黑麂保护遗传学研究

黑麂保护遗传学研究

论文摘要

黑麂(Crinifrons muntiacus)是中国特有的珍稀濒危鹿科动物,现仅分布于皖南、浙西以及与之接壤的江西和福建的局部山区。由于栖息地的片断化和丧失,种群分布范围和数量逐步缩小,已被列为国家一级保护的珍稀濒危动物,IUCN将其定为易危种,并被载入CITES附录Ⅰ。本文利用两种不同遗传模式的分子标记——线粒体DNA控制区(mtDNA D-loop)和核DNA微卫星(short tandem repeats.STRs),进行了黑麂的保护遗传学研究。期望本文的研究结果,能为制定这一珍稀濒危动物的保护策略提供科学依据。主要研究结果如下: 1.黑麂线粒体控制区序列全长919bp—925bp,控制区长度具有个体间和个体内的异质性。引起序列长度变异的主要原因,是其控制区3’端存在异质性结构:T1-3C8-11。经比较分析,推测这一结构可能是麂属动物控制区特有的。黑麂控制区5’端不存在重复序列。 2.野生种群(n=47)在长424bp的mtDN片断中,共检测到22个变异位点,定义了18个单倍型。单倍型之间的序列差异变化范围为0.2—2.9%,平均序列差异为1.3%,单倍型多样性(h)与核苷酸多样性(π)分别为0.913和0.00867。单倍型多样性与其它鹿类动物相比,属于中等偏高的范围,而核苷酸多样性则明显的低于其它鹿类动物。在3个子种群中,遂昌种群两个多样性指数均最高,黄山种群和天目山种群单倍型多样性相仿。较高的序列同源性和较低的线粒体DNA核苷酸多样性,提示历史上黑麂雌性的有效种群比较小。 3.圈养种群(n=18)在长424bp的DNA片断中,仅检测到3个变异位点,表现出了极低的遗传多样性,其单倍型多样性(h)和核苷酸多样性(π)分别为0.569和0.0015。根据检测到的3个变异位点定义了3个单倍型,表明圈养种群中存在3个母系,印证了该种群建群时,只有3只奠基者母鹿的事实,同时表明,这3只母鹿对该圈养种群都产生了遗传贡献。然而,这3个单倍型的基因频率,存在着显著的差异,表明该种群经过近20年的发展,等位基因频率发生了显著的偏斜,3个奠基者母鹿,对后代的遗传贡献率,存在着显著的差异。

论文目录

  • 内容提要
  • CONTENT ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 第一节 种群生物学和种群生态学研究
  • 1.形态及变异
  • 2.地理分布
  • 3.生态分布
  • 4.生活习性
  • 5.食性
  • 6.繁殖
  • 7.种群相对数量和年龄结构
  • 8.生存现状
  • 第二节 细胞遗传学、分子生物学和系统发育
  • 第三节 圈养种群
  • 1.圈养种群的奠基者
  • 2.圈养行为
  • 3.圈养种群的繁殖
  • 4.存在的问题
  • 第二章 本研究的目的、意义和方案
  • 第一节 目的和意义
  • 第二节 研究方案
  • 1.取样策略
  • 2.遗传标记的选择
  • 3.实验设计
  • 第三章 基于线粒体控制区序列探索黑麂遗传多样性、种群结构、基因流及其种群历史
  • 第一节 材料和方法
  • 1.实验样品
  • 2.实验试剂
  • 3.主要仪器设备
  • 4.实验方法
  • 4.1基因组DNA提取
  • 4.2引物设计及PCR扩增
  • 4.3 PCR产物克隆及侧厅
  • 4.4测序
  • 4.5.数据分析
  • 第二节 结果
  • 1.不同处理方法对粪便样品的保存效果
  • 2.线粒体控制区PCR扩增
  • 3.控制区结构及碱基组成
  • 4.遗传多样性
  • 5.种群分化及种群间的基因流
  • 6.单倍型系统发生及地理种群结构
  • 7.种群历史
  • 第三节 讨论
  • 1.从不同方法处理的粪便样品中提取的基因组DNA质量
  • 2.黑麂线粒体控制区特点
  • 3.黑麂线粒体控制区序列多样性
  • 4.种群分化及种群间的基因流
  • 5.单倍型系统发生和种群历史
  • 第四章 黑麂遗传多样性、种群结构和基因流的微卫星研究
  • 第一节 材料和方法
  • 1.实验样品及基因组DNA
  • 2.微卫星引物筛选、PCR扩增及等位基因分离
  • 3.数据分析
  • 第二节 结果
  • 1.微卫星引物筛选结果
  • 2.哈文平衡和连锁不平衡检测
  • 3.微卫星座位多态信息含量、个体识别率以及累积排除概率
  • 4.微卫星遗传多样性
  • 5.种群分化检测
  • 第三节 讨论
  • 1.跨物种微卫星引物在黑麂保护遗传学研究中的可行性
  • 2.微卫星遗传多样性检测
  • 3.野生种群的遗传分化
  • 4.黑麂野生种群保护单元的划分和保护建议
  • 5.黑麂圈养种群的遗传管理
  • 第五章 研究展望
  • 第六章 参考文献
  • 第七章 本研究的主要成果及创新点
  • 附录
  • 附录Ⅰ 黑麂微卫星基因型分析结果
  • 附录Ⅱ 攻读博士学位期间撰写的论文
  • 附录Ⅲ 致谢
  • 独创性声明
  • 学位论文版权使用授权书
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