论文部分内容阅读
大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是中国特有的珍稀濒危哺乳动物,也是国际野生动物保护的旗舰物种。近半个世纪来不断增强的人类活动,残存的野生大熊猫种群被进一步分割30多个隔离的小种群,多数种群个体不足50只。大熊猫的濒危现状要求在对该物种进行就地保护的同时,还要展开迁地保护。然而,在圈养环境下的种群常常面临着近交压力、遗传多样性丧失及行为适合度的下降等问题。了解大熊猫种群的遗传多样状况,对制定科学有效的保护管理措施非常有必要。过去国内外使用过多种分子标记对大熊猫遗传多样性进行了研究,但对大熊猫遗传多样性认识还存在分歧。因此,有必要继续开展研究来澄清大熊猫的遗传状况。本研究尝试使用11个微卫星标记对野生和圈养大熊猫种群进行遗传评估,为今后制定有效的管理策略提供科学依据。
微卫星等位基因分型标准物(allelic ladder)是微卫星检测试剂盒的组成部分,能够保证各等位基因分型的准确性问题。本研究获得了11个STR基因座的68个等位基因,并按照ISFH推荐的命名原则进行命名。将各STR基因座等位基因产物混合在一起,制备成各STR基因座等位基因分型标准物,并开展圈养大熊猫种群群体遗传学研究和亲子鉴定工作。11个基因座在各群体中均有较高的多态性,其联合的父亲鉴定排除概率为0.974,而在母子关系确实的条件下排除概率为0.999,任意两个个体具有相同基因型的概率为0.000000000993,累计个体识别能力达到100％。因此,分子克隆技术是制备等位基因分型标准物的可靠方法,11个微卫星基因座是一个适合大熊猫群体遗传学分析和亲子鉴定的遗传标记。
唐家河国家级自然保护区是我国以保护大熊猫为主的自然保护区之一,然而区内大熊猫种群数量却在下降,且遭遇罕见的“5.12汶川”特大地震。本研究采用非损伤性取样方法使用11个微卫星标记评估震后保护区大熊猫种群的遗传状况。结果表明,保护区大熊猫种群拥有较高的遗传多样性,F-统计分析表明大熊猫群具有较低的FIS值。用STRLICTURE软件在贝叶斯混合模型下对样本做的分组检测,结果显示唐家河洪石河和摩天岭两个区域的大熊猫样本都聚为一个种群,两个群体间之间表现为轻度的种群分化。因此,保护区种群不存在种群隔离和栖息地片段化。
使用11个微卫星标记对大熊猫圈养种群的遗传多样性进行研究,结果表明当前圈养大熊猫种群拥有较高的遗传多样性,平均等位基因(A),等位基因丰度(AR)和期望杂合度(HE)分别为5.5,4.438和0.651。F-统计分析表明整个圈养大熊猫种群具有较低的FIS值,但是卧龙种群比成都面临更高的近交压力,前者近交系数为0.118,而后者近交系数为0.035。在成都和卧龙种群之间表现为适度的种群分化(FST=0.056),两个群体间的基因交流偏少。从1989年到2010年,圈养种群的等位基因数量呈增加趋势,平均等位基因数从5.0增加到5.5。3个年份圈养种群均表现出较高的杂合度,但是期望杂合度在3个年份差异并不显著。
根据谱系资料,应用种群管理软件Sparks1.55、PM2000软件1.211版和MateRx软件1.90版对圈养种群的遗传状况进行分析。结果发现,当前圈养大熊猫种群主要源自49只建群者,基因组等价数为19.17。由于有大量的建群者,野生种群杂合度保留比例为0.974,圈养种群的平均血缘系数仅为0.026。圈养种群平均近亲繁殖系数较低,说明圈养种群的近亲繁殖控制得比较好。然而,圈养种群传质量有下降趋势。大熊猫建群者遗传贡献高度偏倚,建群者在各个繁殖结构分布也极不均匀,且种群管理有效性指数较低。为了防止遗传多样性的丧失,必须严格按照平均血缘系数最小化原则,安排大熊猫繁殖配对。平均血缘系数最低的27个大熊猫都来自野外,这27个大熊猫应作为当前乃至今后繁殖的重点。种群存活力分析结果表明,如果在死亡率最低,且没有灾变的情况下,圈养种群仅需要8年左右时间就可以达到600只水平。因此,今后应转变大熊猫种群发展方式,从追求数量为主转变到在保证质量的前提下发展圈养大熊猫的种群规模。