论文部分内容阅读
黑嘴鸥(Saundersilarus saundersi)是世界“易危”水鸟,特定依赖碱蓬(Suaeda glauca)群落集群繁殖。目前,95%的世界种群集中于我国辽宁辽河口、山东黄河三角洲以及江苏盐城和南通沿海繁殖;其中97%以上种群在人工湿地中繁殖。近几年,随着湿地恢复工程的开展,黑嘴鸥山东种群由2012年的不足1千只增长到2016年的7千余只。在天然栖息地持续萎缩,而黑嘴鸥种群仍呈现增长的背景下,探讨不同地方种群的遗传结构和繁殖对策是黑嘴鸥保护工作的核心内容。本研究基于非损伤采样,利用线粒体DNA和微卫星DNA标记技术,对黑嘴鸥三个地方种群的遗传结构和亲本与子代的亲权关系进行了系统研究。主要研究成果如下:
(1)利用2个线粒体基因序列(Cytb和COⅠ基因)和7个微卫星位点对来自辽宁、山东和江苏三个地方种群的黑嘴鸥样品(n=239)进行了遗传结构分析。线粒体Cytb和COⅠ基因序列数据分别定义了15个和13个单元型,所有种群共享的单元型分别为3个和4个,各地方种群并未表现出过高的单元型多样性。2个线粒体基因的单倍型多样性值(Hd)和核苷酸多样性值(Pi)均显示黑嘴鸥中国3个繁殖种群之间非常接近,无明显差异。基于微卫星DNA数据的平均期望杂合度值(He)为0.70±0.04,辽宁种群的期望杂合度最高(He=0.73±0.07),江苏种群最小(He=0.69±0.07),暗示辽宁种群的遗传多样性较高,但3个种群间的差异较小。较之与同类型分子标记的其它鸥科物种研究,本研究中黑嘴鸥的中国繁殖种群表现出更高的遗传多样性水平。
Network单倍型网络和中性检验结果显示,黑嘴鸥种群历史上很可能发生了种群增长和区域扩展。AMOVA分析结果显示,黑嘴鸥种群间线粒体基因的遗传差异分别为0.04%(Cyt b)和-0.05%(COⅠ),表明黑嘴鸥线粒体遗传变异主要发生在种群内,总体样本分化系数Fst为0.00043(Cytb,p>0.5)和-0.00054(COⅠ,p>0.5),表明黑嘴鸥3个种群间没有发生明显的的遗传分化。基于mantel检验结果显示,黑嘴鸥3个种群间的遗传分化系数与采样点之间的地理距离不显著相关。基于微卫星基因型数据的STRUCTURE聚类结果显示出均匀的分布,个体间没有明显的聚在一起,表明黑嘴鸥种群间遗传分化程度较低。主成分分析、ML系统发育树和NJ系统发生树的分析结果同样支持这一结论。基于种群间的基因交流水平较高且遗传分化不明显的研究成果,推测与黑嘴鸥种群的迁徙路线有关。
(2)利用7个微卫星位点对栖息地改造后黑嘴鸥种群的婚外配和种内巢寄生行为进行分析。结果显示婚外配现象发生比例为25.6%(n=39),婚外配子代数15个,占子代总数的13.0%(n=115)。与其它鸥科鸟类相比,山东种群的黑嘴鸥显示出较高的婚外配比率,这可能是一种避免近交的繁殖策略,也可能与迁徙距离等因素有关。35.9%(n=39)的巢中被证明有巢寄生子代,种内巢寄生子代数21个,占子代总数的18.2%(n=115),同样表现出了很高的种内巢寄生比例,推测可能是由于山东种群近年来数量增长较快,栖息地的繁殖密度不断增大,不可避免的加剧了种群个体间的资源竞争,比如食物、巢址等,进而导致的一种选择性繁殖策略。按照窝卵数不同来看,3枚卵的巢窝中婚外配和种内巢寄生发生比例分别是25.6%和16.7%,在超过3枚卵的巢中婚外配发生比例是36.4%,而种内巢寄生的发生比例高达90.9%。利用STATA14软件分析不同窝卵数与巢寄生子代比例的相关性,结果显示本研究中的窝卵数大小与巢寄生子代有显著相关性(p<0.05),表明窝卵数越大种内巢寄生子代比例就越高。
