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北方山溪鲵(Batrachuperus tibetanus),隶属于两栖纲(Amphibia)有尾目(Caudala)小鲵科(Hynobiida),为中国特有种,主要分布于秦岭、大巴山西段及青藏高原东部边缘地区。这些地区不仅是中国南北气候的分界线,同时也是世界动物地理区划中东洋、古北两界的分界线,是中国自然地理和动物地理区划的关键区域。本论文通过对北方山溪鲵进行分子系统学和谱系地理学的研究,来探讨该地区第四纪时期气候和环境的变化对物种种群分化的影响,并推测该物种的地理分布格局及其形成过程。本研究利用线粒体Cytb基因长为754bp的DNA片段作为分子标记,共获得了北方山溪鲵39个种群172个个体的基因序列。采用生物学软件分别进行序列组成分析；序列变异和单倍型分布分析；种群间遗传距离分析；种群间分化指数和基因流分析；通过MP法、ML法、BI法构建单倍型的系统发育关系树；构建单倍型间的中介邻接网络图；对全部进化枝进行分子变异分析、错配分布分析、中性检验、BSP分析及扩张检验；并估计进化枝的扩张时间；基于两种校准方法估算北方山溪鲵种群的分歧时间。研究结果如下：1.在序列754个位点中,保守位点601个,变异位点153个(包括简约信息位点122个和单碱基变化位点31个)。对175条Cytb基因序列(含外群)进行单倍型划分,共获得60个单倍型序列。2.种群间的遗传距离显示：北方山溪鲵39个种群之间的遗传距离介于0.1%-9.1%,分布于秦巴山区的物种和青藏高原的物种之间有明显的遗传分化。对北方山溪鲵全部种群进行分化指数和基因流分析,平均Fst值为0.7952,种群之间的分化程度较高；均Nm值为0.3024,种群之间的基因交流程度较低。3.三种方法构建的北方山溪鲵单倍型系统进化树的拓朴结构及进化枝自举值基本一致。构建北方山溪鲵单倍型间中介邻接网络图,拓扑结构与单倍型系统发育树基本一致。本研究中将北方山溪鲵单倍型系统进化树分为九个进化枝,即Cladel～Clade9,这些分支在地域分布上有明显的区域性。汤峪种群是唯一分布于两个进化枝的种群,在Cladel和Clade5都有分布,表现出较高的遗传多样性。4.对北方山溪鲵进行进化枝间的遗传结构和谱系地理学分析结果显示,分子变异主要发生在进化枝间,物种单倍型分布格局存在显著的谱系地理结构。进化枝的错配分布分析显示,分布于秦岭和大巴山的种群在过去经历过快速扩张,而分布于青藏高原地区的种群相对比较稳定。根据公式计算北方山溪鲵的扩张时间结果显示,Cladel种群扩张主要发生在末次冰期(0.016～0.032Mya),其他分支都经历了末次冰期之前的第四纪冰期更新世(T>0.055Mya)。使用两种不同的校准方法估算北方山溪鲵种群的分歧时间结果显示,九个进化枝间的分歧时间≈6.33-2.84Mya,九个进化枝内部种群间的分化均开始于第四纪更新世时期(T<2.48Mya),说明所有种群都经历了第四纪冰期的气候和环境的变化。在物种的扩张过程中,太白山可能存在第四纪冰期时期的避难所,汤峪种群是由周围种群扩散而成。距离汤峪种群较远的文县种群、大巴山种群、库峪种群、平河梁种群分歧时间较高,较早的从各进化枝内分化出来。我们推测在第四纪冰期时期,大雪山、邛崃山、岷山、太白山等高海拔山系对物种的扩散形成了隔离作用；末次冰期结束之后,汉江谷地、嘉陵江谷地和镇巴等低海拔且干燥的峡谷对北方山溪鲵种群之间的基因交流和分化产生了隔离作用。