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在全球范围内，由自然或人为因素造成的野生动物生境破碎化日益加剧。破碎化景观会对物种的遗传分化模式产生影响，阻碍种群的基因流动，而基因流是决定和维持遗传多样性的关键因素，对物种的适合度，特别是对珍稀濒危野生动物的生存至关重要。马鹿阿拉善亚种（Cervus elaphus alashanicus），简称阿拉善马鹿，目前仅分布于贺兰山地区，是我国所有马鹿亚种中数量最少且分布范围最狭窄的一个孤立种群，研究表明位于“大陆岛”的高山有蹄类比分布在连续景观中的种群表现出更显著的遗传分化，目前关于该亚种的遗传多样性缺乏全面分析，且种群内部的遗传分化研究尚属空白，这对该濒危亚种的可持续管理和科学保护造成严重制约。
本研究于2016年的7～8月至2017年2～4月，采用样线法和实体观测法对贺兰山地区有阿拉善马鹿分布的区域进行新鲜粪便样本采集，利用母系遗传的线粒体标记和双亲遗传的微卫星标记，以及分子生物学方法对阿拉善马鹿的遗传多样性和遗传结构进行研究，评估该亚种的遗传分化现状。此外，运用分子生态学手段对阿拉善马鹿的扩散模式进行分析，并利用景观遗传学方法探寻对其基因流造成阻碍的环境变量，从物种自身和外界环境两方面探讨造成该亚种遗传分化的原因，为阿拉善马鹿的有效保护提供科学依据。主要研究结果如下:
1.种群遗传多样性研究表明:采集的413份粪便样品中，共鉴定出329只阿拉善马鹿个体，雌、雄性比为1.69∶1。215只个体的线粒体细胞色素b(Cyt b)序列共得到16个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.150和0.00019。153只个体的控制区序列共得到28个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.318和0.00047。110个Cyt6与控制区的联合序列共得到28个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.476和0.00036。利用11对较高多态性的微卫星位点对329只个体进行检测，得到的平均等位基因数为4.689，平均期望杂合度为0.596，平均观测杂合度为0.792。所有标记均表明阿拉善马鹿的遗传多样性在我国所有马鹿亚种野生种群中处于较低水平。种群的近交系数（Fis）为负值，说明目前该种群尚无近亲交配风险。
2.种群遗传结构研究表明:对12个地理群的微卫星数据进行STRUCTURE和Geneland两种贝叶斯聚类分析，得到的最佳分组数均为3，个体邻接树、主成分判别分析(DAPC)、线粒体DNA构建的系统发育树及单倍型网络图均表明阿拉善马鹿并没有形成显著的系统地理格局。相比线粒体标记，微卫星检测到更多的种群遗传结构。所有标记的分子方差分析(AMOVA)均表明大部分遗传分化来自于地理群内部，但不同标记的分析结果有所差异。线粒体DNA标记的AMOVA均显示内蒙和宁夏两个群组间的遗传分化达到显著水平（P＜0.05），而微卫星标记显示地理群内和群间的遗传分化均达到极显著水平（P=0.000），但群组间的遗传分化不显著(P=0.363)，推测可能是由偏雄性扩散导致两种标记检测结果的差异性。遗传分化（Fst）值计算表明，相较线粒体DNA，微卫星标记检测到更多(74.2％)地理群间存在极显著的遗传分化(P＜0.001)，表明阿拉善马鹿经历了逐步分化的过程。
3.种群历史动态分析表明:基于微卫星数据检测发现，阿拉善马鹿可能出现过瓶颈效应。基于线粒体序列的中性检验表明，种群的Fu and Lis D和Tajimas D均为显著负值，错配分布图为单峰，均表明该亚种曾经发生过种群扩张。
