摘要 東北虎(Panthera tigris altaica)是體型最大的貓科(Felidae)動(dòng)物之一,是極具代表性的珍稀野生動(dòng)物?,F(xiàn)有研究表明,我國野生東北虎種群遺傳多樣性較低、近交水平較高。盡管目前我國野生東北虎的數(shù)量在逐步增長,但通過人工干預(yù)來提高野生東北虎的遺傳多樣性會(huì)更利于其數(shù)量的恢復(fù),通過野化放歸進(jìn)行遺傳拯救是一種關(guān)鍵策略,但實(shí)施遺傳拯救之前,必須確定圈養(yǎng)個(gè)體與現(xiàn)存野生個(gè)體間的遺傳關(guān)系。采用糞便DNA的高通量測序數(shù)據(jù)組裝了51只橫道河子圈養(yǎng)東北虎和13只完達(dá)山、老爺嶺等地的野生東北虎的線粒體基因組,分析兩者之間的關(guān)系,評估線粒體基因組的遺傳多樣性。結(jié)果表明:圈養(yǎng)東北虎的遺傳多樣性高于野生種群,所有遺傳變異均為無害。部分圈養(yǎng)個(gè)體與野生種群同屬一個(gè)進(jìn)化支,且具有野生種群所不包含的遺傳變異,可用于實(shí)施遺傳拯救。此外,圈養(yǎng)種群存在顯著的遺傳分化,一個(gè)與當(dāng)前野生種群關(guān)系很遠(yuǎn)的分支可能代表未知的地理種群,因此,建議對該遠(yuǎn)緣分支開展野外來源的追溯,確定其譜系地理學(xué)地位和保護(hù)價(jià)值,使其成為恢復(fù)野外歷史遺傳多樣性的后備資源。
關(guān)鍵詞:東北虎;遺傳拯救;線粒體基因組;糞便DNA;遺傳多樣性
中圖分類號:Q953 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:2310 - 1490(2024)- 02 - 0231 - 11
DOI:10.12375/ysdwxb.20240201
東北虎(Panthera tigris altaica)在維持東北亞森林生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性和完整性中扮演著重要角色。人口的增長和人類活動(dòng)的日益增強(qiáng)、擴(kuò)展,導(dǎo)致野生東北虎的棲息地遭到嚴(yán)重破壞[1],使之持續(xù)縮小和破碎化[2],嚴(yán)重影響了野生東北虎的生存。此外,氣候變化和環(huán)境污染等直接或間接造成的獵物數(shù)量下降,也給東北虎的生存帶來了很大挑戰(zhàn)[3]。因此,東北虎與其他虎亞種一起在國際自然保護(hù)聯(lián)盟紅色名錄(IUCN Red List)中被列為瀕危級(EN),同時(shí)被瀕危野生動(dòng)植物種國際貿(mào)易公約(CITES)列為附錄Ⅰ物種。
目前我國境內(nèi)野生東北虎包括4個(gè)相互隔離的小種群[4],各個(gè)小種群之間缺乏可用的生態(tài)廊道,無法進(jìn)行自然的基因交流,發(fā)生了較為嚴(yán)重的近交,導(dǎo)致野生東北虎種群遺傳多樣性較低[5]。遺傳多樣性對于野生動(dòng)物適應(yīng)環(huán)境、抵御疾病等都具有極為重要的意義[6?7]。當(dāng)小種群無法自我維持遺傳多樣性時(shí),就需要通過人工輔助引入外源基因來提高遺傳多樣性,這被稱為遺傳拯救[8]。目前野生東北虎的處境需要開展人工輔助基因交流:一方面,通過建設(shè)生態(tài)廊道使不同種群之間得以自然交流[9];另一方面,將人工繁育的東北虎野化放歸,參與野生種群的繁殖,達(dá)到提升遺傳多樣性的目的[10]。野化放歸的策略首先要基于充分的遺傳學(xué)分析,從圈養(yǎng)種群中選擇與野生種群同屬一個(gè)進(jìn)化分支且能提高野生種群遺傳多樣性的個(gè)體,進(jìn)行野化訓(xùn)練并放歸。在提高遺傳多樣性的同時(shí)應(yīng)當(dāng)權(quán)衡遺傳拯救的收益和風(fēng)險(xiǎn),既要避免遠(yuǎn)交衰退的產(chǎn)生還要避免有害基因的引入。本研究所考察的圈養(yǎng)種群來自國家東北虎種源基地橫道河子貓科動(dòng)物飼養(yǎng)繁育中心,該基地先后從多國引進(jìn)東北虎種源,目前已飼養(yǎng)超過1 000只東北虎,這一龐大的數(shù)量足以支撐野化放歸項(xiàng)目。本研究利用東北虎糞便提取DNA,并通過高通量測序獲取東北虎線粒體全基因組,用于圈養(yǎng)種群與野生種群遺傳多樣性評估和遺傳關(guān)系的比較,從母系遺傳層面為圈養(yǎng)東北虎野化放歸個(gè)體的遴選提供支持。
