东北虎种质资源及其与几种猫科动物分子系统关系研究

论文摘要

东北虎（Panthera tigris altaica）为大型猫科动物,主要分布于我国东北地区以及俄罗斯和朝鲜。目前我国野生东北虎的数量极少,约12-16只,是我国一级濒危保护动物。因此,对东北虎种质资源进行研究,评估其遗传多样性的现状,并据此及时采取有效措施,对保护利用东北虎资源是具有重要意义的。在分类地位上,东北虎属哺乳纲、食肉目、猫科、虎种中的一个虎亚种,而对其是否应归为豹属,一度有些争议。本研究利用微卫星技术,对圈养东北虎繁育群体基因组DNA的多态性进行分析,评价其种质资源多样性,为更有效的保护利用东北虎资源提供理论参考,同时对所研究东北虎群体的亲缘关系作了初步分析与推断。本研究还测定了东北虎、波斯猫、非洲狮及金钱豹的线粒体DNA细胞色素b基因的部分序列（570 bp）,并进行了序列比较和系统分类地位分析,为探讨东北虎及几种猫科动物的群体遗传多态性以及在猫科动物中的分子系统关系提供理论参考。研究结果如下:1、利用15对微卫星引物扩增东北虎基因组DNA,15个微卫星位点均处于高度多态,平均多态信息含量为0.7140;等位基因数3-7个不等,平均等位基因数为5.53个,有效等位基因数为4.3664,表明东北虎群体所提供的多态信息含量较为丰富;平均期望杂合度为0.7504,显示出丰富的遗传多样性和较高的选择潜力。2、欧氏距离聚类结果显示,扬州茱萸湾动物园6窝东北虎中,A、B、C来自同一父亲虎;D来自第二个父亲虎;E、F来自第三个父亲虎。来自南京珍珠泉动物园G窝东北虎,在5.25水平上与扬州的E、F聚在一起。3、线粒体DNA Cytb部分序列共发现138个变异位点,约占分析位点总数的24.86%,其中单一多态位点18个,简约信息位点118个,有2个位点插入/缺失。核苷酸位点有5种类型的变异,转换占85.5%,颠换占6.52%,转换和颠换之比为13.11,转换与颠换在同一位置占6.52%,插入/缺失占0.73%,转换与插入/缺失在同一位置占0.73%。共检测到22种单倍型,均为各群体所特有,无共享单倍型。群体内单倍型多样度差异不大,从0.7636到1.000;单倍型变异度总体为0.9571±0.017,总体上单倍型多样度丰富。4、东北虎、金钱豹、非洲狮、波斯猫核苷酸分歧度（Dxy）为0.05286%-0.14261%,核苷酸净遗传距离（Da）为0.02456%-0.12955%,kimura双参数距离变异0.056-0.164,总体均显示波斯猫与其他三种猫科动物的遗传距离较远;Fst值显示东北虎与金钱豹的亲缘系数最近。5、对22种单倍型构建NJ、ME及UPGMA分子系统发生树,支持将虎、豹、狮归于豹属的观点。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1 虎的简介
• 1.1 虎的分类
• 1.2 虎的分布与数量
• 1.3 虎的形态
• 1.4 虎的保护
• 1.5 我国圈养东北虎现状及存在的问题
• 2 微卫星标记及其在猫科动物中研究
• 2.1 微卫星标记
• 2.1.1 微卫星结构及其多态性分析原理
• 2.1.2 微卫星位点的获得方法
• 2.1.3 微卫星标记的优点
• 2.2 微卫星在濒危动物保护遗传学中的应用
• 2.2.1 亲子鉴定及交配系统研究
• 2.2.2 种群遗传结构分析
• 2.2.3 辅助种群调查
• 2.2.4 种群动态和物种进化历史揭示
• 2.2.5 近缘物种及杂交个体鉴别
• 2.3 微卫星在猫科动物中的研究
• 2.3.1 筛选微卫星引物
• 2.3.2 亲子鉴定及交配系统研究
• 2.3.3 种群遗传结构分析
• 2.3.4 个体鉴别
