基于线粒体控制区探讨红腹锦鸡种群进化历史

摘要

红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)，又名金鸡，我国特有物种，国家二级保护动物。利用线粒体DNA分子标记研究红腹锦鸡种内及种间的群体遗传结构和系统发生关系，将对该物种的有效保护起到重要作用。本研究以线粒体DNA控制区的448bp高变区序列为分子标记，利用PCR和直接测序方法，采用序列分析技术，对红腹锦鸡的12个种群的212个个体进行了实验，探讨各群体间与个体间的遗传变异、系统发育及种群进化关系和种群历史动态，研究结果如下：
　　 1)所分析的序列有57个变异位点(12.93％)，其中单可变位点15个，简约信息位点42个，有插入和缺失现象。57个变异位点定义了38种单倍型，出现频率最高的为单倍型H2(73/212)，并存在于11个种群中。单倍型多样性和核苷酸多样性水平均较高，分别为0.907和9.115％。陕西秦岭个体的单倍型多样性和核苷酸多样性水平在12个种群中是相对最高的，其单倍型种类也最丰富，由此推断，秦岭种群是较为原始的种群。
　　 2)根据种群不同群体划分模式下的分子变异分析，结合遗传距离的远近，将本研究的12个种群分为3大群体是比较合理的，令为QL群体、中部地区群体和SC群体。
　　 3)NETWORK图显示单倍型并没有依采样地区域形成各自的分支(clade)，QL种群的单倍型遍布整个网络图。以单倍型H2作为中心向其他单倍型发散，推断H2是这些单倍型的历史基因流，视为古老单倍型。单倍型H1也形成一个小的中心，含有个体数也较多。表明H1也是古老单倍型之一。在中部地区的种群里，H1和H2单倍型保留最多，分布最广。中部地区群体的独享单倍型与QL、SC群体，QL与SC群体的单倍型之间相互连接，表明了三大群体存在连续的系统进化关系，群体内个体之间发生相互迁移和扩散。
　　 4)AMOVA分析显示红腹锦鸡种群的分子变异主要来自于种群内变异(87.13％)。种群内分化程度要大于地理区内群体间的分化，地理区间分化指数FCT很低，表明红腹锦鸡的地理区间分化并不明显，地理区间群体间存在着较高水平的基因交流，亦暗示红腹锦鸡种群能够快速地扩张。各种群遗传多样性不存在显著的地理差异，个体呈现出混杂的分布格局。
　　 5)红腹锦鸡所有种群的中性检验和错配分布曲线显示，种群整体处于动态平衡，趋向稳定，并未发生扩张和明显数量增长。各群体内积累了较多的基因突变，主要为中、低频率的变异，QL和JG种群在历史上曾发生过扩张历史事件，中部地区群体可能存在较多基因搭载现象或经历了自然选择。
　　 6)综合分析12个种群的遗传多样性和系统发育，QL种群为较原始种群，单倍型H1和H2是主导单倍型，并在中部地区群体广泛分布，需施以更加合理的保护和管理措施。