红腹锦鸡的形态特征与分子标记MHC和SSR的关联分析

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在性选择中,雌性个体根据雄性的外在装饰评估其遗传质量的假说一直受到关注。但关于个体的形态特征与分子标记的关联,在装饰性特征与免疫系统上的权衡,报道较少。在我国动物地理上古北界和东洋界的分界线的秦岭地区,分布着数量较多的红腹锦鸡(Chrysolophus pictus)。作为中国鸟类特有种的红腹锦鸡,其两性异型,雄鸡尾羽长,羽衣华丽,繁殖期存在求偶炫耀的特征正是我们理想的研究对象。本研究选择了两种分子标记与雄鸡羽毛色泽相关联。其中的适应性标记——主要组织相容性复合体(MHC)基因,多态性丰富,在免疫系统中起重要作用。而微卫星标记(SSR)作为中性分子标记,在真核生物基因组中广泛分布。两种不同分子标记的运用,将有助于揭示个体和种群的遗传信息。因此,本研究选择红腹锦鸡的秦岭佛坪种群,采用Ⅰ类和Ⅱ类MHC基因,辅以SSR标记,在调查种群基因多态性的同时,比较性别组间的基因型差异,并对体尺和羽色这两种装饰特征与SSR和MHC的基因型进行相关性分析。主要研究结果整合如下:首先,统计体尺,并进行主成分分析。在全长,翼展长,翼长,尾长,跗跖长,喙长6个体尺上,雄鸡显著高于雌鸡,尤其是尾长达雌鸡的1.8倍。主成分t1占56.50%,可解释体尺差异。金色冠羽为雄鸡的装饰性特征,均值约为145mm。同时,基于鸟类的视觉范围,测定雄鸡另一装饰性特征披肩羽的最外层橙色部分的外侧和内侧的反射光谱,并计算总亮度,红黄亮度,可见光色度,色调,紫外光色度5个羽色参数。结果显示,在300-700nnm范围上,内侧的整体反射率要高于外侧。而在300-400nnm的紫外光部分,外侧的反射率很低,但内侧却形成了一个小峰。另外,外侧的可见光色度略高于内侧,红黄亮度在总亮度中所占的比例也高于内侧。利用已筛选的15个SSR多态性位点,对红腹锦鸡佛坪种群的162个个体进行检测,结果表明红腹锦鸡佛坪种群的遗传多样性保持在较高的水平。同时,通过筛选,CP09,CP10和CP14在性别和体尺的组间存在显著的等位基因分布差异,但其纯合子与杂和子在主成分t1上无显著差异,且未发现与装饰特征如尾长和羽色等的显著相关性。针对Ⅰ类和Ⅱ类MHC的抗原结合区(peptide binding region, PBR),包括已分离的MHCIA两个座位的2号外显子和3号外显子,MHCIIB三个座位的2号外显子,在佛坪种群中进行多态性调查。结果显示,等位基因的平均核苷酸多样性和氨基酸多态性为IIB exon2>IA exon2>IA exon3.除IAl-E2外,其余座位至少在抗原结合位点上存在正选择,但承受的选择压力不同。从MHC等位基因在性别间的分布中,我们发现雌雄个体在IA2-E3上存在显著的分布差异,其中01等位基因和0101基因型在雄鸡中的比例高于雌鸡。在对雄鸡的尾长,羽色等形态特征与MHC的相关性分析中,发现IA2-E3和ⅡB1基因型为纯合的个体,其尾长值显著高于杂和的个体。且在ⅡB1上,基因型为0101纯合的雄鸡个体,其尾长值显著高于其他基因型个体。而在披肩羽的外侧总亮度上,ⅡB1纯合子显著高于杂和子,且基因型为0101和0808的个体,总亮度值显著高于其他基因型。但在本研究中未发现Ⅰ类MHC基因型与羽色的显著关联,以及MHC与除尾长和外侧总亮度之外的形态参数间的相关性。因此,雄鸡的尾长和羽色总亮度可能作为两个主要的装饰特征,与MHCⅡB1的特定基因型有关。本研究除证实雄性红腹锦鸡的装饰特征与Ⅱ类MHC存在关联,为鸟类能利用装饰性特征判断配偶的遗传质量进行性选择的假说补充证据,也旨在为制定针对红腹锦鸡的更为合理的繁殖策略提供参考意见。
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