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《陕西师范大学》 2016年
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利用mtDNA和微卫星分析羚牛秦岭亚种遗传多样性和遗传结构

冯慧  
【摘要】:羚牛(Budorcas taxicolor),属偶蹄目(Artodactyla)、牛科(Bovidae),分布于亚洲大陆的印度、尼泊尔、不丹、缅甸及中国。现存4个亚种,即指名亚种(B.taxicolor taxicolor)、秦岭亚种(B.taxicolor bedfrdi)、四川亚种(B.taxicolor tibetana)和不丹亚种(B.taxicolor whitei)。秦岭亚种仅布于陕西秦岭山脉部分区域。IUCN将其列为VU(易危)级,我国将其列为Ⅰ类重点保护动物,收录在CITES附录Ⅱ中。鉴于秦岭羚牛的濒危程度,陕西省政府建立了多个保护区;开展了有关羚牛个体生态、行为、繁殖等方面的研究项目;并制定了一系列法律法规来保护羚牛。随着保护工作的开展,羚牛秦岭亚种的种群数量也在逐年增加。但是种群数量的增加,羚牛种群的遗传多样性是否增加,群体的适应性否是随着增加,种群是否因为数量增加出现近亲繁殖等情况。这些基本的遗传资料还属于空白。在进行秦岭羚牛物种保护时,除了要了解羚牛的种群数量、生活习性等,还必须了解羚牛的遗传多样性。本研究利用mtDNAD-Loop区序列和微卫星两种分子标记技术,运用多种遗传多样性和遗传结构分析方法,对羚牛秦岭亚种3个群体的种群遗传学各个方面各个指数进行深入系统地分析和研究。研究结果如下:1)对羚牛秦岭亚种mtDNA基因组全序列进行了提取、扩增、测序、拼接和注释,最后得到16,662bp碱基序列。注释了 37个基因和一个A+T富集区,得到37个基因的排列顺序。构建了 tRNASer(AGY)为二叶草二级结构,发现tRNA二级结构的错配以GU错配为主,与其他哺乳动物相似。13个蛋白质编码基因密码子与其他牛科动物基本一致,证明牛科动物线粒体基因组在进化上高度保守是一致的。构建了羚牛的系统发育树,推测羚牛与麝牛形态和行为上很强的相似性可能是趋同进化的结果,两者之间的遗传距离较远。2)对秦岭佛坪-宁陕自然保护区、周至-太白自然保护、长青自然保护区三个地区采集到的76只羚牛秦岭亚种mtDNAD-Loop区序列进行了遗传多样性分析。研究获得1053bp序列,其中保守位点995个,单变异位点39个,简约信息位点18个,变异位点数为57个。变异位点占序列总数的5.50%。76条序列的平均碱基含量分别为 A = 32.85%,T = 29.05%,C = 23.61%,G= 14.49%,A+T 含量大于G+C含量。分析结果显示:①76个样本中共发现21个单倍型,单倍型在3个群体间是混乱分布的,但是每个群体又拥有独特的单倍型,单倍型间的平均遗传距离为0.008,遗传变异较小。线粒体单倍型系统树和网络图显示着3个群体分为两大分支,可能出现浅分化。②秦岭羚牛的单倍型多样度为0.513,核苷酸多样度为0.00350,秦岭羚牛遗传多样性较低。三个群体间基因流大小不同,佛坪-宁陕自然保护区和周至-太白自然保护区群体之间基因流最小,长青自然保护区与周至-太白自然保护区群体之间基因流最大。③秦岭羚牛3个群体的Tajima's D值和Fu's Fs值均显著小于0,表明种群偏离中性假说,经历过扩张,通过计算,种群扩张发生在1.57万年前,处于第四纪末冰期时期。3)秦岭羚牛76个个体的20个微卫星座位共检测到171个等位基因,有14个位点检测出有无效等位基因的存在,无效等位基因的频率-0.404到0.357,此频率不影响羚牛种群遗传多样性分析。20个位点的平均多态信息含量为0.576,最低为P6位点的0.321,最高为P2位点的0.851。这20个位点具有中等偏高的多态性,可以提供较高的遗传多样度信息,可以用于秦岭羚牛遗传多样性分析。微卫星分析结果显示:秦岭羚牛观察杂合度平均值为0.342,小于期望杂合度平均值0.629,表现出遗传多样性较低,群体出现杂合子不足的情况。由于杂合子不足,秦岭羚牛3个群体都偏离哈迪-温伯格平衡。秦岭羚牛种群近期没有经历瓶颈效应。秦岭羚牛3个群体的近交系数都为正值,说明引起秦岭羚牛杂合子不足、偏离哈迪-温伯格平衡的原因是秦岭羚牛种群数量快速增加,种群密度增大,出现近亲繁殖,导致羚牛遗传多样性低,杂合子少的情况出现。
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