4.扩散模式研究结果表明:核标记与标准化线粒体标记的Fst值比较发现，大部分地理群间的两值相差不大，并没有表现出明显的偏性扩散模式。亲缘关系分析中，多数地理群内雌性的亲缘关系（R）值（均值为0.158）大于雄性（均值为0.115），呈偏雄性扩散特征。两性Fst值比较中，雌性地理群间的遗传分化水平显著高于雄性（雌性Fst=0.072，雄性Fst=0.048，P＜0.01），也表现出偏雄性扩散特征。分配检验得到雌性校正过的平均分配系数(Alc)为正值(0.375)，雄性为负值(-0.663)，且居于长尾位置的个体大部分为雄性，支持偏雄性扩散。空间自相关分析发现雌性在0～3000m距离内呈显著正相关，存在明显的空间遗传结构，而雄性并没有表现出明显的空间自相关。局部空间自相关分析表明，与邻近的4只个体呈显著正相关的马鹿共38只，其中32只为雌性，6只为雄性，表明相较雄性，雌性更偏向于“留居”。单独对雌性和雄性个体进行局部空间自相关分析，雌性和雄性的平均相关系数（lr）分别为-1.6和-1.9，表明雌性阿拉善马鹿也可能存在扩散现象，但扩散比例低于雄性，雌性群体并不符合“玫瑰花瓣模型”中的空间利用排他性。近期扩散检测共发现10只个体发生了扩散，其中9只为雄性，占所有雄性比例的8.0％，只有1只为雌性，占雌性比例的0.52％。雄性扩散距离从3.33～37.88km不等，雌性为0.89km，雄性的扩散比例和距离明显大于雌性。综合分析表明阿拉善马鹿整体表现为偏雄性扩散，符合一般哺乳动物的扩散模式。
5.景观遗传学分析表明:阿拉善马鹿的遗传分化符合距离隔离(IBD)模式，在3000m范围内，遗传距离与地理距离呈显著正相关。Reciprocal causal modelling分析表明地形复杂度是造成阿拉善马鹿遗传分化最重要的环境变量，由于植被分布和积雪等因素，阳坡对马鹿扩散阻力最低。线性混合模型(Linear mixed models)分析发现地形复杂度、坡向、海拔和坡度4种变量的组合，共同影响了阿拉善马鹿遗传变异的空间分布格局。阿拉善马鹿的电流图表明苏峪口和插旗口这两条沟道对宁夏和内蒙群组间的基因流连通非常重要，在保护规划中，应重点对这些区域进行保护，减少由人为因素导致的遗传分化加剧。
本研究于2016年的7～8月至2017年2～4月，采用样线法和实体观测法对贺兰山地区有阿拉善马鹿分布的区域进行新鲜粪便样本采集，利用母系遗传的线粒体标记和双亲遗传的微卫星标记，以及分子生物学方法对阿拉善马鹿的遗传多样性和遗传结构进行研究，评估该亚种的遗传分化现状。此外，运用分子生态学手段对阿拉善马鹿的扩散模式进行分析，并利用景观遗传学方法探寻对其基因流造成阻碍的环境变量，从物种自身和外界环境两方面探讨造成该亚种遗传分化的原因，为阿拉善马鹿的有效保护提供科学依据。主要研究结果如下:
1.种群遗传多样性研究表明:采集的413份粪便样品中，共鉴定出329只阿拉善马鹿个体，雌、雄性比为1.69∶1。215只个体的线粒体细胞色素b(Cyt b)序列共得到16个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.150和0.00019。153只个体的控制区序列共得到28个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.318和0.00047。110个Cyt6与控制区的联合序列共得到28个单倍型，单倍型多样性与核苷酸多样性分别为0.476和0.00036。利用11对较高多态性的微卫星位点对329只个体进行检测，得到的平均等位基因数为4.689，平均期望杂合度为0.596，平均观测杂合度为0.792。所有标记均表明阿拉善马鹿的遗传多样性在我国所有马鹿亚种野生种群中处于较低水平。种群的近交系数（Fis）为负值，说明目前该种群尚无近亲交配风险。
