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《厦门大学》 2008年
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13种鹭科(Aves:Ardeidae)鸟类系统关系及黄嘴白鹭遗传多样性的研究

周晓平  
【摘要】: 本文分别通过线粒体的14个基因和粒体控制区5'端的DNA序列研究13种鹭类(白鹭Egrett garzetta、黄嘴白鹭E.eulophotes、岩鹭E.sacra、白脸鹭E.novaehollandiae、苍鹭Ardea cinerea、大白鹭A.alba、牛背鹭Bubulcusibis、池鹭Ardeola bacchus、夜鹭Nycticorax nycticorax、海南(?)Gorsachiusmagnificus、黄苇(?)Ixobrychus sinensis、黑(?)flavicollis和大麻(?)Botaurus stellaris)的系统关系和黄嘴白鹭的遗传多样性。 设计通用引物直接从总DNA中PCR扩增线粒体DNA,获得的12种鹭类从12SrRNA基因到Cytb基因的DNA片段,序列长度在14737-14764 bp之间,基因排列顺序和已知的其他鸟类线粒体基因组的一致。结合来自GenBank的白脸鹭、黑脸琵鹭Platalea minor和朱鹮Nipponia nippon的序列,2个rRNA基因和12个蛋白编码基因的DNA序列分别进行比对后拼接用于系统关系分析。15种鸟类DNA序列的比对结果显示,13325个位点中共有4875个变异位点,其中3384个为简约信息位点,平均转换和颠换分别为1186和463,R值为2.6。外群和内群之间的未校正的遗传距离在0.153-0.166之间,内群中未校正的遗传距离在0.018-0.139。 不同分析方法构建的系统树中,NJ树、ML树和BI树拓扑结构完全一致,13种鹭科鸟类最早分化成两支,一支由大麻(?)、黑(?)和黄苇(?)组成,其中黑(?)和黄苇(?)先聚在一起。剩下的10种鹭类组成另一支,其中池鹭最早分化出来独自形成一个分支。海南(?)、白脸鹭、白鹭、黄嘴白鹭和岩鹭聚成一个分支,其中黄嘴白鹭和岩鹭先聚在一起,然后依次是白鹭、白脸鹭和海南(?)。夜鹭、牛背鹭、大白鹭及苍鹭聚成一个分支,其中大白鹭和苍鹭先聚在一起,然后依次是牛背鹭和夜鹭。 3种MP树中,非加权MP树和密码子第3位点赋权0.5的MP树拓扑结构一致,和NJ树、ML树及BI树的差别是大白鹭和牛背鹭先聚在一起,然后才和苍鹭形成姐妹群,而海南(?)则和池鹭聚在一起。第3位点转换和颠换赋权1:2.2的MP树也是大白鹭和牛背鹭先聚在一起,但池鹭和其他两个分支是平行关系。 在黄嘴白鹭遗传多样性研究方面,以线粒体控制区DNA5'端433 bp长的DNA序列进行分析,90个个体序列的比对结果共检测到30个变异位点,定义了31种单倍型,其中3种为3个种群所共有,11种为两个种群所共有,17种为各个种群所特有。单倍型之间的序列差异(p-distance)变化范围为0.0023-0.0208,平均为0.0111。最简约网络图分析结果表明单倍型之间的关系和各自种群没有明显的相关。 小菜屿、日屿和杏仁砣的单倍型多样性分别为0.860±0.057、0.878±0.036和0.961±0.022,核苷酸多样性分别为0.0076±0.0010、0.0096±0.0008和0.0086±0.0006,核苷酸差异均数分别为3.274、4.138和3.720。和白鹭(h=0.954±0.022、π=0.0145±0.0014、k=6.297)比较,两者之间单倍型多样性差异不大,但黄嘴白鹭3个种群的核苷酸多样性和核苷酸差异均数显然都低于白鹭,最低的(小菜屿)都只有白鹭的52%左右,最高的(日屿)也都只有66%左右。中性检验和歧点分布检验(SSD=0.0081,P=0.12)均表明黄嘴白鹭历史上曾发生过显著的种群扩张,时间约在13000至64000年前。 分子变异分析(analysis of molecular variance, AMOVA)的结果表明,黄嘴白鹭的遗传变异95%以上发生在种群内,种群间的遗传差异小于5%,但差Φ异显著(distance-basedΦ_(ST)=0.0419,P0.05;haplotype-basedΦ_(ST)=0.03267,P0.01)。成对比较分析的结果表明小菜屿和杏仁砣的种群遗传分化显著(distance-based Fst=0.0743,P0.01;haplotype-based Fst=0.0316,P0.05),而小菜屿和日屿的种群遗传分化不显著(distance-based Fst=0.0148,P0.05;haplotype-based Fst=0.0212,P0.05)。日屿和杏仁砣的种群只有在基于单倍型频率的分析方法中才显示遗传分化显著(Fst=0.0444,P0.01),基于遗传距离的分析方法中则不显著(Fst=0.0397,P0.05)。 综上所述,(1)本文对13种鹭类系统关系研究的结论是:(?)类为单系发生,并最早分化出来;夜鹭类不是单系发生,其中海南(?)和白鹭属关系最近,夜鹭和鹭属的关系最近;支持白脸鹭置于白鹭属的分类结果,4种白鹭属鹭类中黄嘴白鹭和岩鹭的关系最近,白脸鹭最早分化出来;大白鹭和牛背鹭都与鹭属系统关系最近,支持把大白鹭和牛背鹭置于鹭属的分类观点;池鹭是10种鹭类中最早分化出来的一支,但支持度较低,因此需要更进一步的研究。(2)黄嘴白鹭线粒体控制区遗传多样性的研究结论为:黄嘴白鹭种群的遗传多样性相对较低;种群历史上曾发生过扩张;不同繁殖种群之间存在显著的遗传结构,但没有明显的地理结构;建议制定保护策略时将小菜屿和日屿种群作为共同的管理单元,杏仁砣种群作为另一个管理单元。
【学位授予单位】:厦门大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:Q953

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【参考文献】
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