尖吻蝮的亲缘地理学和保护遗传学研究

摘要

尖吻蝮Deinagkistrodon acutus(Günther，1888)，隶尖吻蝮属，为单型属。分布于中国大陆东、南部和西部的十个省，以及台湾省，国外分布于老挝和越南北部。超过90％的种群分布于中国。尖吻蝮具有重要的商业价值和药用价值。2004年尖吻蝮以易危种(VUA2a)列入中国特种红色名录，评估理由是最近十年种群数量减少了30％以上，而且这种减少还在继续。 用系统发育和种群遗传学方法，本研究报道了尖吻蝮的亲缘地理学结构。我们设计了密集和相关的地理采样，以获得尽量多的种群内和种群间的遗传变异。遍及中国大陆分布区的14个采样点的86个尖吻蝮个体的全ND2基因序列被测定，用于我们的研究。为便于描述和讨论，按地理距离和地理相似性，14个采样点被分在五个地理单元中。 系统发育分析、鉴别位点的分布、单倍型网络、和AMOVA层次分析，整个尖吻蝮种群呈现强地理构型的东/西分化格局。地理上，一条湖、河、山链(鄱阳湖、赣江、武夷山)导致地理隔离，近似垂直地把尖吻蝮分布区分为两块，把整个种群分为东部和西部两个主谱系。二叉树揭示了整个尖吻蝮种群从西向东的总的扩散趋势：单倍型网络图还暗示了近期的多重的较短距离的尖吻蝮亚谱系的区域扩散方向。 位于内类群ND2基因714到963位点之间，有七个变异位点被发现是鉴别位点，它们能清晰的分辨一个序列是属于西部还是东部谱系。另外，我们还发现了可鉴别亚枝或局部区域的5个鉴别位点。亚枝W1通过位点600区别于其它序列。位点29，193，和453可以把亚枝E1从其它序列中区分出来。位点567上的

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第一部分综述

1.尖吻蝮研究概述

1.1分类学及分布

1.2形态学研究

1.3生态学研究

1.4蛇毒及抗蛇毒蛋白研究

1.5濒危状况及人工繁育研究

2亲缘地理学及其研究进展

2.1亲缘地理学的兴起

2.2亲缘地理学主要理论和方法，及应用实例

3保护遗传学及其研究进展

3.1确定进化显著性单元(Evolutionarily significant units，ESUs)

3.2进化显著性单元的应用与评价

3.3 AMOVA(Analysis of MOlecular VAriance)层次分析(hierarchical analysis)

3.4单倍型多样性指数(h)和核苷酸多样性指数(π)

第二部分材料与方法

1.采样

2.实验步骤

2.1基因组DNA的提取

2.2 PCR(Polymerase Chain Reaction)扩增

2.3 DNA纯化和回收

2.4测序

3.序列的初步分析和饱和性检验

4.系统发育分析

4.1二叉树重建方法

4.2确定核苷酸进化的最佳模型(Modeltest)

4.3自展分析(bootstrap)和贝叶斯后验概率(posterior probability)

5.种群统计学分析

5.1构建单倍型网络(TCS；statistical parsimony)

5.2 Mantel test：检验IBD假设(Isolation By Distance)

5.3 AMOVA层次分析(hierarchical analysis)

5.4分子钟检验和测定扩张年代(dating expansions)

5.5计算核苷酸多样性指数π(nucleotide diversity)

第三部分结果与分析

1.序列基本分析

2.饱和性检验

3.单倍型在种群中的分布

4.检验IBD模型的Mantel test

5.系统发育重建

6.鉴别位点(diagnostic site)

7.AMOVA层次分析

8.单倍型网络(Statistical parsimony network)

9.不配对分布(mismatch distribution)

10.核苷酸多样性(Nucleotide diversity)

第四部分讨论

1.起源及扩散

2.瓶颈与区域扩张

3.隔离和东西分化

4.保护管理

第五部分结论

参考文献

博士期间第一作者的论文

致谢