高原适应性(High-altitude adaptation)是指世居高原的人或动物为了适应高原上低氧、高寒的极端环境所产生的一种不可逆、可遗传的形态结构、生理生化等方面的改变,因而能更好的在高原环境中生存繁衍的过程。青藏高原(Qinghai-Tibetan Plateau)是世界上海拔最高、面积最大的高海拔生态系统,生活在青藏高原上的生物,由于存在地理隔离,对高海拔地区恶劣的环境,如低温、低氧、强紫外线辐射等有较好的适应,并且产生了稳定的、可遗传的变异。线粒体为动物机体提供生命活动所需的能量,并产生热量来维持体温的恒定,由于线粒体功能的特殊性,线粒体基因组的进化更多的受到自然选择的作用。Luo Y et al.(2008)对高原鼠兔(Ochotona curzoniae)的线粒体基因组分析,得到15个特异的氨基酸变异位点,其中3个位于细胞色素c氧化酶基因(COX)中。这些氨基酸位点的变异可能对鼠兔适应低氧和寒冷环境产生影响。因此,本研究选取线粒体基因作为揭示高原适应性的研究对象。狼(Canis Lupus)也称灰狼,是世界上体型最大的犬科动物。狼的适应能力较强,曾广泛分布于北纬20°以北的欧亚大陆及北美大陆除热带雨林和沙漠以外的大部分地区(Mech,1974)。在我国,近年来由于生境的严重破坏和人类的大量捕杀,导致狼的分布区域大为缩小,种群数量极度下降。由于青藏高原环境的特殊性和历史上反复的冰期活动,世居高原的狼的种群进化历史非常复杂。本研究通过对线粒体基因D-loop区序列进行分析,研究不同地理种群的中国狼的遗传多样性、遗传距离和系统发育地位。通过对线粒体ATPase基因和COX基因的分析,比较高海拔地区的狼与低海拔地区的狼所受的选择压力的大小,揭示其中的差异,找出狼的高原适应的遗传学证据。研究结果表明,中国狼与世界其他地区的狼相比,遗传多样性较高,遗传资源更丰富。但有的地理种群内部的遗传多样性较低,可能会对种群的繁衍和进化产生不利影响。系统发育分析结果表明,高海拔的种群与低海拔种群之间存在明显的遗传分化,且种群的进化分歧时间,与青藏高原隆起和高原气候的形成时间较接近,推测中国狼的遗传分化,主要是由于气候变化和地理隔离导致的。对中国狼的选择压力分析,筛选出了多个正向选择和纯化选择位点,这些变异位点可能与能量代谢相关。狼的高原适应性是非常复杂的,并不只是由气候变化和地理隔离造成的。我们的研究找到了充足的证据证明狼发生了高原适应性进化。在今后的研究中,我们会收集更多狼的样本,通过更多更为有效的方法来深入研究气候变化对于狼的进化的影响,揭示中国狼进化的分子机制。我们希望基于对中国狼的进化历史和种群发展规律的更加准确的认识,为狼的管理和保护提出可行性对策。