(3)综合种群遗传分析结果的黑嘴鸥保护管理建议。研究建议应将我国北方的所有3个黑嘴鸥繁殖种群作为一个进化显著性单元(ESU)加以看待,并依此制定更为统一的遗传管理策略。同时建议在辽宁、江苏也应开展栖息地修复工程,以缓解山东种群的数量压力。
(1)利用2个线粒体基因序列(Cytb和COⅠ基因)和7个微卫星位点对来自辽宁、山东和江苏三个地方种群的黑嘴鸥样品(n=239)进行了遗传结构分析。线粒体Cytb和COⅠ基因序列数据分别定义了15个和13个单元型,所有种群共享的单元型分别为3个和4个,各地方种群并未表现出过高的单元型多样性。2个线粒体基因的单倍型多样性值(Hd)和核苷酸多样性值(Pi)均显示黑嘴鸥中国3个繁殖种群之间非常接近,无明显差异。基于微卫星DNA数据的平均期望杂合度值(He)为0.70±0.04,辽宁种群的期望杂合度最高(He=0.73±0.07),江苏种群最小(He=0.69±0.07),暗示辽宁种群的遗传多样性较高,但3个种群间的差异较小。较之与同类型分子标记的其它鸥科物种研究,本研究中黑嘴鸥的中国繁殖种群表现出更高的遗传多样性水平。
Network单倍型网络和中性检验结果显示,黑嘴鸥种群历史上很可能发生了种群增长和区域扩展。AMOVA分析结果显示,黑嘴鸥种群间线粒体基因的遗传差异分别为0.04%(Cyt b)和-0.05%(COⅠ),表明黑嘴鸥线粒体遗传变异主要发生在种群内,总体样本分化系数Fst为0.00043(Cytb,p>0.5)和-0.00054(COⅠ,p>0.5),表明黑嘴鸥3个种群间没有发生明显的的遗传分化。基于mantel检验结果显示,黑嘴鸥3个种群间的遗传分化系数与采样点之间的地理距离不显著相关。基于微卫星基因型数据的STRUCTURE聚类结果显示出均匀的分布,个体间没有明显的聚在一起,表明黑嘴鸥种群间遗传分化程度较低。主成分分析、ML系统发育树和NJ系统发生树的分析结果同样支持这一结论。基于种群间的基因交流水平较高且遗传分化不明显的研究成果,推测与黑嘴鸥种群的迁徙路线有关。
(2)利用7个微卫星位点对栖息地改造后黑嘴鸥种群的婚外配和种内巢寄生行为进行分析。结果显示婚外配现象发生比例为25.6%(n=39),婚外配子代数15个,占子代总数的13.0%(n=115)。与其它鸥科鸟类相比,山东种群的黑嘴鸥显示出较高的婚外配比率,这可能是一种避免近交的繁殖策略,也可能与迁徙距离等因素有关。35.9%(n=39)的巢中被证明有巢寄生子代,种内巢寄生子代数21个,占子代总数的18.2%(n=115),同样表现出了很高的种内巢寄生比例,推测可能是由于山东种群近年来数量增长较快,栖息地的繁殖密度不断增大,不可避免的加剧了种群个体间的资源竞争,比如食物、巢址等,进而导致的一种选择性繁殖策略。按照窝卵数不同来看,3枚卵的巢窝中婚外配和种内巢寄生发生比例分别是25.6%和16.7%,在超过3枚卵的巢中婚外配发生比例是36.4%,而种内巢寄生的发生比例高达90.9%。利用STATA14软件分析不同窝卵数与巢寄生子代比例的相关性,结果显示本研究中的窝卵数大小与巢寄生子代有显著相关性(p<0.05),表明窝卵数越大种内巢寄生子代比例就越高。
(3)综合种群遗传分析结果的黑嘴鸥保护管理建议。研究建议应将我国北方的所有3个黑嘴鸥繁殖种群作为一个进化显著性单元(ESU)加以看待,并依此制定更为统一的遗传管理策略。同时建议在辽宁、江苏也应开展栖息地修复工程,以缓解山东种群的数量压力。