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基于线粒体DNA探究辽东湾斑海豹的遗传多样性

李响  
【摘要】: 斑海豹Phoca largha主要分布于北冰洋的波弗特海、楚科奇海及北太平洋的白令海、鄂霍次克海、日本海和中国沿海,具有重要经济、科研、医学和观赏价值,是已知鳍脚类动物中惟一能在我国进行繁殖的种类,其繁殖区位于辽东湾结冰区,是世界上8个斑海豹繁殖区中最南端的一个。在我国捕猎斑海豹已有近千年的历史,过量捕猎导致了种群数量的严重下降。目前,渤海海域围堤、养殖、石油开采、港口建设等日益展开,海域生态环境受到了极大的影响,特别是近几年在黄渤海海域兴起的“渔家乐”,其重要项目之一就是观赏斑海豹。此外,全国各地动物园、水族馆、海底世界、极地世界为满足参观者及不断补充动物的需求,每年均要活捕一定数量的斑海豹进行人工饲养。以上这些因素都对斑海豹的栖息与繁殖构成了很大影响,导致其自然种群数量急剧下降,目前估计仅1000头左右。斑海豹已于2007年由原来的Ⅱ级升格为我国Ⅰ级重点保护动物。 鉴于辽东湾斑海豹种群数量急剧减少的现状,首先要了解该濒危种群的遗传多样性,即保护遗传学的重要研究内容,因为它是物种能够繁衍生息的基础。然而,迄今国内外尚未见利用分子生物学手段对辽东湾斑海豹进行保护遗传学研究。因此,本文以辽东湾20头斑海豹样本为研究对象,对其线粒体DNA控制区序列进行分析,查明其在遗传水平上是否已经濒临灭绝,种群的持续发展能力如何。同时,斑海豹是越海区迁徙的海兽,但是目前对于辽东湾斑海豹的迁徙路线尚不清楚,以前有人推测每年冬季是从日本海域迁徙到辽东湾进行繁殖,本研究通过与已发表的日本北海道海域斑海豹相应序列进行分子水平比较,分析它们之间的地理种群关系及其进化历史中种群变化情况,为辽东湾斑海豹的保护工作提供科学依据。主要研究结果如下: 1)从20头辽东湾斑海豹样本中检测到10个变异位点,定义了9个单倍型。用BioEdit,ClustalX,DnaSP等软件分析后得出其单倍型多样性(h)和核苷酸多样性(π)分别为0.8579+/-0.0611和0.003361+/-0.002227,表明当前辽东湾斑海豹种群的遗传多样性水平很低,为防止遗传多样性的进一步丧失,应遏制海洋环境恶化的趋势及严厉打击猖撅的偷猎活动; 2)对所有已发表和本实验中的样本包括日本(57个),阿拉斯加(1个)和中国辽东湾(共15个:本实验9个:韩家波等(未发表)GenBank上6个)的单倍型所构建的NJ和MP系统发育树表明,惟一的阿拉斯加斑海豹单倍型与处于基位的日本单倍型聚类在一起,所有的辽东湾斑海豹单倍型都是由处于基位的日本单倍型衍化而来,显示出辽东湾斑海豹较短的种群发展史,而仅考虑辽东湾样本时,系统发育树表明单倍型LD9和LD2是辽东湾种群中相对原始的祖先型; 3)AMOVA分析显示,辽东湾斑海豹种群与日本北海道海域附近的斑海豹种群已产生了显著的遗传分化,分化程度为6.86%~25.33%(Fst=0.253,φst=0.067,P=0),所以,两种群之间没有基因交流。同时,也推翻了前人推测每年辽东湾斑海豹是从日本海迁徙来繁殖的观点。 以上结论可以看出,其种群的生存状况已岌岌可危。推测辽东湾斑海豹种群遗传多样性水平较低的可能原因是由于猎捕导致种群数量的严重减少,与其他繁殖区没有或很少有基因交流,采样数量较少和采样的偏差,或是种群的历史变动因素,如瓶颈效应,遗传漂变,奠基者效应等。因此,为查明辽东湾斑海豹种群这种遗传多样性现象形成的原因,未来应在不同的繁殖区采样并增加样本的采集数量,同时采用核DNA标记,可以更完整地表现种群的遗传结构与生态特性,使研究成果更为可靠,提出更有效的保护措施。


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1 孙凡越;辽东湾斑海豹种群遗传特征的研究[D];辽宁师范大学;2009年
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