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染色体重排在群体分化与物种形成过程中扮演了何种角色，是物种形成领域研究热点之一。染色体重组抑制假说认为，染色体重排（倒位、易位、融合和分裂等）将抑制有性生殖过程中同源染色体对间的遗传信息交换，引起重排与非重排染色体间遗传差异增加，部分地或完全地限制了群体间的基因流而促进物种分化。现有的研究多局限于染色体倒位和融合等重排类型，所涉及的动物也集中在几个经典的染色体重排多态类群，如鼩鼱、家鼠、澳洲草蜢、非洲疟疾虫媒蚊等，与染色体易位重排类群相关的研究少有报道，也未见涉及两栖动物的研究。 我国特有广布种棘腹蛙，在自然群体中新近发现有极难形成的染色体易位重排多态现象，其No.1与No.6号两对同源染色体对间存在相互易位。因染色体易位重排在种下群体间、以及群体内引起了广泛的核型多态，相互易位效应产生了至少五种不同的染色体核型，在四川盆地西部地区的种群中随机分布。棘腹蛙染色体核型多态是染色体重组抑制假说检验的优选素材。 本项目以棘腹蛙为材料，以微卫星位点（重排位点和非重排位点）为标记，探讨染色体重排引起的群体分化情况，以分析重排染色体和非重排染色体之间的遗传分化，检验染色体重组抑制存在与否，对染色体重组抑制假说进行补充或修订。 针对以上内容，对整个分布区的棘腹蛙样本（包括33个种群651号标本）进行分析，主要内容及结论如下: 1.超多微卫星筛选 ⅰ)获得大量多态性微卫星位点:通过转录组测序和Miseq基因组测序技术，分别筛选获得32个和28个多态性的微卫星位点，共计60个。 ⅱ)获得性别连锁位点:基于本文筛选的60个位点及已报道的11个，共计71个微卫星位点。通过多种群、大样本雌&雄群体遗传差异分析，初次在棘腹蛙位点数据集中发现了一个性别连锁位点(S SR13-B08)。基于该性别位点，初步确认四川西部地区的棘腹蛙为雄性(XX/XY)异配型性别决定，推测No.1染色体可能是棘腹蛙的性染色体。 ⅲ)获得重排微卫星位点:通过显微切割的No.1号染色体扩增SSR位点检测，No.1号染色体简化基因组SSR位点序列比对，No.1号染色体性别位点B08重排连锁分析等方法，最终获得与重排相关联的微卫星位点43个。 2.棘腹蛙的遗传结构 i)微卫星位点分析表明，四川盆地西部地区棘腹蛙种群中，重排个体较多的种群，如高堂寺种群(GTS)、映秀种群(WCYX)和龙门山种群(LMS)，与未发现有重排个体的种群间的遗传差异系数都偏高。特别显著的是GTS种群，最大FST值(0.3057)就出现在GTS和邛崃南宝种群(QLNB)之间。说明重排个体的数量对种群的遗传结构有一定的影响。 ii)Structure结果显示，棘腹蛙的所有种群分成三个支系，四川盆地东部和北部地区的棘腹蛙个体聚为一个支系，盆地西部的个体聚为另外两个支系，即染色体重排个体支系和非重排个体支系。所有重排个体聚为一个单独支系，其中包括少量的正常核型(TypeⅠ)的个体。这些正常核型TypeⅠ个体，可能是由重排个体之间、重排个体与非重排个体之间自由交配而产生的新“正常核型”个体;也可能是所有重排个体的“祖先类群”。结果支持重排的单系起源，暗示重排个体和非重排个体间的基因流受到染色体重排的影响。 3.重组抑制假说检验 依据重组抑制假设，较之非重排染色体而言，发生重排的染色体基因流更低。可以推导: i)较之非重排区域而言，重排区域的基因流更低; ii)较之非重排种群而言，重排种群基因流更低; iii)较之非重排个体群而言，重排个体群的基因流更低; iv)种群的基因流大小随重排个体数目的增加而降低。 选取13个重排位点、11个非重排位点，对棘腹蛙整个分布区的33个种群和四川盆地西部地区的种群分别进行AMOVA分子方差分析（距离法-两两差异）和F层级统计分析（位点加权平均法），辅以Mantel test检验以消除地理距离可能带来的偏差。