貴州省蛇類新記錄
——趙氏后棱蛇

韓玲， 肖寧， 羅濤， 周江*

(1. 貴州師范大學，貴陽550001； 2. 貴陽護理職業學院，貴陽 550014)

后棱蛇屬OpisthotropisGünther， 1872隸屬于游蛇科Colubridae，主要分布在中國南部和東南亞地區，常見于低山次生林下流速較快的小溪內(趙爾宓，2006)。目前，該屬物種有24種，中國記錄有 14種(Murphyetal.，2008；Caietal.，2015；Renetal.，2017；Wangetal.，2017；Ziegleretal.，2018)，即武陵山系東部的趙氏后棱蛇O.zhaoermiiRen， Wang， Jiang， Guo & Li， 2017、深圳后棱蛇O.shenzhenensisWang， Guo， Liu， Lyu， Wang， Luo， Sun & Zhang， 2017、劉氏后棱蛇O.lauiYang， Sung & Chan， 2013、橫紋后棱蛇O.balteata(Cope， 1895)、莽山后棱蛇O.cheniZhao， 1999、廣西后棱蛇O.guangxiensisZhao， Jiang & Huang， 1978、沙壩后棱蛇O.jacobiAngel & Bourret， 1933、掛墩后棱蛇O.kuatunensisPope， 1928、側條后棱蛇O.lateralisBoulenger， 1903、山溪后棱蛇O.latouchii(Boulenger， 1899)、香港后棱蛇O.andersonii(Boulenger， 1888)、黃斑后棱蛇O.maculosaStuart & Chuaynkern， 2007、福建后棱蛇O.maxwelliBoulenger， 1914、老撾后棱蛇O.praemaxillaris(Angel， 1929)。貴州省現有記錄的后棱蛇屬物種有側條后棱蛇和山溪后棱蛇，前者僅分布在湄潭縣，后者廣泛分布于貴州省東部(江口縣、印江縣、石阡縣)、東南部(雷山縣)、南部(貴定縣、荔波縣)等地區(伍律等，1985；冉輝等，2012；魏剛等，2017)(圖1)。根據Ren等(2017)對山溪后棱蛇種組的劃分，山溪后棱蛇與趙氏后棱蛇均屬于山溪后棱蛇種組。

本研究組于2010年8月在貴州省雷公山國家級自然保護區采集到1號雌性后棱蛇屬成體標本；2018年5月在貴州省黃平縣朱家山縣級自然保護區進行本底資源調查時，共采集到3號后棱蛇屬物種成體標本，其中2號雌性，另1號標本損壞嚴重無法辨別雌雄，無法進行形態學數據的測量；2018年5月在貴州省麻江縣進行第二次全國陸生脊椎動物調查時，采集到1號雄性后棱蛇屬物種成體標本。經過形態學比較和分子系統發育分析鑒定為趙氏后棱蛇，其在貴州的采集(武陵山系以西)，為貴州山溪后棱蛇種組新增一記錄。本研究對趙氏后棱蛇進行了詳細的形態學描述，并補充了武陵山以西此物種的分子生物學數據，以期為理解武陵山系對爬行動物擴散作用的生物地理學意義提供一定的幫助。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗材料為采自雷公山國家級自然保護區(GZNU320074；108°10′44.49″E，26°22′32.60″N，海拔 1 328 m)、黃平縣朱家山縣級自然保護區(GZNU20180515018、GZNU20180521001、GZNU20-180521002；107°39′44.49″E，26°54′35.23″N，海拔833 m)和麻江縣巖下村(GZNU20180728005；107°37′57.98″E，26°23′49.71″N，海拔759 m)的 5號趙氏后棱蛇成體標本(圖1)。測量形態學性狀后，取尾部肌肉保存于90%乙醇中；標本使用10%福爾馬林浸泡，保存于貴州師范大學生命科學學院動物生態學標本室。

