值。但各物种种群均呈现强遗传结构，在个体与串联（concatenated）系统发育重建中稳定形成独立簇群。观测到的相对较低遗传变异可能与近期成种事件有关，该推断得到复合种内独特生物生态与生理性状及地理与生殖隔离模式的支持。
研究背景方面，甲壳类起源于海洋，Macrobrachium属多次独立入侵淡水，伴随渗透压调节基因（如Na+/K+-ATPase、V型H+-ATPase）改造与生命周期转变。南美地质水文变动（亚马逊排水重组、安第斯隆升）塑造了物种多样化。M. amazonicum分布极广，含沿海溯河种群与内陆全淡水种群，其复合种概念用于指代地理生态隔离下的早期成种过程。既往研究用COI与16S rRNA将巴西流域种群分为谱系I（亚马逊内陆）、谱系II（巴拉那-巴拉圭，即M. pantanalense）、谱系III（东北北海岸），但线粒体片段受核内线粒体假基因（NUMTs）与异质性（heteroplasmy）干扰，且单基因分辨率有限；谱系I分类地位不明，广泛分布与低分化矛盾突出。为此，研究人员采用转录组挖矿（in silico prospecting）策略获取无NUMTs与异质性的线粒体多区域数据，评估多重线粒体标记对近期成种的解释力。
主要关键技术方法包括：从巴西帕拉州、圣保罗州、南马托格罗索州、米纳斯吉拉斯州7个地点采集M. amazonicum（谱系III）与M. pantanalense（谱系II）鳃组织各3个体，提取总RNA构建Illumina Stranded mRNA文库并测序；用Trinity进行de novo组装，以MEB局部BLASTn比对已发表沿海M. amazonicum线粒体基因组为参考，回收多基因区域；用Kimura 2-parameter模型计算单基因与串联矩阵（COI+COIII+ND4+16S rRNA+12S rRNA）遗传距离；以MrBayes与IQ-TREE分别做贝叶斯推断（BI）与最大似然（ML）系统树；用PopART构建COI单倍型网络；以bPTP、ASAP、GMYC三种方法做物种划分检验。
研究结果如下。回收线粒体基因组区域：M. amazonicum（5种群）回收9–11个基因，覆盖率51.6%–63.1%；M. pantanalense（2种群）回收12–13个基因，覆盖率76.8%–77.0%。COI片段（569 bp）BLAST确认M. amazonicum归谱系III（相似度99.8%–100%），M. pantanalense归谱系II（100%）。种内与种间遗传距离：M. amazonicum种内ND4L最高1.21%、ATP6最高2.13%，COIII最低0.13%；M. pantanalense种内ND2最高2.15%、ND3最高2.01%，16S rRNA最低0.53%；两物种间COI全长（1560 bp）最高5.41%，16S rRNA最高1.42%。与同属M. rosenbergii、M. nipponense比较，12S rRNA超12.9%，ND6/ND2超30%；外类群Exopalaemon carinicauda的ATP8达89%。串联矩阵（4241 nt）内M. amazonicum种内0.05%–0.62%，M. pantanalense两种群间1.41%，同属种间>18%。系统发育与划分检验：单基因与串联树均支持M. amazonicum（谱系III）与M. pantanalense（谱系II）互为姐妹群，BI后验概率1.00、ML自举100；M. amazonicum内部北境组（Mosqueiro-PA、CAUNESP-SP、Tucuruí-PA）与东南组（Sert?ozinho-SP、Tietê-SP）分化明确；M. pantanalense的Miranda-MS与Araguari-MG聚支（自举91，后验1.00）。COI（569 bp）联合NCBI公共序列得21单倍型，网络分三谱系（I亚马逊内陆、II巴拉那-巴拉圭、III海岸），bPTP/ASAP/GMYC均支持谱系界定。
讨论与结论翻译：研究人员利用转录组数据从M. amazonicum（谱系III）与M. pantanalense（谱系II）回收多线粒体区域，拓展复合种线粒体标记集，检出属内保守与高变基因并存。两物种低分化指向近期成种，线粒体分化时程短于同属其他种。鳃组织RNA质量致覆盖率低于肌肉/肝胰腺报道的95%，但仍获9–13基因，且规避NUMTs与异质性。M. amazonicum五数据集确证归谱系III，北境亚组COIII与16S rRNA完全同一，CAUNESP-SP与参考序列源于约20年前同一沿海引种故COI与12S rRNA零分歧；东南种群系1970年代后人类介导引入。综上，亚马逊河大虾复合种内地理与生殖隔离驱动强种群结构，但线粒体分化微弱符合近期成种框架，多基因线粒体证据支持M. pantanalense作为独立种，并提示单靠线粒体标记解释复合种成种进程需谨慎，应结合核基因组与转录组功能分化研究。