1 材料與方法
1. 1 糞便采集與DNA 提取
共采集64份東北虎糞便樣品,包括來自中國橫道河子貓科動(dòng)物飼養(yǎng)繁育中心的51只圈養(yǎng)東北虎和13只完達(dá)山、老爺嶺等地的野生東北虎。13個(gè)野生東北虎的糞便樣本分別取自吉林省琿春市(8個(gè))、黑龍江省鶴崗市蘿北縣(2 個(gè))、吉林省敦化市(1 個(gè))、吉林省舒蘭市(1 個(gè))和黑龍江省東寧市(1個(gè))[11]。野生東北虎的糞便樣本均通過擴(kuò)增線粒體的一個(gè)271 bp的細(xì)胞色素b 基因片段進(jìn)行物種確認(rèn);并選擇18個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記進(jìn)行基因分析和個(gè)體鑒定[5]。采用本團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的糞便DNA富集方法(periextractionenrichment using SDS,PEERS,專利號:CN113186185A)對糞便進(jìn)行預(yù)處理,通過向糞便溶解液中加入終濃度為5% 的SDS,破壞東北虎的細(xì)胞,同時(shí)保持微生物的完整性,從而優(yōu)先釋放東北虎的DNA。離心后采用Axygen Multisource GenomicDNA(Axygen,美國)試劑盒提取上清液DNA,即得到富集的東北虎總DNA。
1. 2 DNA 質(zhì)檢
獲得的糞便DNA中只有宿主DNA占比足夠高才適合進(jìn)行高通量測序。因此,分別以東北虎核基因GAPDH(nuDNA,NCBI序列號:NC056666. 1)和線粒體基因Cyt b(mtDNA,NCBI序列號:KF297576. 1)為模板,設(shè)計(jì)定量PCR引物,用于測定總DNA中二者的拷貝數(shù);同時(shí)在細(xì)菌的16S rRNA 基因上設(shè)計(jì)1 對通用引物,用于測定細(xì)菌DNA(bDNA)的拷貝數(shù)。當(dāng)mtDNA 與bDNA 的CT 值差值小于3、bDNA的CT值大于10、nuDNA的CT值小于25時(shí)用于高通量測序(表1)。
熒光定量PCR體系10. 0 μL:1. 0 μL DNA提取液,5. 0 μL TB Green Premix ExTaq Ⅱ酶(TaKaRa,大連),濃度為10 μmol/L 的上、下游引物各0. 4 μL和ddH2O 3. 2 μL。三對引物采用相同的反應(yīng)程序:95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃變性5 s,58 ℃退火34 s,72 ℃延伸30 s,40個(gè)循環(huán);95 ℃變性10 s+65 ℃退火5 s+95 ℃延伸15 s。利用9700 型PCR 擴(kuò)增儀(Gene?Amp,美國)進(jìn)行擴(kuò)增反應(yīng)。
1. 3 高通量測序及數(shù)據(jù)處理
合格的DNA在MGISEQ-2000測序平臺(華大智造,中國)進(jìn)行高通量測序。下機(jī)數(shù)據(jù)使用FastQC進(jìn)行可視化質(zhì)量查驗(yàn);使用Trimmomatic去除低質(zhì)量序列和接頭;用BWA(Burrow-Wheeler Aligner)完成線粒體數(shù)據(jù)的比對;用SAMtools 將測序數(shù)據(jù)中的read排序整齊,并用GATK去除重復(fù)序列,計(jì)算測序覆蓋度與測序深度。
1. 4 線粒體組裝與遺傳多樣性分析