1.2 形態學數據測量

標本的形態鑒定參考《中國蛇類》(趙爾宓，2006)以及Ren等(2017)的檢索表進行，對22個可量和可數性狀進行了測量和計數。除全長使用卷尺外，其余指標均使用游標卡尺測量。記錄標本左側性狀。測量指標包括：全長(total length，TL)、尾長(tail length，TaL)、頭長(head length，HL)、頭寬(head width，HW)，同時還參考了Ren等(2017)的方法，對吻長(snout length，SL)、吻寬(maximum rostral width，RW)、眼間距(interorbital distance，IOD)、眼徑(eye width，EW)、眼下緣到上唇鱗的距離(distance between the lower margins of eye and of the lip，SOL)、頰鱗的最大長度(maximum loreal length，LOL)和頰鱗的最大寬度(maximum loreal depth，LOD)、前顳鱗最大長度(maximum anterior temporal length，TOL)和前顳鱗最大寬度(maximum anterior temporal depth，TOD)進行了測量。標本的背鱗(dorsal scale rows，DSR)、上唇鱗(supralabial counts，SL)、下唇鱗(infralabial counts，IL)、顳鱗(temporal counts，TEM)、上頜齒數(maxillary tooth counts，MT)、腹鱗(ventral counts，VEN)、尾下鱗(subcaudal counts，SC)和眶前鱗(preocular counts，PrO)、眶后鱗(postocular counts，PtO)的可數性狀鑒定依據和標準參考趙爾宓(2006)。

除測量的4號標本外，中國分布的山溪后棱蛇種組物種的可量及可數性狀(表2)均來自相關文獻(伍律等，1985；趙爾宓，2006；冉輝等，2012；Renetal.，2017)。

1.3 DNA提取、擴增和測序

使用DNeasy Blood & Tissue Kit(No.69504，QIAGEN Catalog)提取肌肉標本DNA。選擇線粒體cytb基因作為分子標記，使用引物L14919(5’-AACCACCGTTGTTATTCAACT-3’)和H16064(5’-CTTTGGTTTACAAGAACAATGCTTTA-3’)進行PCR擴增(Burbrinketal.，2000；Guoetal.，2012)。PCR反應條件為：94 ℃ 7 min；94 ℃ 40 s，46 ℃ 30 s，72 ℃ 1 min，35個循環；72 ℃ 8 min，4 ℃保存。產物由成都擎科梓熙生物技術有限公司雙向測序。

圖1 貴州省后棱蛇屬物種分布
Fig. 1 Distribution of the genusOpisthotropisin Guizhou province

圓圈表示物種的采集地： 1. 冉輝等(2012)， 2. 魏剛等(2017)， 3. 伍律等(1985)， 4. 本研究， 5. Ren等(2017)； 綠色面狀表示山溪后棱蛇種組的物種在武陵山系、佛頂山以及雷公山區域的連續分布

Circles represent where the specimens were collected： 1. Ranetal.， 2012， 2.Weietal.， 2017， 3. Wuetal.， 1985， 4. this study， 5. Renetal.， 2017； green shows the continuous distribution ofOpisthotropislatouchiiandO.zhaoermiiin Wuling Mountains system， Foding Mountains and Leigongshan Mountains

1.4 系統發育分析

在NCBI數據集對cytb序列進行BLAST比對，并使用DAMBE(Xia & Xie，2001)進行序列飽和性檢測。

選擇后棱蛇屬14個物種的44個cytb序列(表1)，使用MEGA 7.0(Kumaretal.，2016)的MUSCLE進行多重序列比對，以地理種群分組，采用兩兩對比方法計算后棱蛇屬物種間的遺傳距離(p-distances)。

選擇后棱蛇屬14個物種的44個cytb序列，緬甸頸槽蛇RhabdophisleonardiWall， 1923和棕網腹鏈蛇HebiusjohannisBoulenger， 1908作為外群(表1)用于系統發育分析(Renetal.，2017；Wangetal.，2017)。使用貝葉斯法(BI)和最大似然法(ML)進行系統發育樹的構建。最適模型基于赤池信息準則(AIC)在PartitionFinder 2(Lanfearetal.，2012)進行選擇。貝葉斯分析在MrBayes 3.1.2(Ronquist & Huelsenbeck，2003)進行，設置4條鏈獨立運行10 000 000代，每隔100代對樹進行一次采樣，舍棄前25%，使用貝葉斯后驗概率(BPP)檢測節點的支持率。在Tracer 1.6 (Rambautetal.，2018)中查看相關運行參數的收斂性和有效樣本量。在IQ-TREE(Nguyenetal.，2014)中運行1 000次Bootstrap重復抽樣分析，以檢驗各節點置信度，使用BSP值檢驗節點處的支持率。

