動物所利用聯合多分子標記等揭示譜系地理格局的形成過程

2020-12-05 中國科學院

中科院動物研究所鳥類學研究組通過利用多個分子標記,對紅頭長尾山雀的譜系地理格局研究發現:分別以線粒體與核基因構建的譜系地理結構並不一致。溯祖分析結果表明,核基因中各線粒體譜系間存在顯著的基因流,甚至在異域分布的線粒體譜系間也存在大量的基因流。IBD模型分析的結果顯示,紅頭長尾山雀種群在線粒體基因上存在距離隔離現象,而這種隔離現象在核基因上並無體現。據此推斷,偏雄擴散所導致的偏性基因流可能是促使線粒體和核基因譜繫結構不一致的主要原因。

該研究強調了多遺傳標記的結合對於全面揭示種群進化歷史和譜系地理格局的形成過程具有舉足輕重的作用。研究組對綠背山雀的譜系地理學研究同樣發現線粒體基因與核基因不一樣的譜繫結構,但該不一致性是由於基因進化速率不同而因致的不完全譜系分選所造成。研究發現,綠背山雀的大陸種群擴張時間始於末次間冰期。末次間冰期至末次盛冰期氣溫逐漸變冷的過程促進了該「耐寒」物種的種群擴張,這一點與研究組早期發現其他鳥類物種的擴張模式不同(如,Qu et al. 2012. Molecular Ecology)。生態位模型的預測結果還表明,東亞地區現今的植被類型從很大程度上來講與末次盛冰期更為相似,而與末次間冰期有較大的區別。更新世冰期氣溫變化以及臺灣海峽的地理隔離,促使該種的種群分化並孕育著物種的分化過程。該研究再一次體現了多遺傳標記的聯合以及結合生態位分析在譜系地理學研究中的重要作用。

以上研究表明,在譜系地理學研究中運用多基因位點的遺傳標記比單一的遺傳標記能更全面地反映種群的遺傳格局和演化歷史,對於全面反映種群的譜系格局和演化歷史具有重要的意義。生態位模型的發展以及末次間冰期和末次最大冰期高解析度環境圖層的建立,為深入了解譜系格局成因、種群歷史動態、冰期避難地等提供了新的契機。

上述研究結果分別發表於HeredityJournal of Biogeography。本研究得到了國家傑出青年科學基金(30925008)、重大國際合作項目(31010103901)以及中國科學院基礎前沿研究專項(KSCX2-EW-J-2)等資助。

相關文章連結:

Dai CY, Wang WJ and Lei FM. 2013. Multilocus phylogeography (mitochondrial, autosomal and Z-chromosomal loci) and genetic consequences of long-distance male dispersal in Black-throated tits (Aegithalos concinnus). Heredity (doi:10.1038/ hdy.2012.114).

Wang WJ, McKay BD, Dai CY, Zhao N, Zhang RY, Qu YH, Song G, Li SH, Liang W, Yang XJ, Pasquet E and Lei FM. 2013. Glacial expansion and diversification of an East Asian montane bird, the green-backed tit (Parus monticolus). Journal of Biogeography doi:10.1111/jbi.12055.

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