東北林蛙(Rana dybowskii)遺傳多樣性及異地引種對群遺傳結構的影響.pdf

1、東北林蛙(Rana dybowskii)是主要分布于我國東北小興安嶺和長白山地區(qū)的重要經(jīng)濟物種,雌性林蛙的輸卵管(林蛙油)是傳統(tǒng)的名貴中藥材,已有幾千年的利用歷史,目前仍被廣泛使用。為了保護野生種群,人們開始在它的自然分布區(qū)內(nèi)進行人工野外包山封溝養(yǎng)殖林蛙。作為解決種源問題的方法,常常在不同地區(qū)之間相互引種,這就給本地種群遺傳結構的改變埋下了隱患。
　　 本文利用14個微衛(wèi)星位點檢測東北林蛙的遺傳多樣性,以及人為干擾下10個種群遺

2、傳結構的變異水平。主要分析種群間的等位基因頻率、特有等位基因(PA)、雜合度(H)、多態(tài)信息含量(PIC)、基因分化系數(shù)(FST)、基因流(NM),根據(jù)Nei’s DA遺傳距離構建NJ系統(tǒng)樹,并通過分子方差分析(AMOVA)、主成份分析(PCA)和貝葉斯聚類分析(Bayesian Analysis)方法用STRUCTURE軟件來推導種群的遺傳結構。得出以下研究結果和結論:
　　 1.本文從同為Rana屬的物種已發(fā)表的50個微衛(wèi)星

3、位點中,篩選了14個能穩(wěn)定擴增我國東北林蛙300個樣本的多態(tài)位點,核心序列均由3個或4個堿基組成,成功率僅為28％。共檢測到87個等位基因,各位點等位基因數(shù)最低為2個,最高為12個,平均為6.2個;平均多態(tài)信息含量(PIC)的值為0.57。所有位點的觀測雜合度(HO)介于0.156～0.603之間,平均值為0.319;期望雜合度(HE)為0.315到0.856,平均值為0.596。10個種群的遺傳多樣性較為豐富,期望雜合度(HE)介于0

4、.568～0.621之間,其中,佳木斯種群最高,蛟河種群最低。另外,在通化和鐵力種群中各檢測到一個特有等位基因。
　　 2.14個多態(tài)位點的Hardy-Weinberg平衡檢驗結果顯示:位點Rpi107,RsyC52、RsAAT23、RP23和Rpi100在10個種群的檢測結果完全或基本符合Hardy-Weinberge平衡(P＞0.05);另外5個位點分別在3～8個種群中處于不平衡狀態(tài)(P＜0.01);其余4個位點(RsyC4

5、1、RsyD25、RsyD40和RsyD88)在所有種群中都顯著不平衡(P＜0.01)。由于所研究的部分種群存在異地引種現(xiàn)象,不平衡可能與人工選擇有關,也可能存在無效等位基因。
　　 3.通過基因分化系數(shù)(FST)的結果,可以看出除已知的異地引種種群外,小興安嶺和長白山地區(qū)的東北林蛙種群分化顯著。較低的基因流(NM=3.17～8.28)、相對較遠的遺傳距離(DA=0.087～0.175),在NJ系統(tǒng)樹上聚為兩個完全不同的分支,遺

6、傳結構存在明顯的差異等都證明這兩大分布區(qū)之間產(chǎn)生了明顯的遺傳分化。基于保護遺傳學的原理,確定為兩個單獨的管理單元來保護和管理東北林蛙。
　　 4.研究結果還顯示人為異地引種已經(jīng)改變了佳木斯和本溪本地種群的遺傳結構。另外,鞍山歷史上并沒有東北林蛙分布,現(xiàn)在的種群完全是人為異地引種雜交后,在二三十年的養(yǎng)殖過程中逐步建立起來的人工種群。可見,異地引種已經(jīng)對東北林蛙種群的遺傳結構產(chǎn)生了嚴重的影響,而這種影響是不可逆的,很容易導致種群退化

7、,甚至會威脅物種的生存和繁衍。
　　 5.雖然這些種群遺傳結構的改變原因并沒有完全得到證實,但依據(jù)上述遺傳數(shù)據(jù)的分析結果,本文提出如下保護建議:
　　 (1)依據(jù)保護遺傳學原理,將小興安嶺和長白山兩大東北林蛙的分布區(qū)確立為兩個單獨的管理單元,嚴格控制和監(jiān)管在不同管理單元間相互引種的行為;
　　 (2)從保護物種基因多態(tài)性,特別是保護優(yōu)質基因庫的角度,建議將通化、鶴北和鐵力種群作為優(yōu)先保護種群;
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