基于线粒体DNA的中国亚洲象种群遗传多样性及种群遗传结构

亚洲象是我国国家一级保护动物。本文利用非损伤性取样法,以亚洲象粪便中脱落的肠道上皮细胞为DNA来源,选用线粒体DNA作为分子标记,对分布于我国境内的亚洲象种群的遗传结构和种群遗传多样性进行研究。本研究得到mtDNA序列片段长度为556bp,经对178个个体进行扩增结果分析,共得到24个单倍型。在5个地理种群中,除南滚河种群外,其他4个种群中的114个个体共享同一单倍型,南滚河种群与其他种群间未观察到共享单倍型。系统发生分析,观察到中国境内现有亚洲象种群在进化上分为两大分支,α和β。其中分支α中包含除南滚河种群外的4个地理种群,分支β仅含有南滚河种群,表明南滚河种群与其他4个地理种群间存在明显分化。遗传多样性分析结果表明,中国境内的亚洲象种群的遗传多样性水平较低,分析原因认为是栖息地破碎化阻断了种群间有效的基因交流。

濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性

【目的】基于cpDNA序列,对孑遗濒危植物新疆野扁桃的遗传多样性、遗传结构和显著进化单元等进行分析,为居群的保护提供依据。【方法】基于叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI,对新疆野扁桃自然分布区内的8个居群共102个个体进行序列分析;利用分子方差分析和景观遗传插值分析居群间的遗传分化;利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型间的分子系统关系。【结果】1)叶绿体序列trnL-trnF和psbK-psbI拼接后的总长度为584 bp,鉴别了14个核苷酸变异位点,共定义了9个单倍型。居群间总的遗传多样(hT)和居群内平均遗传多样性(hS)分别为0.755和0.487。2) AMOVA分析结果表明,65.71%的遗传变异来源于居群间。物种分布范围内存在显著的遗传结构(NST>GST,P<0.05)。3)单倍型的最大似然树和贝叶斯系统树均表明新疆野扁桃自然分布区内9个叶绿体单倍型共聚为2支:阿勒泰和塔城地区的居群各为一支。单倍型网络图和主坐标分析结果也表明阿勒泰和塔城地区的居群各聚为一支。所有居群的遗传景观分析表明,阿勒泰地区和塔城地区的居群之间表现出明显的遗传分化。4)哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2拥有较高的遗传多样性,可以作为该濒危植物遗传多样性保护的重点。【结论】基于cpDNA序列,新疆野扁桃居群的遗传变异主要来源于居群间,阿勒泰地区和塔城地区的居群组间存在显著的遗传分化。阿勒泰居群组和塔城居群组可以作为2个显著进化单元,哈巴河孔墩林山麓居群和裕民保护区居群2应该作为新疆野扁桃遗传多样性保护的重点。研究结果可以为深入研究新疆野扁桃居群的分布、进化和保护提供科学依据。

重要物种优先保护种群的确定

由于同一物种不同种群的重要性不同、用于物种保护的资金有限以及保护与发展经济之间的矛盾 ,因此对于重要物种 (尤其是濒危种类以及农作物和驯化动物的野生近缘种 )需要确定保护什么以及保护哪儿。目前确定优先保护种群的方法主要有 3类 ,分别为基于遗传变异、基于遗传差异性和基于遗传贡献率的方法。基于遗传变异的方法主要是根据遗传变异程度 (尤其是等位基因多样性 )来确定优先保护的顺序 ,但忽略了种群之间的遗传差异性 ,这容易使得存在于遗传变异程度较低的种群中的特有等位基因得不到有效保护。而基于遗传差异性的方法(如确定进化显著单元 )则是从遗传分化程度的角度考虑优先性 ,即独特性越强的种群越具有保护价值。基于遗传贡献率的方法由于综合考虑了遗传多样性和差异性 ,最适合于确定哪些种群需要优先保护。我国开展此类研究十分必要。

