东方白鹳线粒体DNA控制区序列遗传多样性研究

摘要

东方白鹳(Ciconia boyciana)是大型受胁涉禽,CITES附录Ⅰ物种,IUCN濒危物种。历史上东方白鹳曾广泛分布于东亚各国,由于乱捕滥猎,栖息地破坏,农药和杀虫剂的大量使用等人为因素干扰使该物种野生种群数量呈下降趋势,且分布区日趋萎缩。目前野生东方白鹳数量大约3000只左右,人工繁殖个体500多只。其繁殖区主要分布在中国和俄罗斯东部边界的黑龙江和乌苏里江流域,越冬区分布在中国长江中下游地区的湿地。近年来,在东方白鹳的越冬地和迁徙停歇地如望江县、高邮镇、黄河三角洲等地陆续发现了繁殖个体,在南方地区形成了一个小的繁殖群体,这个繁殖群体的出现引起了人们的关注。本研究的主要目标通过分子标记技术检测中国大陆地区的野生东方白鹳的遗传多样性现状,探讨中国种群与日本种群的基因流,中国种群的南方繁殖群体与北方繁殖群体的系统发生关系。此外,检测合肥野生动物园东方白鹳笼养群体的遗传多样性现状,并在繁殖管理中提出合理的保护建议。
　　本研究测定了68只野生东方白鹳和合肥野生动物园笼养群体的28只东方白鹳的线粒体基因组控制区(D-loop)463bp的序列,结果如下:
　　1、以mtDNA D-loop区的463bp基因片段作为分子标记,分析了来自中国种群的68只野生东方白鹳和先前发表的日本种群的17个个体的序列。在可比较的463bp的序列中,共发现42个核苷酸变异位点,定义了33种单倍型.42个变异位点包括27个转换位点,11个颠换位点,4个插入/缺失位点。在中国种群的68个个体中检测出32种单倍型,其整体遗传多样性较日本种群高,其中单倍型多样性指数(h)和核苷酸多样性指数(π)分别为:0.9442±0.0130和0.0122±0.0066。
　　2、中国种群的个体间的歧点分布呈单峰,并且Tajima检验(D=-1.035，P＜0.05)和Fu检验(Fs=-14.714,P＜0.05)都是负值,提示该种群可能经历了种群增长和扩张事件。种群扩张时间大约在5.83万年前。
　　3、NJ树、Network图都提示中国种群和日本种群间还未形成显著的遗传分化,在历史上两个种群间就可能存在基因交流。
　　4、中国种群的北方繁殖群体和南方繁殖群体之间没有显著的遗传分化,并且在南方繁殖群体,北方繁殖群体和笼养繁殖群体之间存在共享单倍型。
　　5、合肥野生动物园笼养群体的28个个体中共检测出11种单倍型,其单倍型多样性(h)和核苷酸多样性(π)分别为:0.8598±0.0419和0.01035±0.0058。但在笼养繁殖群体中的单倍型分布存在着严重的不均衡,繁殖个体的单倍型主要集中在H11,H26,H34。
　　6、基于以上结果,我们提出以下保护建议:
　　1)笼养繁殖群体由于存在单倍型分布的不均衡,建议加强东方白鹳的科学管理,提升除各单倍型的奠基者作用,同时从其它动物园进行引种,以最大限度地保护笼养种群的遗传多样性。
　　2)南方繁殖群体与北方繁殖群体、合肥野生动物园的笼养繁殖群体之间存在共享单倍型,还未形成显著的遗传分化,因而在清楚东方白鹳遗传背景的情况下,有计划地再引入北方繁殖群体的个体(包括笼养个体)将有利于东方白鹳南方繁殖群体的壮大。合肥野生动物园的笼养东方白鹳群体很可能是适合放归的理想候选群体之一。

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第一章 引 言

1 分子标记技术及在鸟类保护中的应用

2 东方白鹳种群现状及其研究进展

3 东方白鹳遗传多样性研究的意义

第二章 材料和方法

1样品的采集与保存

2 羽毛样品基因组总DNA提取

3线粒体DNA控制区（D-loop）的扩增及测序

4 序列数据分析

第三章 研究结果

1 野生东方白鹳的遗传多样性研究

2 合肥野生动物园笼养东方白鹳遗传多样性研究

第四章 讨 论

1 野生东方白鹳的遗传多样性现状

2 笼养群体遗传多样性现状

3 东方白鹳的保护建议

第五章 结 论

参考文献

致谢

读研期间主要研究成果