基于COⅠ和MC1R基因对中国不同地理种群中缅树鼩(Tupaia belangeri)遗传分化的研究

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中缅树鼩(Tupaia belangeri)属攀鼩目(Scadentia)树鼩科(Tupaiidae)树鼩属(Tupaia),为东洋界特有的小型哺乳动物。因其在生理机制上和心理应激模式方面与灵长类相似,所以在医学领域上正逐渐成为人类代谢性及神经性疾病的理想实验动物模型。但由于中缅树鼩分布地区广泛(包含我国西南地区及海南岛)各地理种群间地理距离差距较大导致遗传背景及遗传分化关系尚不明朗,故使其在成为标准医学实验动物模型的道路上形成阻碍。本研究通过对分布于我国的云南省,贵州省西南部,四川省西南部,广西壮族自治区西北部和西南部以及海南省的中缅树鼩进行捕捉取样,共获得127个样本用于分析,经PCR扩增分别得到中缅树鼩(Tupaia belangeri)1398 bp的COⅠ基因序列以及954 bp的MC1R基因序列来对12个地理种群中缅树鼩的遗传多样性进行了探讨研究,结果分为两个部分:1.基于COⅠ基因对不同中缅树鼩种群的遗传分化研究经PCR扩增共获得12个地理种群127条COⅠ基因序列,在1398 bp的COⅠ有效片段中,碱基C含量最低(17.2%),明显低于其他三种碱基,表现出较高的碱基偏倚性。共包含326个变异位点(Variable sites),占总位点的23.3%,其中含有311个简约信息位点(Parsim-info sites),占总位点的22.2%。此外127条序列共定义到71个单倍型,共包含5个共享单倍型(Hap3、Hap30、Hap32、Hap33、Hap35),占总单倍型数的7.04%。总体单倍型多样性(Hd)为0.9750,核苷酸多样性(Pi)为0.04486,揭示中缅树鼩种群细胞色素氧化酶亚基Ⅰ基因遗传多样性较高。种群间遗传变异参数显示,各地理种群核苷酸歧义度(Kxy)与核苷酸差异数(Dxy)在0.001980.12480和2.769174.352之间,遗传距离与净遗传距离(Da)方面表现为大新种群,海南种群,片马和腾冲种群与其他种群间相比遗传距离较大(0.1180.141)。整体种群间的遗传分化指数(FST)与基因流(Nm)表现为大新种群,海南种群,片马和腾冲种群与其他种群比较FST值差异较大,Nm值差异较小,说明这四个种群与其他种群间已经出现了明显的遗传分化。分子方差分析结果显示,种群间方差(Va)占总变异的82.93%,种群内方差(Vb)占总变异的17.61%。结合碱基错配分布图呈多峰曲线与Tajima’s D,Fu’s Fs值中性检测差异(P>0.10)不显著,说明中缅树鼩种群在历史进程中没有经历过种群扩张。对127个中缅树鼩样本及71的单倍型构建NJ以及BI系统进化树,结果表明12个中缅树鼩地理种群聚为明显的四个分支:海南种群一支、大新种群一支、片马和腾冲种群一支、其他种群(大理、昆明、河口、勐腊、西昌、乐业、兴义、禄劝种群)聚为一支。2.中缅树鼩不同地理种群间MC1R基因序列差异性分析本研究共获得954 bp的MC1R基因序列,其中A、T、C、G的比例分别为13.4%、19.5%、38.3%、28.8%,GC含量较高。共包含930个保守位点(Conserved sites)占总位点数的97.4%,另有24个变异位点(Variable sites),占总位点数的2.6%,转换/颠换(Ts/Tv)为6.28。954 bp基因序列共编码了317个氨基酸,包含20种常用氨基酸并且亮氨酸(Leu)含量最高,占到了18.2%,而含量最少的为色氨酸(Trp),仅有0.9%。不同地理种群间,核苷酸多样性(Pi)在0.00013(昆明种群)至0.00790(腾冲种群)之间,总体平均值为0.00435。种群间FST、Nm以及平均遗传距离层面同样表现为大新种群、海南种群、腾冲和片马种群与其他种群差异较大。由ME和NJ系统进化树可看出,12个地理种群中缅树鼩明显的聚为四支:大新种群一支、海南种群一支、片马和腾冲种群一支、其他种群一支。结论:分布于我国的中缅树鼩遗传多样性丰富,经系统发育学分析可知,基于COⅠ基因与MC1R基因12个地理种群中缅树鼩可聚为四大支系,聚类结果与各自生存所处的地理环境相对应。江河,山峦以及海洋的阻隔作用可能是造成这种聚类结果的主要因素。本研究通过探讨不同地理种群中缅树鼩的遗传分化特征来为以后研究中缅树鼩的亚种地位以及实验动物品系的合理选择提供了一定的理论依据。
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