狼的分子系統(tǒng)地理學(xué)及保護(hù)遺傳學(xué)研究.pdf

1、狼（Canis lupus）是一種世界性廣泛分布的物種，但當(dāng)前狼的分布區(qū)已大大縮小，特別是在北美和西歐。在國內(nèi)，狼在除臺灣、海南島及一些島嶼外的各個省區(qū)都有記載，但目前主要分布于內(nèi)蒙古、青海、西藏、新疆以及東北等人口密度較小的地區(qū)。狼的適應(yīng)性極強(qiáng)，可在草原、森林、荒漠、苔原等多種環(huán)境下生存。探討我國不同地理種群狼的遺傳結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性及系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，有利于確定顯著進(jìn)化單元（Evolutionary Significant Units，E

2、SUs），為制定狼的保護(hù)和管理措施提供科學(xué)依據(jù)。
　　本研究中采集了內(nèi)蒙古、新疆、青海、西藏、東北、蒙古等6個地理種群樣品作為實(shí)驗(yàn)材料，樣品覆蓋范圍較大。本研究中大部分樣品通過非損傷性取樣的方法獲取并提取總DNA，以線粒體DNA（Mitochondrial DNA，mtDNA）作為分子標(biāo)記，對mtDNA控制區(qū)HVRI和細(xì)胞色素b（Cytb）部分序列進(jìn)行擴(kuò)增、測序及分析，對狼的分子系統(tǒng)地理學(xué)和保護(hù)遺傳學(xué)進(jìn)行了探討，并分析了中國6種犬

3、科動物的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。
　　本研究主要取得了如下研究結(jié)果：
　?。?）mtDNA控制區(qū)HVRI部分序列堿基組成為：T30.59％、C26.63%、A26.35%、G16.43%，G含量最小，A+T56.94%＞G+C43.06%，堿基含量顯示出一定的偏向性，但mtDNA控制區(qū)HVRI部分序列A+T56.94%略低于犬科動物線粒體全基因組A+T的含量60.3%~60.5%。通過比對122條mtDN A控制區(qū)HVRI序列共發(fā)現(xiàn)4

4、1個變異位點(diǎn)，包括單一多態(tài)位點(diǎn)3個（7.5%），簡約信息位點(diǎn)37個（92.5%），變異位點(diǎn)占序列總長度的6.79%，變異水平較高。內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、青海、新疆5個地理種群的總單倍型多樣性（Hd）為0.821±0.030，總核苷酸多樣性（Pi）為0.02013±0.00091?；趍tDNA控制區(qū)HVRI序列劃分單倍型，除西藏種群只得到1個單倍型無法分析之外，其他種群中蒙古種群的單倍型多樣性和核苷酸多樣性最大，說明蒙古種群的遺傳多樣性水

5、平較高。
　　（2）mtDNA Cytb部分序列的堿基組成為：T28.95%、C29.61%、A29.98%、G11.47%， G含量最小，A+T58.93%明顯高于G+C41.08%，顯著的堿基組成偏向性主要出現(xiàn)在密碼子的第三位點(diǎn)和第二位點(diǎn)，通過分析狼mtDNA Cytb部分序列基因密碼子同位點(diǎn)的堿基組成平均值可知，密碼子第一位點(diǎn)G+C含量50.02%明顯高于第二位G+C含量34.97%和第三位點(diǎn)G+C含量38.23%，這說明密

6、碼子在第二位點(diǎn)和第三位點(diǎn)更傾向于富含 A-T。通過比對126條mtDNA Cytb部分序列共發(fā)現(xiàn)43個變異位點(diǎn)，其中，單一多態(tài)位點(diǎn)4個（9.3%），簡約信息位點(diǎn)39個（90.7%），變異位點(diǎn)占序列總長度的7.71%，無堿基插入和缺失，變異水平較高。內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、青海、新疆5個地理種群的總體單倍型多樣性（Hd）為0.897±0.013，總體核苷酸多樣性（P i）為0.02186±0.00124。種群間核苷酸多樣性的變異范圍從青海種群