陇东黄土高原石鸡的遗传多样性与保护

石鸡 (Alectorischukar)是我国北方重要的猎鸟 ,由于栖息地片断化和人类狩猎 ,陇东黄土高原上的石鸡数量正日益减少。本文用PCR直接测序的方法 ,测定了陇东黄土高原 8个石鸡种群mtDNA控制区I区和部分II区的4 91个碱基 ,探讨其遗传多样性。 78个样本共发现 2 4个变异位点 (占所测序列的 4 .89% )和 2 5种单倍型 (占所测样本的 32 .0 5 % )。 8个种群中 ,铜川种群的序列变异率、单倍型多样性和核苷酸多样性都最高 ,分别是 0 .4 7、0 .82和 0 .0 0 2 9;而红回种群的最低 ,仅分别为 0 .10、0 .2 8和 0 .0 0 0 8,这与红回种群受奠基者效应、遗传隔离和自然选择的作用有关。 8个种群共享 1种单倍型C1,说明它们来自共同祖先 ,是 1个单系群 ,属于 1个进化显著单元 ,但它们聚成两个集群。两集群间单倍型相似性指数仅 0 .15 ,遗传距离达 0 .4 3% ,单因素方差分析显示遗传变异差异显著 (F =5 .0 2 >F0 .0 5(14 ,1) =4 .0 6 ) ,分别有 13种和 10种单倍型为两个集群所特有。基于遗传差异性 ,陇东黄土高原的石鸡应分为两个管理单元进行保护 ,尤其对遗传变异和遗传多样性最高的铜川种群应进行重点保护。

分子标记在濒危物种保护中的应用

分子标记可揭示种群遗传和进化信息,为制定濒危物种保护措施、指导恢复实践提供重要依据。本文主要介绍了分子标记在濒危物种保护过程不同环节中的应用,包括:(1)正确识别保护单元,如排除隐存种和杂交种的影响;(2)确定优先保护单元,包括优先保护区域、优先保护物种、优先保护种群等;(3)指导迁地保护;(4)对保护工作的动态监测和评估。文章最后探讨了分子标记应用于保护的发展方向,如开展长期的种群遗传组成监测、切实应用于保护管理实践、将基因组学等遗传信息用于全球变化背景下保护策略的制定等,期望为分子标记技术在生物多样性保护的研究和实践中提供参考。

基于线粒体DNA的大石鸡种群遗传变异

大石鸡(Alectoris magna)是我国的特有鸟类,其种群数量由于受到栖息地片断化和人类狩猎的影响而日益减少。本文以mtDNA的控制区部分序列(1,127bp)和细胞色素b部分序列(807bp)为分子标记,研究了大石鸡分布区内12个种群234个样本的遗传变异。173个样本的控制区序列中共发现了34个多态位点,定义了44种单倍型,平均单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.916±0.011和0.00449±0.00242,所有种群中单倍型多样性最高的是靖远和民和种群(0.894±0.063),最低的是海原种群(0.476±0.155)。230个样本的细胞色素b序列中共发现了13个多态位点,定义了14种单倍型。平均单倍型多样性为0.738±0.024,平均核苷酸多样性为0.00216±0.00009,所有种群中单倍型多样性最高的是共和种群(0.763±0.059),最低的为德令哈种群(0.000±0.000)。所有遗传多样性参数与样本量均无显著相关性。控制区和细胞色素b的单倍型邻接树均显示大石鸡在系统发生树上没有互为单系发生的种群存在,因此应该将大石鸡作为一个独立的进化显著单元(ESU)来对待。AMOVA结果显示大部分遗传变异分布于种群内,但种群间和群组间也存在显著的遗传变异,所以应该把各个种群作为独立的管理单元(MU)来实现短期内的管理和保护。对德令哈、都兰、礼县、张家川、海原等遗传多样性较低的边缘种群应重点保护,另外,对共和、贵德和靖远3个遗传多样性较高的种群也应重点加以保护。