使用NOVOPlasty 將整理后的序列組裝成完整的mtDNA基因組。組裝好的mtDNA用MAFFT進(jìn)行序列比對,提取線粒體的D-loop區(qū)、2個(gè)編碼核糖體核酸的基因(12S rRNA和16S rRNA)和13個(gè)編碼蛋白質(zhì)的基因,用于不同區(qū)域的分析。使用DnaSP6計(jì)算核苷酸多樣性(Pi )與單倍型多樣性(Hd),并使用POPART繪制單倍型網(wǎng)絡(luò)。用VCFtools計(jì)算遺傳分化系數(shù)(FST),基于最大似然法(ML)構(gòu)建的進(jìn)化樹和遺傳距離的計(jì)算由MEGA 11完成。
1. 5 注釋突變位點(diǎn)
選用東北虎線粒體全基因組(NCBI 序列號:KF297576. 1)作為參考序列,使用GATK完成SNP位點(diǎn)的檢測和篩選,檢測得到的SNP 位點(diǎn)使用軟件ANNOVAR 進(jìn)行注釋和分析。在ANNOVAR 中的grantham. matrix 矩陣下,對所有突變進(jìn)行Grantham評分,評估突變是否有害。評估主要基于氨基酸的物理/化學(xué)組成,一般認(rèn)為,Grantham評分≥150的突變是有害的,評分lt;150的突變是良性的。
2 結(jié)果
2. 1 糞便DNA 質(zhì)量與測序質(zhì)量評估
所有糞便DNA 的質(zhì)量濃度都分布在12. 5~47. 0 ng/μL,均滿足高通量測序要求。測序數(shù)據(jù)中質(zhì)量達(dá)到Q20的堿基在95%以上,且堿基質(zhì)量平均值波動(dòng)較小,表明測序質(zhì)量足夠高。堿基分離程度均勻,序列中GC含量的實(shí)際分布與理論分布接近。平均測序覆蓋度均為100%,表明數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠。
2. 2 組裝線粒體基因組
所有個(gè)體的mtDNA均被完整組裝,其中D-loop區(qū)中POLYC片段的長度在個(gè)體間變化較大,具體數(shù)目無法通過read比對來確定,屬于測量不精準(zhǔn)區(qū)域,故取所有個(gè)體中最短的長度作為POLYC片段的長度,因而D-loop區(qū)的長度為1 180 bp,線粒體基因總長度為16 629 bp。其他各個(gè)基因區(qū)段均未見插入和缺失的堿基(表2)。
2. 3 核苷酸多樣性與單倍型多樣性
在64只東北虎的線粒體基因組中共鑒定到41個(gè)多態(tài)位點(diǎn)和9種單倍型。圈養(yǎng)東北虎的多態(tài)位點(diǎn)為39個(gè),其中單次突變位點(diǎn)1個(gè),簡約信息位點(diǎn)38個(gè)。野生東北虎的多態(tài)位點(diǎn)為3個(gè),全部是簡約信息位點(diǎn)。圈養(yǎng)和野生東北虎單倍型數(shù)量分別為7、2種,二者之間不存在共享單倍型。圈養(yǎng)種群和野生種群的單倍型多樣性分別為0. 711和0. 385,核苷酸多樣性分別為0. 001 05和0. 000 07。對于所有樣本,單倍型多樣性為0. 793,核苷酸多樣性為0. 001 14。總體而言,圈養(yǎng)種群的核苷酸多樣性和單倍型多樣性要遠(yuǎn)高于野生種群的多樣性(表3)。
基于線粒體全基因序列,分別繪制圈養(yǎng)個(gè)體、野生個(gè)體和全部個(gè)體的核苷酸多樣性分布圖(圖1)??傮w來看,線粒體基因組上核苷酸多樣性的分布以圈養(yǎng)種群為主導(dǎo)(圖1A);圈養(yǎng)種群的核苷酸多樣性(圖1B)要遠(yuǎn)高于野生種群(圖1C),但在不同區(qū)域間,二者核苷酸多樣性差異較大,圈養(yǎng)虎在堿基序號4 900~8 600、10 300~13 200和13 600~16 000三個(gè)區(qū)域較高(圖1B),而野生虎主要表現(xiàn)在2 100~2 500、8 700~9 100和15 100~15 500三個(gè)區(qū)域(圖1C)。
