岛屿化效应对黑斑蛙种群遗传多样性的影响

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岛屿的特殊地理环境,为提供了验证釉群遗传学和进化理论,以及由于栖息地破碎化对自然种群遗传多样性丢失影响的理想实验场所。陆桥岛(由于海平面上升导致的海水隔离而形成的岛屿)使本文有机会研究由于随机遗传漂变导致的隔离种群遗传多样性丢失。因为大部分岛屿形成的时间都比大陆短,岛屿上的种群进化历史相对就要近很多,这可以精确检验种群历史(岛屿形成时间)对遗传多样性变化的影响。另外,由于海水对基因流的阻碍作用,使得可以检验隔离对种群遗传多样性以及种群遗传分化程度的影响。  在本次研究中,利用9个的微卫星位点,量化了24个岛屿种群以及相邻大陆三个种群(每个种群30只个体)的黑斑侧褶蛙遗传多样性。另外,我们还量化了各个岛屿的特征:岛屿面积、黑斑侧褶蛙适宜栖息地面积、岛屿隔离时间、岛屿到最近大陆的距离和小岛到最近大岛的距离。最后,调查了各个岛屿上黑斑侧褶蛙的种群大小。得出的主要结论如下:  1)大陆种群的遗传多样性要比岛屿种群高(z=-2.778 P=0.005)。  2)各个种群的配对Fst值分布范围为0.024-0.395(P<0.001),此结果表明,各个种群之间已经发生明显的分化。  3)各个岛屿以及大陆与岛屿之间未检测出基因流,表明海水对于黑斑侧褶蛙的隔离作用明显。  4)没有检测到近期的遗传瓶颈(one-tailed Wilcoxon test,P>0.01)。  5)岛屿黑斑侧褶蛙种群遗传多样性与岛屿面积成正相关(Pearsoncorrelation,r=0.523,P=0.009)、与种群大小也成正相关(r=0.671,P<0.001),但与岛屿隔离时间成负相关(r=-0.668,P<0.001)。遗传多样性与小岛到最近大岛的距离(r=-0.294,P=0.163)以及到大陆的距离没有相关性(r=-0.281,P=0.184)。  6)层次划分(HP)的结果显示岛屿隔离时间和种群大小是塑造舟山群岛黑斑侧褶蛙种群遗传多样性格局的主要因素,独立贡献分别为44%和29%。而其他三个因素(岛屿面积、到大陆的距离和小岛到大岛的距离)只解释了27%的遗传变异。  这些结果中性理论预测一致,隔离种群的遗传多样性丧失与种群大小以及世代数相关。对于野生动物的保护,应该更重视破碎栖息地的形成时间和野生动物种群大小的变化。
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