2.种群遗传结构研究表明:对12个地理群的微卫星数据进行STRUCTURE和Geneland两种贝叶斯聚类分析，得到的最佳分组数均为3，个体邻接树、主成分判别分析(DAPC)、线粒体DNA构建的系统发育树及单倍型网络图均表明阿拉善马鹿并没有形成显著的系统地理格局。相比线粒体标记，微卫星检测到更多的种群遗传结构。所有标记的分子方差分析(AMOVA)均表明大部分遗传分化来自于地理群内部，但不同标记的分析结果有所差异。线粒体DNA标记的AMOVA均显示内蒙和宁夏两个群组间的遗传分化达到显著水平（P＜0.05），而微卫星标记显示地理群内和群间的遗传分化均达到极显著水平（P=0.000），但群组间的遗传分化不显著(P=0.363)，推测可能是由偏雄性扩散导致两种标记检测结果的差异性。遗传分化（Fst）值计算表明，相较线粒体DNA，微卫星标记检测到更多(74.2％)地理群间存在极显著的遗传分化(P＜0.001)，表明阿拉善马鹿经历了逐步分化的过程。
3.种群历史动态分析表明:基于微卫星数据检测发现，阿拉善马鹿可能出现过瓶颈效应。基于线粒体序列的中性检验表明，种群的Fu and Lis D和Tajimas D均为显著负值，错配分布图为单峰，均表明该亚种曾经发生过种群扩张。
4.扩散模式研究结果表明:核标记与标准化线粒体标记的Fst值比较发现，大部分地理群间的两值相差不大，并没有表现出明显的偏性扩散模式。亲缘关系分析中，多数地理群内雌性的亲缘关系（R）值（均值为0.158）大于雄性（均值为0.115），呈偏雄性扩散特征。两性Fst值比较中，雌性地理群间的遗传分化水平显著高于雄性（雌性Fst=0.072，雄性Fst=0.048，P＜0.01），也表现出偏雄性扩散特征。分配检验得到雌性校正过的平均分配系数(Alc)为正值(0.375)，雄性为负值(-0.663)，且居于长尾位置的个体大部分为雄性，支持偏雄性扩散。空间自相关分析发现雌性在0～3000m距离内呈显著正相关，存在明显的空间遗传结构，而雄性并没有表现出明显的空间自相关。局部空间自相关分析表明，与邻近的4只个体呈显著正相关的马鹿共38只，其中32只为雌性，6只为雄性，表明相较雄性，雌性更偏向于“留居”。单独对雌性和雄性个体进行局部空间自相关分析，雌性和雄性的平均相关系数（lr）分别为-1.6和-1.9，表明雌性阿拉善马鹿也可能存在扩散现象，但扩散比例低于雄性，雌性群体并不符合“玫瑰花瓣模型”中的空间利用排他性。近期扩散检测共发现10只个体发生了扩散，其中9只为雄性，占所有雄性比例的8.0％，只有1只为雌性，占雌性比例的0.52％。雄性扩散距离从3.33～37.88km不等，雌性为0.89km，雄性的扩散比例和距离明显大于雌性。综合分析表明阿拉善马鹿整体表现为偏雄性扩散，符合一般哺乳动物的扩散模式。
5.景观遗传学分析表明:阿拉善马鹿的遗传分化符合距离隔离(IBD)模式，在3000m范围内，遗传距离与地理距离呈显著正相关。Reciprocal causal modelling分析表明地形复杂度是造成阿拉善马鹿遗传分化最重要的环境变量，由于植被分布和积雪等因素，阳坡对马鹿扩散阻力最低。线性混合模型(Linear mixed models)分析发现地形复杂度、坡向、海拔和坡度4种变量的组合，共同影响了阿拉善马鹿遗传变异的空间分布格局。阿拉善马鹿的电流图表明苏峪口和插旗口这两条沟道对宁夏和内蒙群组间的基因流连通非常重要，在保护规划中，应重点对这些区域进行保护，减少由人为因素导致的遗传分化加剧。