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江豚(Neophocaena phocaenoides,Cuvier1829)是一种小型鲸类,广泛分布于热带和亚热带太平洋沿岸海域。我国水域分布的江豚可分为三个亚种:指名亚种(N.P.phocaenoides),主要分布于我国南海及东海南部水域;长江亚种(N.p.asiaeorientalis),又名扬子亚种或长江江豚,主要分布于长江中下游干流、洞庭湖和鄱阳湖;北方亚种(N.p.sunameri),主要分布于渤海、黄海和东海北部。由于人类活动的影响,江豚的生存正面临着严峻的威胁,其中长江江豚已处于濒危状况。
对于濒危物种的保护,在短期之内应尽可能地增加种群的数量,而从长远的角度来讲则要保护遗传变异及遗传结构以维持种群的进化潜力。主要组织相容性复合体(Major histocompatibiltiy complex,MHC)是脊椎动物中与疾病抗性密切相关的基因家族,也是目前保护遗传学和分子生态学研究领域最为广泛使用的适应性遗传标记。MHC基因多态性的高低反映了种群或个体抵御感染性疾病的潜力,因而在对豢养动物或濒危物种进行遗传管理时必须考虑到MHC遗传变异。
本论文采用MHC基因家族中多态性较高的Ⅱ类基因中的DRB和DQB座位,通过PCR扩增和克隆测序的方法对中国水域江豚的MHC基因进行遗传变异分析,并获得以下主要研究结果:
1、通过跨种扩增的方式成功分离鉴定了长江江豚DRB基因第二外显子的部分片段,并从100头长江江豚的组DNA中分离到24个DRB等位基因。长江江豚DRB基因与其它鲸类动物DRB基因具有高度的序列相似性,且具有高度的多态性,同时存在基因倍增和跨种多态性。
2、从湖口以下长江江段(下游)70个个体中分离到12个DQB等位基因(其中4个为该江段所特有),而从鄂州以上江段(中游)相同数量的样品中共分离到18个DQB等位基因(其中10个为该江段所特有)。研究结果表明,长江江豚自然种群的DQB基因具有高度的遗传变异水平并存在显著的地理分布格局。此外,本研究发现长江江豚DQB等位基因的分布格局与线粒体单倍型的分布格局迥然不同,这可能是江豚在长江环境中局部适应性进化的结果。
3、从天鹅洲保护区迁地保护江豚群体42个样品中分离到18个DRB等位基因和14个DQB等位基因,分别占长江江豚自然种群对照组82个体总等位基因数量的79.16%和70.00%。与线粒体及其它中性遗传标记相比,虽然保护区群体具有相对较高的MHC遗传多样性,但该迁地保护群体的遗传代表性依然不够。建议向保护区群体补充等位基因差异较大的个体,以增大并优化目前群体的遗传多样性。
4、从中国水域江豚三个亚种145个个体中,共分离到27个DRB等位基因和24个DQB等位基因,其中8个DRB等位基因和7个DQB等位基因为三个种群所共有。从100个长江江豚中分离到24个DRB等位基因,其中11个为该种群所特有(占45.83%),分离到的21个DQB等位基因中的8个为该种群特有(占38.10%);从北方亚种26个样品中分离到15个DRB基因,其中2个为该种群特有(占13.33%),分离到13个DQB等位基因,其中3个为该种群特有(占23.08%);从指名亚种19个个体中分离到9个DRB等位基因,但未发现特有等位基因,分离到的11个DQB等位基因中仅1个为该种群特有(占9.09%)。依据从指名亚种到北方亚种、长江亚种特有等位基因所占比例逐渐递增的趋势,推测中国水域江豚扩张可能是由南方水域向北方水域进行,之后一部分进入长江。
本研究获得的结果为中国水域江豚尤其是长江江豚保护和管理策略的制订提供了重要的参考依据,同时也为江豚后续适应性遗传保护研究奠定了基础。