為了進(jìn)一步分析線粒體基因組上不同功能區(qū)域的多樣性水平,將線粒體基因組分成6個(gè)功能區(qū):ND編碼區(qū)、ATP編碼區(qū)、COX編碼區(qū)、Cyt b 編碼區(qū)、D-loop 區(qū)和rRNA 編碼區(qū)。各個(gè)區(qū)域的長度為其所包含的基因長度之和,其中ND4L 基因與ND4 基因存在7 個(gè)重疊堿基,ND5 基因與ND6 基因存在17個(gè)重疊堿基,ATP8 基因與ATP6 基因存在43個(gè)重疊堿基,故ND區(qū)與ATP區(qū)的長度分別為6 345 bp與842 bp。
圈養(yǎng)種群的Cyt b 基因具有最高的核苷酸多樣性(0. 002 04);rRNA 編碼區(qū)的核苷酸多樣性最低(0. 000 55);D-loop 區(qū)的單倍型多樣性最高,達(dá)到0. 623;編碼細(xì)胞色素C氧化酶的COX區(qū)和Cyt b 基因的單倍型多樣性最低,均為0. 466。野生種群中D-loop 控制區(qū)的核苷酸多樣性和單倍型多樣性最高,分別為0. 000 40 和0. 462;而編碼NADH 脫氫酶的ND區(qū)與編碼ATP合成酶的ATP區(qū)核苷酸多樣性和單倍型多樣性均為0,表現(xiàn)出極低的多樣性(表4)。
圈養(yǎng)種群和野生種群共檢測到9種單倍型(表5)?;趩伪缎托蛄欣L制的單倍型網(wǎng)絡(luò)顯示,東北虎的單倍型可以分為兩個(gè)大組,一組由Hap_2 和Hap_3組成,另一組由其他單倍型組成(圖2)。兩組之間的核苷酸差異遠(yuǎn)大于組內(nèi),遺傳分化系數(shù)(FST)為0. 061。野生種群的單倍型全部包含在第2組中,且與圈養(yǎng)種群單倍型的差異只有1或2個(gè)核苷酸。單倍型的分化主要發(fā)生在圈養(yǎng)種群中。
2. 4 野生和圈養(yǎng)東北虎的母系遺傳關(guān)系
9種單倍型之間的Nei氏遺傳距離在0. 000 06~0. 002 35,平均為0. 000 76。其中,Hap_3 與Hap_9的遺傳距離最大,為0. 002 35;Hap_1 與Hap_4、Hap_7、Hap_8,Hap_2 與Hap_3,Hap_5 與Hap_4、Hap_7,Hap_6與Hap_8之間的遺傳距離最小,均為0. 000 06。圈養(yǎng)種群與野生種群單倍型Hap_8遺傳距離最近的為單倍型Hap_1和Hap_6,最遠(yuǎn)的單倍型為Hap_3;與野生單倍型Hap_9遺傳距離最近的為Hap_1,最遠(yuǎn)的為Hap_3(表6)。
以家貓(Felis catus)、華南虎(Panthera tigrisamoyensis)、虎指名亞種(P. t. tigris)為外群,在東北虎個(gè)體的線粒體全基因構(gòu)建的ML進(jìn)化樹上,外群均位于東北虎的外側(cè),說明該系統(tǒng)進(jìn)化樹的結(jié)構(gòu)正確。東北虎分為兩個(gè)大的分支,其中攜帶Hap_2與Hap_3的個(gè)體聚為第1個(gè)分支,其他個(gè)體聚為第2個(gè)分支。在第2個(gè)分支中,攜帶Hap_8的野生個(gè)體與攜帶Hap_6的圈養(yǎng)個(gè)體聚為一個(gè)小支,攜帶Hap_9的野生個(gè)體與攜帶Hap_1的圈養(yǎng)個(gè)體聚為一個(gè)小支(圖3)。這表明所研究的野生個(gè)體與圈養(yǎng)個(gè)體之間存在很近的進(jìn)化關(guān)系,這一進(jìn)化關(guān)系完全印證了單倍型網(wǎng)絡(luò)與遺傳距離計(jì)算的結(jié)果。
2. 5 線粒體基因組突變的有害性
以東北虎線粒體基因組(NCBI序列號:KF297576. 1)為參照,64 只個(gè)體共篩選得到493 個(gè)SNP 位點(diǎn)。493 個(gè)SNP 位點(diǎn)的Grantham 評分最大值為34. 67,最小值為2. 00,意味著所有突變均為非有害突變( 圖4)。
3 討論
3. 1 糞便DNA 在線粒體基因組重測序中的可用性
