基于微卫星DNA的扬子鳄野外放归个体筛选及圈养种群的遗传多样性预测.pdf

基于微卫星DNA 的扬子鳄野外放归个体筛选 及圈养种群的遗传多样性预测 摘 要 扬子鳄（Alligator sinensis ）是中国特有的鳄类动物，也被世界自然保护联盟 （IUCN ）列为世界上现存23 种鳄类中最濒危的一种。伴随着规模化人工繁育技 术的攻克，目前安徽省扬子鳄繁殖研究中心的圈养扬子鳄种群规模已达 16000 余条。但由于野生栖息地退化和遗传多样性丧失的趋势并未得到明显改善，野生 扬子鳄却徘徊在灭绝边缘，总数不足300 条。濒危动物的保护实践表明，通过重 引入计划将圈养个体释放到野外可有效复壮野生种群，是一种有效的保护管理策 略。稳步推进野生鳄栖息地生境修复并积极实施野外放归工程已成为当前扬子鳄 保护工作的重点方向。充分的个体遗传背景分析是濒危小种群物种野外放归过程 中的重要内容，它可以在最大程度上确保重建种群拥有足够的遗传变异。本研究 基于非损伤性取样的鳞片样品，利用微卫星DNA 分子标记对来自安徽省扬子鳄 繁殖研究中心的352 条圈养扬子鳄进行了遗传多样性分析。基于遗传背景信息及 性比的综合分析，对2021 年度的野外放归扬子鳄个体进行了筛选。与此同时， 研究还对安徽省扬子鳄繁殖研究中心圈养扬子鳄种群未来的遗传多样性做出了 预测。本研究成果为扬子鳄野外放归方案的制定及圈养种群的遗传管理策略制定 提供理论上的依据。研究取得的主要成果如下： （1 ）通过 9 个特异性微卫星位点对来自圈养扬子鳄种群的鳞片样品 （n=352 ）进行了特异性扩增及基因分型。研究结果显示，双亲排除概率值 为 0，表明研究中使用的9 个微卫星 DNA 位点对于有效的评价扬 子鳄的种群遗传结构具有相当高的可靠性，并可以用于个体识别、亲权鉴定 等研究。被检测种群的平均等位基因数（NA ）为6.44 ，平均期望杂合度值 （He ）为 0.554 ，多态信息含量值 （PIC ）平均值为0.504 。哈温平衡（HW ）的 - 5 - 卡方检验结果表明仅有 1 个位点（Alsu12 ）未出现明显的偏离（P˃0.05 ），其余 的8 个位点（Alsu10 、Alsu11 、Amiu18 、Aslu7 、Alsu6 、Alsu8 、Asiu20 和Asiu1 ） 却表现为偏离了哈温平衡（P0.05 ），这表明在圈养种群中存在未完全遵循随机 交配的繁殖现象，推测与繁殖密度过高有关。 （2 ）基于微卫星基因型数据，计算出个体之间的Nei 遗传距离，再利用邻 接法构建了352 个圈养扬子鳄的系统发生树。结果显示出352 个个体主要分为3 类姐妹分支，其中数量最多的B 支有221 个体，数量最少的C 支有39 个体，A 支有92 个体。其中A 支里雄雌比为 18：74 ，B 支雄雌比为64：157，C 支雄雌 比为 6：33 。总体上雄性远少于雌性个体，B 支内个体间的亲缘关系最为复杂。 基于系统发生树展现的个体间亲缘关系及遗传距离值，结合1:3 的雄雌比经验值， 研究挑选了100 条（25 雄，75 雌）遗传背景相对较远的野外放归个体。 （3 ）基于352 条圈养扬子鳄的微卫星数据，本研究利用BottleSim 软件对安 徽扬子鳄繁殖研究中心圈养鳄种群的未来遗传多样性变化进行了预测。结果显示， 当种群数量固定为100 时，设置雄雌比为1 ∶1、1：2 、1：3、1：4 四种情况， 100 年后保留下来的等位基因数和期望杂合度分别为86.64%和97.95%、86.29% 和97.86%、88.98%和97.84%、85.86%和97.51% 。当1：3 的雄雌比时，等位基 因数与期望杂合度降低最为缓慢，群体遗传多样性丧失程度最低，这与本研究设 定的放归性别比例相符合。另外，在雄雌比为 1：3 不变的基础上模拟了种群数 量P 为20 、50、100、200 四种情况。P=20 时，100 年后保留的等位基因数和期 望杂合度为71.23%和89.24%；P=50 时，100 年后保留的等位基因数和期望杂合 度为79.82%和95.22% ；P=100 时，100 年后保留的等位基因数和期望杂合度为 88.98%和97.94%；P=200 时，100 年后保留的等位基因数和期望杂合度为91.17% 和 98.83% 。这显示种群数量越少，种群能够保留下来的等位基因数和期望杂合 度也越少。这也提示我们，在圈养