2 結果

2.1 形態鑒定和描述

鑒別特征：頭部與頸部區分不明顯；前額鱗單枚，寬大于長；鼻孔向上；眼睛較??；體型呈圓柱形(443.83～532.01 mm)；背鱗通身17行，前部起棱并向后增強；腹鱗138～143枚，尾下鱗二分，57～61對；無眶前鱗，眶后鱗2枚或1枚；頰鱗1枚并向后延伸入眶；上唇鱗9～10枚，第5枚與第6枚入眶；體背面和側面有黑黃相間的縱紋。

形態描述(圖2，表2)：頭小，略扁平，與頸部區分不明顯；吻寬而鈍圓，寬大于高；眼較小，瞳孔橢圓形；頭寬大于長，鼻孔位于鼻鱗靠背中央一邊，鼻間鱗2枚較小，長大于寬，鼻鱗略偏背側，鼻孔略近吻背；前額鱗單枚。上唇鱗9枚(4-2-3)或10枚(4-2-4/4-3-3)，第1、2枚與鼻鱗相接，第3枚同時接鼻鱗和頰鱗；第4枚完全接頰鱗、第5、6枚或第5枚或第6枚或第7枚入眶；下唇鱗9～10枚，第1枚狹長，前3枚切前頷片；頷片2對，前頷片稍大于后頷片，后頷片被1～4枚小鱗隔開；頰鱗1枚，向后延伸入眶，長大于寬；無眶前鱗，眶后鱗1或2枚；前顳鱗1枚(1+1/1+2)。前額鱗正中略呈“∧”形，切入兩鼻間鱗之間，后緣較平；額鱗1枚，呈盾型，后端呈“V”形，與頂鱗相接；頂鱗2枚；背鱗中央起棱，并向后增強，兩側光滑，背鱗通身17行；腹鱗138～143枚；肛鱗2枚。尾下鱗成對，57～61對，尾下鱗的鱗溝呈黑色，在尾腹面中央形成黑色縱線紋。體背面黃褐色，頭背面略深，隱約有不規則黑色斑，體背面及側面有黑色與黃色細長縱線相間排列，中央2條黃色縱紋在體前端顏色較深，向后逐漸變淡；腹部淺黃色，外側有不對稱點斑。

采自貴州省的5號后棱蛇屬標本形態特征符合Ren等(2017)趙氏后棱蛇模式產地標本形態特征的描述。

2.2 系統發育分析

將5號趙氏后棱蛇標本的cytb序列上傳到GenBank后，將后棱蛇屬14個物種的cytb序列進行比對和編輯后，確定用于分析的序列長度為1 060 bp，其中有623個保守位點、437個變異位點和400個簡約信息位點。

5號趙氏后棱蛇與模式產地的趙氏后棱蛇之間的遺傳距離為0.08%；后棱蛇屬物種間的遺傳距離差異較大，為5.05%～17.65%；5號趙氏后棱蛇與山溪后棱蛇和莽山后棱蛇的遺傳距離較近，分別為5.14%和5.57%。

基于BI法和ML法構建的系統發育樹產生了相同的的拓撲結構，僅在末端分支節點上存在一些差異。系統發育樹顯示，5號趙氏后棱蛇與模式產地的趙氏后棱蛇聚為一支(BPP=1.00，BSP=100)；趙氏后棱蛇與莽山后棱蛇和山溪后棱蛇聚為一支，符合山溪后棱蛇種組的劃分(Renetal.，2017)(圖3)。

遺傳距離和系統發育分析結果表明，采自貴州省雷山縣、黃平縣和麻江縣的后棱蛇屬物種標本為趙氏后棱蛇。

2.3 生境描述

貴州省黃平縣和麻江縣采集的趙氏后棱蛇主要分布在海拔833～900 m的溪流及附近地區，溪流湍急，水溫18 ℃，溪流兩側灌叢-雜草叢茂盛；也偶見于農用水渠中，見光即迅速竄入水溪流的泥沙中。雷山縣采集的趙氏后棱蛇分布在海拔1 328 m的溪流附近。

3 討論

基于形態學比較和系統發育分析，證實了采自武陵山系以西的雷公山地區(貴州省雷山縣)和佛頂山地區(貴州省黃平縣、麻江縣)的后棱蛇屬物種為趙氏后棱蛇，屬于山溪后棱蛇種組(Renetal.，2017)。