線粒體DNA可以反映母系的遺傳變異[12],由于其具有高拷貝、高突變率的特點(diǎn)[13],被廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)發(fā)育和地理學(xué)[14]、群體遺傳學(xué)[15]及醫(yī)學(xué)研究[16]。糞便是較易獲得的非損傷性材料,可從中獲得DNA用于分子生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué)分析[17?18]。但是,糞便中含有極其豐富的微生物和少量的宿主腸上皮細(xì)胞[19],其DNA的質(zhì)量和可用性受到宿主消化能力、攝入食物、DNA 降解程度和糞便采集時(shí)機(jī)等影響[20?21],因此從糞便中獲取高質(zhì)量的宿主DNA始終是個(gè)技術(shù)難點(diǎn),好在糞便DNA中的mtDNA拷貝數(shù)高于核DNA,通過高通量測序數(shù)據(jù)更容易實(shí)現(xiàn)基因組的組裝[22]。本研究進(jìn)行了有益的嘗試,從所有樣品的糞便DNA測序數(shù)據(jù)中成功組裝了完整的線粒體基因組,且平均覆蓋度均達(dá)到100%,達(dá)到了血液等高通量材料組裝的效果[23]。
日后可憑借本試驗(yàn)的高通量測序數(shù)據(jù)以及組裝成功的完整線粒體基因組開展后續(xù)分析,這相較于傳統(tǒng)的局部片段或某一基因的分析更加全面、信息量更大[23?24]。本研究的DNA提取、質(zhì)檢、測序和線粒體基因組的組裝方法等可為將來其他物種基于糞便的研究提供一定經(jīng)驗(yàn)。
3. 2 圈養(yǎng)和野生東北虎的線粒體基因組多樣性
我國動(dòng)物園飼養(yǎng)東北虎的歷史可以追溯到新中國成立初期,如1952—1959年,哈爾濱動(dòng)物園共收幼虎99只,平均每年12只[25]。彼時(shí)我國的東北虎數(shù)量較多,圈養(yǎng)種群的初始建群者來源廣泛,遺傳多樣性較高[25]。本研究所考察的橫道河子貓科動(dòng)物飼養(yǎng)繁育中心的種群來源廣泛,先后從多個(gè)國家及國內(nèi)動(dòng)物園引進(jìn)種源,因此推測這一種群攜帶的遺傳多樣性較高。Ning等[5]的研究表明,當(dāng)前的東北虎野生種群已經(jīng)處于中等近交水平,局部近交和遺傳漂變使其原有的遺傳多樣性在一定程度上呈現(xiàn)下降趨勢。
除此之外,還有研究表明,野生東北虎種群的遺傳多樣性較低。2003 年,Russello 等[26]在俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)對來自至少27只個(gè)體的82個(gè)野生東北虎糞便樣本進(jìn)行分析,結(jié)果表明,野生東北虎線粒體控制區(qū)的單倍型多樣性水平極低,82個(gè)糞便樣本僅共享3種單倍型,其中最廣泛的一個(gè)單倍型占所有樣本的96. 4%,其余兩種單倍型僅占所有樣本的3. 6%。與之前Cracraft等[27]報(bào)道的14只圈養(yǎng)東北虎共享的4種mtDNA細(xì)胞色素b 基因單倍型相比,在一個(gè)突變率相對較低的基因區(qū)域中有著更高水平的單倍型多樣性,表明圈養(yǎng)個(gè)體可能比野生個(gè)體存在更大數(shù)量的遺傳變異。除東北虎之外,在其他物種的研究中也存在類似結(jié)果,如Zhu等[23]在對圈養(yǎng)與野生大熊貓(Ailuropoda melanoleuca)線粒體基因組編碼區(qū)的比較中發(fā)現(xiàn),圈養(yǎng)大熊貓的遺傳多樣性高于野生大熊貓的遺傳多樣性。
本研究針對圈養(yǎng)與野生東北虎線粒體基因組的比較得到了類似結(jié)果,并驗(yàn)證了本研究的推測,圈養(yǎng)東北虎的遺傳多樣性高于野生東北虎的遺傳多樣性,具有更高的遺傳變異水平。將線粒體基因組分區(qū)段考察,每個(gè)區(qū)段上野生種群的多樣性水平也都顯著低于圈養(yǎng)種群。這一結(jié)果雖然不能完全排除樣本量的影響(野生種群只有13只個(gè)體,而圈養(yǎng)種群有51只個(gè)體),但是與Ning等[5]的評估結(jié)果部分相符。也就是說,從線粒體全基因組看,圈養(yǎng)種群的遺傳多樣性要高于完達(dá)山與老爺嶺等地的野生東北虎的遺傳多樣性。相較于傳統(tǒng)的對線粒體基因組上某一基因或片段的研究,本研究放眼于整個(gè)東北虎線粒體基因組,并針對不同區(qū)域進(jìn)行分段比較,從全局水平上對東北虎線粒體遺傳多樣性進(jìn)行評估,使遺傳多樣性的評價(jià)更為全面、精準(zhǔn)。
