栗斑腹鹀(Emberiza jankowskii)隶属鸟纲(Aves)雀形目(Passeriformes)鹀科(Emberizidae)鹀属(Emberiza),世界分布范围狭小,历史上有两个繁殖分布区域,分别位于俄罗斯、朝鲜、中国交界处和中国内蒙古东部与吉林省西部交界处。目前,人为干扰和栖息地破碎化已严重威胁了栗斑腹鹀的生存,历史繁殖区域的栗斑腹鹀已大部分消失,由于种群数量急剧下降,栗斑腹鹀已被世界自然保护联盟(IUCN)列为濒危物种。为了评估濒危物种栗斑腹鹀的遗传多样性水平和遗传分化现状,以及适应性进化潜力,本研究以新发现的位于中国内蒙古的嘎亥图(GHT)、敖仑花(ALH)、鲁北557(LB557)、通辽(TL)和坤都(KD)共5个栗斑腹鹀繁殖种群为研究对象,利用中性遗传标记和适应性遗传标记,检测栗斑腹鹀种群遗传多样性、种群遗传结构、种群动态及适应性进化,以期揭示以下科学问题:(1)栖息地破碎化和人为干扰是否对栗斑腹鹀遗传多样性和遗传结构产生影响;(2)较小的种群大小是否已经导致栗斑腹鹀种群发生了近亲交配;(3)冰期是否对现有栗斑腹鹀种群的分布产生了影响;(4)栗斑腹鹀MHC基因适应性进化机制如何;(5)如何定义种群急剧下降的栗斑腹鹀的保护单元,本研究结果可为濒危物种栗斑腹鹀的保护提供重要科学依据。主要结果如下:1.分别测得61条栗斑腹鹀线粒体控制区和细胞色素b基因序列,长度分别为542/543 bp和1143 bp,各定义了20和19个单倍型,特有单倍型比例分别为70%和73.68%。基于线粒体DNA标记(控制区和细胞色素b联合序列),栗斑腹鹀的总体单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.94和0.0084;基于微卫星遗传标记,该物种的总体期望杂合度和观测杂合度分别为0.76和0.61,表明该物种具有相对较高的遗传多样性水平。然而,基于适应性遗传标记(MHC基因)则显示了该物种相对较低的遗传多样性水平。一方面,在内含子引物扩增的栗斑腹鹀及其近缘种三道眉草鹀(Emberiza cioides)MHCIIB基因exon 2序列中,分别检测到12种和17种等位基因类型,核苷酸多样性分别为0.1865和0.1667,估算的最小等位基因座位数各为3和4;另一方面,基于外显子引物共扩增出70种栗斑腹鹀MHCIIB基因exon 2等位基因序列,总体的核苷酸多样性为0.1900,估算的最小等位基因座位数目为8。2.中性遗传标记(线粒体DNA、微卫星)和适应性遗传标记(MHC基因)的Fst值和Nm值均显示栗斑腹鹀各种群间遗传分化程度较低,且存在较频繁的基因交流。基于线粒体DNA和MHCIIB基因exon 2序列重建的系统发育树或单倍型网络图显示栗斑腹鹀不同种群并未形成明显的遗传谱系,而是混合聚类在一起,暗示了该物种分布区内无明显遗传结构;基于核微卫星数据的个体邻接树和Structure聚类图也显示栗斑腹鹀种群间分化不显著;基于中性遗传标记和适应性遗传标记的分子变异分析(AMOVA)表明种群遗传变异主要产生于种群内,在微卫星DNA和MHC基因遗传标记中检测到种群间有较低水平的遗传分化。此外,中性遗传标记和适应性遗传标记的Mantel检验均显示栗斑腹鹀种群遗传分化不符合地理距离隔离模型。另外,基于微卫星数据的瓶颈效应检测发现,栗斑腹鹀嘎亥图、敖仑花、鲁北557和通辽种群近期可能经历了瓶颈效应;栗斑腹鹀总体和各种群的近交系数Fis均大于0,说明栗斑腹鹀可能存在近亲交配现象。3.基于线粒体Cyt b序列估算的最近共同祖先时间显示,栗斑腹鹀起源于第三纪上新世至更新世时期,在较短时间内发生了分化(起源时间为2.90 Mya,95%CI:2.09-3.81 Mya;分化时间为2.83 Mya,95%CI:2.01-3.67 Mya)。此时全球气候逐渐变冷,而内蒙古地区气候变干变冷,但未形成冰川,进而可能成为了栗斑腹鹀的避难所。在进入更新世之后,栗斑腹鹀发生了第二次分化(分化时间为0.22 Mya,95%CI:0.07-0.38 Mya),嘎亥图种群形成了四个特有单倍型,此时处于大姑-庐山间冰期(200-300/380 Ka BP),可能与这一时期内蒙古中东部地区火山频繁活动相关。线粒体DNA的中性检验和错配分布分析结果显示,敖仑花、鲁北557、通辽和坤都种群可能经历了种群扩张事件,扩张时间为17.53-51.46 Ka BP(95%CI:0.00-89.64 Ka BP),此时期属于末次盛冰期来临之前的MIS3间冰期和末次盛冰期(MIS2),此时温度逐渐下降,达到最低。4.基于内含子、外显子扩增的栗斑腹鹀MHC等位基因构建的系统发育树显示跨物种多态性的存在。基于外显子引物扩增的栗斑腹鹀MHC基因推测的肽结合区的dN/dS值均显著大于1,暗示了栗斑腹鹀MHC基因受到了正选择作用;然而,基于内含子和外显子引物扩增的MHC基因推测的非肽结合区的dN/dS值也显著大于1,这可能是由于这些位点的替代率受高度密码子使用偏倚的影响所致。通过PAML、SLAC和FEL方法检测到的栗斑腹鹀受正选择位点与其他鸟类受正选择位点相匹配。此外,在该物种MHC基因中并未检测到基因重组现象。5.由于濒危物种栗斑腹鹀种群总体的遗传分化水平较低,因此,建议将分布于中国内蒙古的五个种群定义为一个大的保护单元进行重点管理。同时,基于不同的研究结果应对不同种群给予不同的保护关注:从母系遗传和保护MHC基因优质基因库的角度,分别对嘎亥图种群和通辽种群加以关注;对经历过瓶颈效应的嘎亥图、敖仑花、鲁北557和通辽种群进行保护关注。此外,应该加强野生动物保护知识和《中华人民共和国野生动物保护法》的宣传,提升人们对该濒危物种的保护意识。