从不同层次、不同角度检测重排和非重排染色体上的基因流情况，对上述推导进行检验，以此验证重组抑制是否在染色体易位重排的类群中成立。 ⅰ)较之非重排区域而言，重排区域的基因流更低 重排位点与非重排位点的组间分析表明，西部重排区(RA)与盆地东部及北部非重排区(CA)、西部重排区与东部非重排区(CA1)、西部重排区与北部非重排区(CA2)，重排位点分化值FCT均高于非重排位点，说明重排染色体的基因流低于非重排染色体，结果与推导吻合。重排位点中，RA与CA、RA与CA1、RA与CA2的遗传差异都基本相当，结果与推导吻合。非重排位点中，RA与CA2间的遗传差异大于RA与CA间、RA与CA1间，结果与推导不一致。因分布区西部与东部、北部间地理跨度较大，辅以Mantel分析检测。结果显示，地理距离和遗传距离的确存在相关性，但相关程度不高。这种地理距离和遗传距离的相关性反映了地理距离对遗传分化的影响。另一方面，其间相关程度较弱，则表明了染色体重排对基因交流存在着影响。RA-CA2的组间遗传差异与RA-CA、RA-CA1不相当，可能反映出各区域间的生境异质性。故，对重排区域和非重排区域的检验，支持重组抑制假说。 ⅱ)重排种群和非重排种群遗传分化较小，具有相同水平的基因流 西部重排区内，重排与非重排种群间遗传分化不明显，重组抑制作用不明显。这一结果可能与抽样策略相关。按Structure分析结果可以解释其原因，整个西部地区，Structure显示，所有重排个体构成一个支系，而非地理种群为单位;重排个体间错散布在种群内或种群间，以家系的方式存在，可以说是新近发生的，还没有足够的时间形成地理宗。 ⅲ)较之非重排个体群，重排个体群的基因流更低 根据Structure的结果，将四川西部地区的所有棘腹蛙个体分成重排和非重排类群。西部重排区内，在重排位点数据集中，重排个体群和非重排个体群之间的AMOVA分析和F层级统计的遗传差异系数(FST)分别是0.19827、0.21720，群间有显著的差异，基因流低;非重排位点数据集中，二者的差异系数(FST)分别是0.07567、0.07083，群间遗传差异较小，基因流较高。重排位点的差异系数远高于非重排位点，说明重排个体群和非重排个体群之间存在显著的遗传分化，即染色体重排对重排个体群和非重排个体群之间的基因交流存在明显的阻隔作用。对重排个体群和非重排个体群的检验，支持重组抑制假说。 ⅳ)种群的基因流大小随重排个体数目的增加而降低 西部重排区内，按重排个体在种群中所占比例划分为4组，依次为P1组(0％)、P2组(5％～30％)、P3组30％～50％、和P4组（大于50％）。非重排位点中，P1-P2、P1-P3、P1-P4各组与组之间的分化值(FCT)较低，组间的分化水平都偏低。总体上，非重排位点在各组组间的遗传分化差异基本相当，基因流水平基本相当，与预期推导相符。重排位点在P1-P2、P1-P3、P1-P4的组间差异呈现递增的趋势(FCT值递增)，分化程度逐渐增大，基因流水平却逐渐减低，说明随着种群中重排个体数量的增加，染色体重排对基因流的抑制作用逐渐增强。与推导相符。对种群重排个体比例的检验表明，支持重组抑制假说。 综上，通过“重排与非重排区域”、“重排和非重排个体群”、“重排个体比例”等多重推导检验，支持在棘腹蛙中，染色体重排对群体分化起到一定的作用。本研究结果将重组抑制假设延伸到了以前未曾涉猎的两栖动物类群中，并且证实如同发生在其他类群中的染色体倒位或融合等重排类型一样，相互易位染色体重排也会产生重组抑制。但是，在棘腹蛙中发生的重组抑制，可能是新近产生的，这种重组抑制暂时处于家系水平，隔离尚未导致形成地理宗。