值得關(guān)注的是,在其他保護(hù)動(dòng)物的研究中[28]也發(fā)現(xiàn)了相似結(jié)果。這可能是圈養(yǎng)種群的初始群體來自不同地理區(qū)域或不同親本個(gè)體。并且,圈養(yǎng)種群的繁殖受人工管理控制,以最大程度維持種群的遺傳多樣性水平。此外,圈養(yǎng)種群相對于野生種群來說,通常處于更加安全、穩(wěn)定的環(huán)境中,圈養(yǎng)動(dòng)物基本不會(huì)面臨野外的自然選擇壓力、環(huán)境威脅或食物競爭等不利生存的困境,從而使圈養(yǎng)種群有更多的個(gè)體生存下來并繁殖后代。這樣一來,圈養(yǎng)種群基因池中的各種變異就會(huì)有更大的機(jī)會(huì)傳遞給下一代。但需要注意的是,這些傳遞到下一代的遺傳變異可能不都是有利的,因此在提高種群遺傳多樣性的同時(shí)應(yīng)該注意有害基因的引入。
線粒體基因組除了D-loop區(qū)以外,所有的編碼區(qū)都有其重要功能,有害突變往往影響其多方面的功能[29]。線粒體不僅被認(rèn)為是能量的供應(yīng)者,而且在與衰老相關(guān)的疾病發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[30?31],當(dāng)線粒體出現(xiàn)嚴(yán)重衰退時(shí),會(huì)導(dǎo)致個(gè)體適合度降低而使個(gè)體甚至種群被自然界淘汰。研究顯示,虎在野生和圈養(yǎng)種群中都會(huì)受到有害突變的清除作用(purging)的影響,如虎指名亞種野生種群[32]和人工飼養(yǎng)的華南虎種群[33]。為了檢驗(yàn)線粒體基因組的質(zhì)量,本研究掃描了全基因組,在圈養(yǎng)和野生東北虎種群中均未發(fā)現(xiàn)明顯的有害突變,表明雖然線粒體基因組的遺傳多樣性豐富度不同,但都是安全的。
3. 3 圈養(yǎng)和野生東北虎的關(guān)系
本研究從圈養(yǎng)和野生東北虎種群的樣本中得到9種單倍型,其中圈養(yǎng)種群7種,野生種群2種,二者之間沒有共享單倍型。這說明圈養(yǎng)東北虎種群遺傳多樣性要高于野生東北虎種群,而從進(jìn)化樹與單倍型網(wǎng)絡(luò)中可以看出,圈養(yǎng)種群的部分個(gè)體與野生東北虎屬于同一進(jìn)化分支,具有較近的遺傳關(guān)系。因此,在利用該圈養(yǎng)種群部分個(gè)體實(shí)施遺傳拯救時(shí),可以在增加遺傳多樣性的同時(shí)避免產(chǎn)生遠(yuǎn)交衰退。
本研究的野生個(gè)體為隨機(jī)采集,而圈養(yǎng)個(gè)體主要是育齡虎,是該種源基地的核心群體。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,Hap_2和Hap_3分支對應(yīng)的個(gè)體占全部圈養(yǎng)樣本的64. 7%,是圈養(yǎng)種群線粒體遺傳多樣性的主要組成部分。但是,它們與當(dāng)前的野生種群距離甚遠(yuǎn),說明其可能來自當(dāng)前分布區(qū)以外的某個(gè)地區(qū)的滅絕種群。但該分支具體代表哪個(gè)地理種群尚不明確,日后可將該樣本與中國、俄羅斯野外所有種群進(jìn)行遺傳多樣性綜合分析,追溯其根源[34]。
4 結(jié)論與建議
在本研究現(xiàn)有樣本條件下,中國橫道河子貓科動(dòng)物飼養(yǎng)繁育中心圈養(yǎng)種群線粒體基因組的遺傳多樣性較高,且所有的遺傳變異均無害。該圈養(yǎng)種群的部分個(gè)體與野生種群遺傳關(guān)系較近,遺傳多樣性高度互補(bǔ),可用來實(shí)施野生種群的遺傳拯救,消除近交影響。應(yīng)對圈養(yǎng)種群中的一些遠(yuǎn)緣分支及時(shí)開展野外來源追溯,確定其譜系地理學(xué)地位和保護(hù)價(jià)值,使其成為恢復(fù)野外歷史遺傳多樣性的后備資源。
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