• 3 线粒体标记及其在猫科动物中研究
• 3.1 线粒体标记
• 3.1.1 动物线粒体DNA 的结构
• 3.1.2 动物线粒体DNA 多态性原因及种类
• 3.1.3 动物线粒体基因组的遗传特征
• 3.2 猫科动物线粒体DNA 研究现状
• 3.2.1 系统进化和分类地位研究
• 3.2.2 物种的遗传多样性和群体遗传结构研究
• 3.2.3 物种识别研究
• 3.3 猫科动物线粒体DNA 研究前景
• 第二章 微卫星技术分析东北虎遗传多样性及亲缘关系
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 试验动物
• 1.1.2 引物
• 1.1.3 主要仪器和设备
• 1.1.4 主要试剂
• 1.1.5 主要溶液的配制
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 基因组DNA 提取
• 1.2.2 PCR 扩增
• 1.2.3 电泳及结果记录
• 1.3 统计方法
• 1.3.1 群体内遗传多样性的分析
• 1.3.2 群体间遗传关系
• 1.4 统计分析（软件应用）
• 2 结果与分析
• 2.1 DNA 提取结果和PCR 扩增产物检测
• 2.2 微卫星引物在东北虎中的PCR 扩增结果
• 2.3 东北虎群体遗传变异
• 2.4 东北虎个体间亲缘关系
• 3 讨论
• 3.1 近缘物种微卫星引物的适用性
• 3.2 东北虎群体遗传变异分析
• 3.3 东北虎个体间亲缘关系
• 第三章 线粒体标记分析东北虎遗传资源多样性及分子系统关系
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.1.1 样品采集
• 1.1.2 引物
• 1.1.3 主要实验仪器
• 1.1.4 菌株与质粒
• 1.1.5 主要试剂及其配制
• 1.2 试验方法
• 1.2.1 基因组DNA 提取
• 1.2.2 PCR 扩增
• 1.2.3 PCR 产物的回收纯化
• 1.2.4 克隆测序
• 1.3 统计方法及软件应用
• 1.3.1 核苷酸序列多态性分析
• 1.3.2 单倍型间的系统进化分析
• 1.3.3 单倍型间的网络分析
• 2 结果与分析
• 2.1 PCR 扩增、克隆、测序结果
• 2.1.1 DNA 提取及PCR 扩增结果检测
• 2.1.2 扩增产物的克隆结果
• 2.1.3 测序结果
• 2.2 四种猫科动物mtDNA Cytb 区部分序列的遗传多态性
• 2.2.1 mtDNA 区部分序列的序列长度与碱基组成
• 2.2.2 序列的核苷酸多态位点变异
• 2.2.3 序列的核苷酸多态位点的变异类型
• 2.2.4 四种猫科动物mtDNA Cytb 单倍型
• 2.3 四种猫科动物mtDNA Cytb 部分序列的遗传结构
• 2.3.1 四种猫科动物内单倍型多样度
• 2.3.2 四种猫科动物内核苷酸多样度
• 2.3.3 四种猫科动物间核苷酸多态性
• 2.3.4 四种猫科动物群体历史动态分析
• 2.3.5 四种猫科动物群体间遗传距离
• 2.3.6 分子方差分析
• 2.4 mtDNA Cytb 单倍型的分子系统树
• 2.5 四种猫科动物Cytb 序列单倍型网络图
• 3 讨论
• 3.1 四种猫科动物mtDNA Cytb 区部分序列的遗传多态性
• 3.2 四种猫科动物内mtDNA Cytb 遗传多样性
• 3.3 四种猫科动物间mtDNA Cytb 遗传多样性
• 3.4 猫科动物系统进化探讨
• 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录