黑嘴鸥遗传多样性及超常窝卵数发生机制

摘要

黑嘴鸥（Saundersilarus saundersi）是全球易危物种，95％的种群繁殖于我国东部沿海的三个地区。其中山东种群近5年种群数量增长了33倍，同时发现随着种群的增长，超常窝卵数巢窝越来越多。为探讨在数量及分布波动较大的背景下黑嘴鸥遗传多样性格局是否发生了变化，并探究超常窝卵数的发生原因，我们对中国境内的黑嘴鸥繁殖种群开展了以下3个方面的研究，并提出了相应的保护管理建议。 1.种群数量与分布变化 近3年来，对黑嘴鸥巢窝进行了全面调查，更新了IUCN红皮书中估计的黑嘴鸥种群数量，至2016年中国境内繁殖种群数量已达16800只，95％以上的黑嘴鸥种群在有限的人工管理的栖息地中繁殖。其中山东种群数量迅速增长，2016年达7112只，其中1436只繁殖于大汶流管理站10万亩湿地恢复区的一个不足200m2人工岛上;辽宁种群数量近3年呈略微下降趋势，2016年种群数量为8642只，仅繁殖于南小河面积不足260000m2的养虾池中;江苏种群数量近3年也呈下降趋势，目前繁殖于保护区以外的东台自条子泥围垦区和南通市如东县小洋口滩涂。 2.遗传多样性及系统地理结构 利用mtDNA和微卫星标记对来自辽宁、山东、江苏的247个样品进行遗传多样性水平及系统地理结构分析。三个繁殖种群在Cyt b、控制区和核微卫星标记中均呈现出了较高的遗传多样性水平，且三个繁殖种群之间没有明显的系统地理结构，我们推测山东群数量的增长及三个繁殖种群间强基因流可能源于辽宁、江苏种群的出生扩散或繁殖扩散。研究揭示了黑嘴鸥的3个重要特征:有较高的扩散能力，有较高的基因流和对恢复湿地的适应力。对于其他的集群繁殖的受胁水鸟，如果具备这3个特征，则可通过用相似的保护措施来实现种群复壮。 3.超常窝卵数发生机制 采用微卫星DNA标记方法，对大汶流超常窝卵数和正常窝卵数巢窝的亲鸟和幼鸟样品进行分析，结果表明大汶流黑嘴鸥繁殖种群中既存在种内巢寄生行为(CBP)，也存在婚外配行为(EPC)。在超常窝卵数巢中（有效样本巢窝占大汶流所有超常窝卵数巢窝的17.5％，n=40)，CBP的发生比例为100％(n=7)，EPC的发生比例为42％(n=7);而在正常窝卵数巢中（有效样本巢窝占大汶流所有正常窝卵数巢窝的0.88％，n=678），CBP没有发生，33.3％的巢存在EPC(n=6)。列联表分析结果表明窝卵数与巢寄生子代比例有密切关系，窝卵数越大，巢寄生子代比例越高。由此我们推测，黑嘴鸥超常窝卵数现象的发生可能是由于在极端环境压力下而选择的CBP混合繁殖策略。另外，在5窝存在婚外配的巢中，有2窝存在雄性婚外子代（窝卵数均为4枚）。但要判定超常窝卵数是否与EPC行为有关及其他营巢密度较小的巢窝是否也存在雄性EPC，可能需要通过更多的样品进行补充论证。 4.保护管理启示 根据研究结果，建议从种群保护、遗传管理和栖息地调整三个方面统筹规划和实施黑嘴鸥及其栖息地的保护。2016年夏季在辽宁繁殖地利用红外相机监测捕食天敌时发现有家狗出没，另外，辽宁种群和山东种群近些年均存在雏鸟因疾病死亡的现象，且比例呈现上升趋势，所以在种群保护方面，我们建议控制捕食天敌和疾病;在遗传管理方面，本研究提出黑嘴鸥的繁殖种群可以被定义为一个保护管理单元(MU)，任何一个种群都可以通过引入或再引入进行复壮;在栖息地调整方面，建议通过栖息地的恢复和改善来复壮黑嘴鸥种群或将其引入到新的栖息地;对现有栖息地的管理，建议控制植被演替、调节植被盖度。

目录

声明

摘要

第一章文献综述

1．1黑嘴鸥的研究现状

1．2遗传多样性的研究进展

1．2．1遗传多样性的研究内容

1．2．2遗传多样性研究对濒危物种保护的意义

1．2．3遗传多样性的研究方法

1．3超常窝卵数发生机制的研究进展

1．3．1超常窝卵数的定义

1．3．2超常窝卵数现象的成因

1．3．3超常窝卵数发生机制的研究方法

1．4拟解决的科学问题与研究意义

1．4．1拟解决的科学问题

1．4．2主要研究内容

1．4．3本研究的科学意义

1．4．4技术路线

第二章黑嘴鸥繁殖种群数量与分布变化

2．1研究地点与研究方法

2．1．1山东黄河三角洲国家级自然保护区

2．1．2辽宁辽河口国家级自然保护区

2．1．3江苏盐城

2．1．4调查方法

2．1．5数据处理

2．2结果

2．2．1中国境内黑嘴鸥繁殖种群数量与分布

2．2．2山东黄河三角洲

2．2．3辽宁辽河口

2．2．4江苏盐城

2．3讨论

2．3．1山东黄河三角洲

2．3．2辽宁辽河口

2．3．3江苏盐城

2．4本章小结

第三章黑嘴鸥的遗传多样性及系统地理结构

3．1实验材料与实验方法

3．1．1样品采集和保存

3．1．2 DNA提取

3．1．3线粒体序列的扩增与测序

3．1．4微卫星的扩增和基因分型

3．2数据分析

3．2．1遗传多样性

3．2．2种群历史

3．2．3系统地理结构分析

3．3研究结果

3．3．1遗传多样性

3．3．2种群历史

3．3．3一千二和大汶流种群的系统地理结构

3．3．4山东、辽宁、江苏种群的系统地理结构

3．4讨论

3．4．1易危物种黑嘴鸥的高水平的遗传多样性

3．4．2缺乏系统地理结构

3．4．3对其他水鸟保护的意义

3．5本章小结

第四章黑嘴鸥的超常窝罗日数发生机制

4．1实验材料与实验方法

4．1．1样品采集和DNA提取

4．1．2微卫星的扩增和基因分型

4．1．3亲子关系鉴定

4．1．4性别鉴定

4．1．5统计分析

4．2研究结果

4．2．1黑嘴鸥雏鸟和亲本亲子关系的确定

4．2．2黑嘴鸥婚外子代及巢寄生子代发生比例

4．3讨论

4．3．1超常窝卵数发生机制

4．3．2黑嘴鸥的婚配制度

4．3．3黑嘴鸥性比的雌性偏向

4．4本章小结

第五章保护管理启示

5．1黑嘴鸥种群的保护

5．1．1控制捕食者

5．1．2防范疾病

5．2遗传管理

5．3栖息地调整

5．3．1易地保护

5．3．2植被管理

5．4本章小结

参考文献

附录

在读期间的学术研究

致谢