7、的0.00100±0.00013到西藏種群的0.00478±0.00116，單倍型多態(tài)性的范圍從青海種群的0.505±0.094到蒙古種群的1.000±0.272和西藏種群的1.000±0.177，西藏種群的單倍型多態(tài)性和核苷酸多態(tài)性最大，說明西藏種群遺傳多樣性水平較高。
　　（3）基于mtDNA控制區(qū)HVRI序列各地理種群狼之間的遺傳距離范圍為0.002~0.049。青海、西藏種群與內(nèi)蒙古、蒙古、新疆三個地理種群之間的平均遺傳距

8、離為0.039。內(nèi)蒙古、蒙古、新疆三個地理種群之間的遺傳距離相對較小，平均遺傳距離為0.011，青海與西藏種群之間的遺傳距離為0.002，遺傳距離最小。通過對構(gòu)建的單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹和單倍型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖分析表明：基于現(xiàn)有樣品和數(shù)據(jù)，可以將我國狼劃分為兩個世系，即青海、西藏種群可以作為一個世系，是分化較早的一個世系，內(nèi)蒙古、東北、新疆種群可以作為一個世系，后者又可以劃分為兩個相對獨(dú)立的分支，其中一支為新疆種群，與蒙古種群的序列分析后支持新疆種

9、群與蒙古種群劃分為一個相對獨(dú)立的分支，但是系統(tǒng)發(fā)育樹表明這個分支與內(nèi)蒙古種群也存在一定的親緣關(guān)系，另一分支為內(nèi)蒙古、東北種群，內(nèi)蒙古和東北兩個地理種群之間沒有產(chǎn)生明顯的分化。
　?。?）基于mtDNA Cytb序列各地理種群狼之間的遺傳距離數(shù)值范圍在0.001~0.051。青海、西藏種群與內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、東北種群的遺傳距離較大，平均遺傳距離為0.0478。內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、東北四個種群之間的遺傳距離相對較小，平均遺傳距離為0

10、.0035，青海與西藏種群之間的遺傳距離為0.004。通過不同地理種群狼mtDNA Cytb的單倍型系統(tǒng)發(fā)育樹可以看出，青海、西藏種群與內(nèi)蒙古、東北、新疆三個地理種群分屬兩個明顯的支系，青海、西藏兩個種群單倍型序列聚為一支，內(nèi)蒙古、新疆、東北種群三個地理種群聚為一支。這與基于mtDNA控制區(qū)HVRI序列得出的結(jié)論一致。
　　（5）通過構(gòu)建我國6種犬科動物的系統(tǒng)進(jìn)化樹，表明中國的6種犬科動物可劃分為4個進(jìn)化支，狼（Canis lup

11、us）、豺（Cuon alpinus）和貉（Nyctereutes procyonoides）各單獨(dú)一個進(jìn)化支，赤狐（Vulpes vulpes）、沙狐（Vulpes corsac）、藏狐（Vulpes ferrilata）可以合并為一個進(jìn)化支。其中，狼與豺的親緣關(guān)系最近，狐屬中沙狐與藏狐的親緣關(guān)系最近。
　?。?）基于mtDN A控制區(qū)HVRI單倍型序列和Cytb單倍型序列計(jì)算不同地理種群狼之間的遺傳分指數(shù)及基因流發(fā)現(xiàn)：青海、西

12、藏兩個種群與內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、東北種群之間遺傳分化指數(shù)較大，幾乎不存在基因流。
　?。?）基于中國不同地理種群狼mtDNA Cytb部分序列計(jì)算種群之間的進(jìn)化分歧時間，青海、西藏種群與內(nèi)蒙古、蒙古、新疆、東北4個地理種群的分歧時間大約在1.125~1.275 MYA，推測青藏高原隆起（0.9~1.1MYA）及氣候變化可能導(dǎo)致分布于青藏高原地區(qū)的狼在青藏高原隆起之后的一段時間開始產(chǎn)生進(jìn)化分歧；
　　（8）目前還沒有采集到諸如