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基于分子粪便学的雪豹保护遗传学研究

作　者: 周芸芸
导　师: 冯金朝；张于光
学　校: 中央民族大学
专　业: 生态学
关键词: 雪豹 mtDNA 自然保护区微卫星标记保护遗传学
分类号: Q953
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

雪豹(Uncia uncia)是国际关注的全球濒危物种,IUCN定级为濒危(EN)物种,属于CITES附录Ⅰ的物种,是我国Ⅰ级重点保护野生动物。中国是雪豹分布面积最大的国家,也是雪豹数量最多的国家。由于雪豹行为机警、神秘、喜欢独行、夜间活动、远离人迹和高海拔分布等特点,给野外研究带来了巨大的困难和挑战,对雪豹的数量、行为、活动、家域范围、社群和遗传结构等了解的较少,这给雪豹这一珍稀濒危动物的保护和管理等带来了困难。本研究试图以青海三江源自然保护区、西藏羌塘自然保护区和甘肃阿克塞县为研究重点,利用非损伤DNA技术,开展雪豹种群数量调查和群遗传结构与多样性研究,具体的研究内容和结果包括：(1)基于mtDNA的雪豹物种鉴定和遗传结构研究通过mtDNA Cyt b基因的分析,对8个地点收集的277份疑似雪豹样品进行物种鉴定,成功的对190份粪便样品进行了物种鉴定,检测成功率为68.59%,其中有89份是雪豹。8个样地中的雪豹粪便数量占总粪便样品数的比例为17.24%-41.67%之间,平均为32.13%,其中西藏的班戈县最低,青海的曲麻莱县最高,确定了调查区域均含有不同的雪豹数量。对确定后的雪豹,进行了mtDNA序列分析,89个样品中共检测到13个多态性位点,可以分为9个单倍型,单倍型多态性为0.765,核苷酸多态性为1.60%,平均核苷酸差异数为1.654,其中在青海玉树县和西藏申扎县的样品中没有检测到多态性位点,只有1个单倍型,甘肃阿克塞县的样品中具有7个多态性位点,共有5个单倍型。9个单倍型的遗传距离为0.009-0.090之间,平均遗传距离为0.044。(2)基于微卫星DNA的雪豹保护遗传学研究利用筛选到有8对微卫星引物对89份雪豹粪便样品进行了个体识别和遗传多样性分析。经过基因分型,在89份雪豹样品中共检测到48个雪豹个体,各个样地中的雪豹数量为1-15个之间,检测到的雪豹个体数占总粪便数的比例为17.33%。在青海省囊谦县、治多县和甘肃阿克塞县分别检测到7、15和14个雪豹个体,利用8个多态性微卫星引物,对这3个种群进行了遗传多样性分析。8个微卫星位点在3个雪豹群体中共检测到57个等位基因,平均每个位点检测到7.13个等位基因。Hardy-Weinberg平衡检测共发现有4个位点在3个种群中具有显著偏离(P<0.005)。在青海省囊谦县、治多县和甘肃阿克塞县3个种群中的基因杂合度分别为0.762、0.733和0.781,表明3个群体均具有较高的遗传多样性,其中甘肃阿克塞种群的遗传多样性最高。遗传距离分析表明甘肃阿克塞种群与青海治多和囊谦县的2个种群之间具有较大的种群遗传距离,说明它分化的时间长。基因流分析表明群体总遗传变异的5.30%来源于种群之间的遗传变异,94.70%属于种群内的遗传变异。本研究利用分子粪便学,首次对青海、西藏和甘肃的主要雪豹分布区进行了物种调查、个体识别和遗传多样性分析,建立了基于非损伤性DNA的雪豹保护遗传学研究技术,并进行了种群遗传多样性评价,不仅为在我国开展大范围的雪豹调查和研究建立了技术基础,为确定雪豹的分布区域提供直接证据,也为我国雪豹的保护措施的制度提供了科学依据。

全文目录

摘要  2-5
ABSTRACT  5-11
第一章前言  11-13
第二章研究现状及进展  13-27
  第一节保护遗传学概论及其濒危物种研究进展  13-19
    一、保护遗传学概论  13
    二、保护遗传学研究进展  13-19
      (一) 濒危动物遗传多样性的研究  13-15
      (二) 物种致濒因素及其遗传学效应分析  15-16
      (三) 濒危物种保护的原理和策略研究  16-17
      (四) 在物种鉴定、个体识别和数量调查的研究  17-19
  第二节非损伤性DNA技术和分子标记在保护遗传学中的应用  19-24
    一、非损伤性DNA技术  19
    二、常用的DNA分子标记  19-24
      (一) DNA限制性片段长度多态性分析(RFLP)  19-20
      (二) 随机扩增多态性DNA分析(RAPD)  20
      (三) 扩增片段长度多态性分析(AFLP)  20-21
      (四) 微卫星多态性分析(SSR)  21-22
      (五) 单核苷酸多态性分析(SNPs)  22-23
      (六) 线粒体DNA多态性分析  23-24
  第三节雪豹及其研究现状  24-27
第三章材料与方法  27-39
  第一节研究区自然概况  27-29
  第二节 mtDNA Cytb基因研究材料与方法  29-35
    一、实验样品  29-31
    二、主要试剂及其配制方法  31-33
    三、主要仪器设备  33
    四、DNA提取  33-34
    五、mtDNA扩增与目的片段的测定  34-35
    六、物种鉴定和数据统计分析  35
  第三节微卫星DNA的研究材料与方法  35-39
    一、实验样品  35
    二、主要实验试剂和设备  35
    三、微卫星引物  35-36
    四、微卫星PCR扩增及其基因分型  36-37
    五、数据统计分析  37-39
第四章结果与分析  39-57
  第一节基于mtDNA Cytb基因的雪豹物种鉴定和遗传结构研究结果  39-45
    一、mtDNA PCR扩增和物种鉴定  39-40
    二、Cyt b序列多态性及核苷酸变异频率  40-43
    三、群体间遗传差异  43-45
  第二节基于微卫星DNA的雪豹保护遗传学研究结果  45-57
    一、微卫星扩增和基因分型  45-47
    二、微卫星个体识别能力与个体识别  47-48
    三、遗传多样性分析  48-53
      (一) 等位基因频率  48-51
      (二) 有效等位基因数  51-52
      (三) 基因杂合度  52-53
      (四) 多态信息含量  53
    四、Hardy-Weinberg平衡检测  53-54
    五、固定指数与基因流  54-55
    六、群体间的遗传变异  55-57
第五章讨论  57-66
  第一节基于mtDNA Cytb基因的雪豹物种鉴定和遗传结构研究  57-60
    一、疑似雪豹样品的物种鉴定  57-58
    二、基于mtDNA Cytb基因的雪豹遗传结构研究  58-60
  第二节基于微卫星DNA的雪豹保护遗传学研究  60-64
    一、个体识别  61-62
    二、遗传多样性分析  62-63
    三、哈温平衡(Hardy-Weinberg Equilibrium)分析  63
    四、群体间的遗传交流  63-64
  第三节雪豹的保护建议  64-66
第六章结论  66-68
参考文献  68-77
附录1. 8个微卫星位点在雪豹中的等位基因和基因型  77-79
附录2. 论文缩略词表  79-80
攻读学位期间发表的学术论文目录  80-81
致谢  81-82

基于分子粪便学的雪豹保护遗传学研究

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