高原鼠兔地理种群的遗传多样性与遗传分化

摘要

高原鼠兔(Ochotonacurzoniae)是青藏高原特有的一种植食性小哺乳动物，在青藏高原高寒草甸生态系统的食物链中起着重要作用，同时也是该地区危害最为严重的优势物种之一。本研究采用其近缘物种—北美鼠兔(Ochotonaprinceps)的七个微卫星位点分析六个高原鼠兔地理种群的遗传多样性与遗传分化，探讨地理距离、海拔和道路等因素对其遗传变异和形态变异的影响。主要研究结果如下：六个高原鼠兔地理种群的体重、体长、耳长和后足长在种群间的差异达到极显著水平(p＜0.01)；就各个种群来看，海晏HY种群(Haiyanpopulation)与其余五个种群间的所有性状均有极显著差异(p＜0.01)；西大滩AE种群(XidatanAEpopulation)与西大滩AW种群(XidatanAWpopulation)间，西大滩BE(XidatanBE)和西大滩BW种群(XidatanBWpopulation)间的所有性状均无显著差异(p＞0.05)；昆仑KL种群(Kunlunpopulation)与西大滩BW种群间的体长、耳长和后足长性状无显著差异(p＞0.05)，与西大滩BE种群间的体长和耳长性状无显著差异(p＞0.05)，而与其余种群间的所有性状均有差异。各形态性状变异系数(CV)大小依次为体重＞耳长＞体长＞后足长；各种群形态变异系数大小依次为海晏HY种群＞昆仑KL种群＞西大滩AE种群＞西大滩AW种群＞西大滩BE种群＞西大滩BW种群。 高原鼠兔遗传多样性分析结果显示，七个微卫星位点扩增出的等位基因(Na)为2.00～27.00个，有效等位基因(Ne)为1.70～16.34个。多态信息含量(PIC)为0.3107(位点OCP1)～0.7958(位点OCP7)，有两个高度多态位点(位点OCP7、OCP8)，其余为中度多态位点；各位点的观测杂合度(Ho)和期望杂合度(He)分别为0.3314～0.9645和0.4130～0.9416；Ho平均值为0.5943，He平均值为0.5712，说明高原鼠兔的遗传多样性处于中等水平。固定系数(F)平均值为-0.0369，其中有三个位点(OCP1、OCP2、OCP3)的固定系数大于0，其余四个位点(OCP4、OCP7、OCP8、OCP9)的固定系数小于0，说明高原鼠兔自然种群中杂合子个体偏多。各位点的基因分化系数(Fst)分布范围为0.0526～0.1829之间，平均为0.1001，即有约10.01％的变异存在于种群间，而89.99％的变异存在于种群内部，说明高原鼠兔的遗传变异主要在种群内部产生。分别对七个位点和四个种群的Hardy-Weinberg平衡检验表明，位点OCP4、OCP7和OCP9表现出极显著的不平衡(p＜0.01)，其余位点均呈遗传平衡；西大滩AE、西大滩AW、西大滩BE和西大滩BW四个种群显著偏离平衡(p＜0.05)，海晏HY和昆仑KL种群呈遗传平衡。 对六个高原鼠兔地理种群的遗传多样性与遗传分化的研究表明，海晏HY种群的多态信息含量和期望杂合度均最高，昆仑KL种群的多态信息含量、期望杂合度及观测杂合度均最低，但非参数检验结果显示，六个种群之间的遗传多样性水平并无显著差异(p＞0.05)。同时，形态特征变异系数与遗传多样性参数之间无显著相关性(p＞0.05)。海晏HY种群与其余五个种群的基因分化系数(Fst)为0.0927～0.1232，平均为0.1023；基因流(Nm)为1.7792～2.4459，平均为2.2197，均达到了中度分化水平；另五个种群之间基因分化系数为0.0214～0.0587，平均为0.0403；基因流为4.0085～11.4058，平均为6.5423，几乎没有分化。遗传距离(GD)及UPGMA聚类分析的结果与遗传分化系数基本一致，海晏种群与其余五个种群遗传距离平均为0.3025，而其余五个种群间遗传距离平均为0.0889。聚类分析的结果是六个种群分为两大支，西大滩BW种群首先与昆仑KL种群聚类，随后依次与西大滩AW、西大滩BE、西大滩AE种群聚类，而海晏HY种群独自为一类。MantelTest结果显示，地理距离与遗传距离及基因分化系数显著相关。 分析海拔与种群遗传多样性及遗传变异的关系，结果表明，海拔最低的海晏HY种群的多态信息含量和期望杂合度都是最高的，而海拔最高的昆仑KL种群的多态信息含量、期望杂合度及观测杂合度都是最低的，西大滩AW和西大滩BW种群各项参数相差不大。非参数样本分析结果显示，四个种群的遗传多样性参数无显著差异(p＞0.05)，说明海拔与遗传多样性之间没有显著的相关性，遗传多样性参数和形态变异系数之间也无显著相关性(p＞0.05)。 分析青藏公路对高原鼠兔种群遗传多样性与遗传变异的影响，结果表明，公路西侧种群的遗传多样性参数高于公路东侧种群，但非参数样本检验结果显示，四个种群的遗传多样性参数间无显著差异(p＞0.05)。同时，遗传多样性参数与形态变异系数间无显著相关性(p＞0.05)。公路同侧种群间平均遗传距离为0.0808，基因分化系数为0.0357，基因流为7.2170；异侧种群间遗传距离为0.1037，遗传分化系数为0.0443，基因流为5.4235。聚类结果也是公路东侧和西侧的种群分别聚为一类。说明青藏公路对分布于公路两侧的高原鼠兔种群间的基因交流产生了一定的阻隔效应，并导致种群间出现了一定程度的遗传分化，但这一分化的程度较小。

目录

文摘

英文文摘

引 言

1文献综述

2材料与方法

3结果

4讨论

5结论及进一步的工作方向

参考文献

致谢

硕士在读期间发表学术论文和参加课题情况