與山溪后棱蛇種組物種在武陵山系、佛頂山和雷公山區域的連續分布不同，側條后棱蛇在貴州分布具有局限性。趙氏后棱蛇在貴州的發現表明，長江流域-武陵山系的物種多樣性可能被低估，因為在這一地理單元已有多個兩棲爬行類新種被描述(徐寧等，2007；李松等，2008a，2008b，2010；Yangetal.，2011；王超等，2013；Wangetal.，2013；Zhangetal.，2017)，這可能是該地區在第四紀冰川冰期作為避難所的緣故，因為在這一地區分布著第四紀冰川的孑遺動植物，如：黔金絲猴Rhinopithecusbrelichi、珙桐Davidiainvolucrata與銀杏Ginkgobiloba(貴州省黔東南苗族侗族自治州人民政府，1989；貴州省林業廳，梵凈山國家級自然保護區，1990)。同時，采自貴州省雷山縣的樣本(GZNU320074)最先分化出來，這表明該種的擴散中心可能位于苗嶺地區，并沿著武陵山系向東側擴散而形成現有分布格局。本研究分析得知，武陵山以東的(湖南省古丈縣)和以西(貴州省佛頂山地區)的趙氏后棱蛇種群之間的遺傳距離為0.08%，這表明武陵山系的抬升對周圍地區物種的不同地理種群之間的基因交流可能存在地理屏障作用(Zhongetal.，2015；Guoetal.，2016；李仕澤等，2016)。武陵山系的存在和抬升對趙氏后棱蛇遷移和擴散所形成的生物地理屏障較弱，這可能是由于武陵山系的造山運動和苗嶺抬升的時間較晚(周啟泳，陳佩英，1993)。對于武陵山系周圍地區形成這一生物地理分布格局的原因仍有待進一步使用生物地理學方法進行研究。

表1 GenBank中下載用于構建系統發育樹的cyt b序列信息Table 1 Summary of cyt b sequences used for reconstructing the phylogenetic tree

圖2 貴州省3個縣分布的趙氏后棱蛇雌性成體標本
Fig. 2 Adult females ofOpisthotropiszhaoermiicollected in Guizhou province

黃平縣標本(GZNU20180521002)背面(A)和腹面(B)； 雷山縣標本(GZNU320074，A1～A3)、麻江縣標本(GZNU20180728005，B1～B3)和黃平縣標本(GZNU20180521001， C1～C3和GZNU20180521002， D1～D3)； 頭側面(A1、B1、C1、D1)、頭背面(A2、B2、C2、D2)和頭腹面(A3、B3、C3、D3)

Dorsal (A) and ventral (B) views of GZNU20180521002 collected in Huangping county； lateral， dorsal and ventral views of the specimens from Leishan county (GZNU320074， A1-A3)， Majiang county (GZNU20180728005， B1-B3) and Huangping county (GZNU20180521001， C1-C3 and GZNU20180521002， D1-D3)

圖3 基于線粒體cyt b序列構建的后棱蛇屬的系統發育樹Fig. 3 Phylogenetic tree constructed based on the cyt b sequences of genus Opisthotropis

節點數字表示主要分支的BPP/BSP值， 加粗編號為本研究中采集到的標本編號

The number at the node represents the BPP/BSP value， the numbers in bold represent the number of specimens collected in this study

伍律等(1985)記錄了貴州省分布的山溪后棱蛇的形態數據，冉輝等(2012)和魏剛等(2017)分別記錄了采自貴州佛頂山和梵凈山地區的山溪后棱蛇標本，其物種描述部分和圖片均與采自貴州省的趙氏后棱蛇相似，但是物種描述不詳細，且缺乏分子生物學證據，不能肯定是否為山溪后棱蛇，需要重新檢視標本，因此在今后的分類學研究工作中，不僅需要使用傳統的形態學方法，還需要結合分子遺傳學方法。

致謝：感謝中國科學院成都生物研究所任金龍在標本鑒定方面提供的幫助，感謝貴州省林業科學研究院、雷公山國家級自然保護區、黃平縣朱家山縣級自然保護區和工作人員在調查過程中提供的幫助，感謝周俊、崔洪濤、曾祥和范祥迪在樣品采集及測量中的幫助。