天山马鹿种群数量，遗传结构，家域及系统发育关系研究

发布时间：2017-07-04 22:09

  本文关键词：天山马鹿种群数量，，遗传结构，家域及系统发育关系研究

  更多相关文章： 马鹿 系统发生 演化 进化 家域 性别比 非损伤性采样 粪便 种群数量 系统分化

【摘要】：马鹿(Cervus elaphus)属偶蹄目鹿科鹿亚科,又名红鹿、赤鹿、白臀鹿,马鹿由梅花鹿分化而来,与梅花鹿亲缘关系非常近,在自然条件下可与梅花鹿杂交延续后代。天山马鹿是天山山脉体型最大的哺乳动物,在生态中发挥着重要作用,是天山生态中的旗舰动物,被中国政府定为Ⅱ级保护动物,国际自然保护联盟((IUCN)将其定为LC级(无危级)。本研究为了获得天山马鹿喀拉乌成山种群数量,并评估不同种群数量统计方法之间的差异。2010-2011年利用样带法,粪堆计数法以及非损伤性标记重捕法对喀拉乌成山的天山马鹿种群数量进行研究,发现样线法估计的种群数量最低,仅为1.316-1.656头/km2;而非损伤性标记重捕法获得的种群数量最高,为2.075-3.11头/km2;粪堆计数法获得的数据居中,为1.422-2.844头/km2,说明不同的方法之间很难具有可比性。由于过去长期以来使用样线法统计种群数量,因此该方法适合做种群数量的动态分析;而粪堆计数法由于简便适合种群数量的快速统计;非损伤性标记重捕法由于人为误差小且无伦理问题,符合动物福利在一次调查中能够同时获得多组数据,因此成为未来种群数量研究的趋势。为探讨不同状态的公路对大型哺乳动物种内遗传分化的影响,本研究分别采集天山山脉省道110、203、303公路两侧的天山马鹿粪便样本,其中省道110没有完全将栖息地割裂,省道203和303则将栖息地割裂但是省道203属于废弃道路,而省道303则正在使用。使用5种微卫星进行个体识别后利用Arlequin3.11进行遗传距离、基因多样性、杂合度等情况。结果:研究发现5种微卫星均具有很好的多态性,五地区中松树塘与寒气沟、白石头的遗传距离最远,并且松树塘的杂合度、基因型数量均最低;小西沟和白杨沟之间遗传距离为负值,杂合度、基因型数量无差异。结果表明公路对栖息地的分割状态不同,会导致种群的遗传情况改变。当公路仅深入栖息地没有将栖息地割裂时,公路两旁种群无差异;当栖息地被公路完全隔绝则该栖息地内杂合度、基因型数量降低;公路的使用状态对临近种群的隔绝效果有影响,使用中的公路隔绝效果强而废弃旧公路隔绝效果依然存在,建议将废弃公路拆除方便动物迁徙交流防止种群退化。利用5对微卫星排除喀拉乌成山的小渠子、白杨沟地区,哈密东天山国家森林公园的白石头、松树塘、寒气沟地区的重复马鹿粪便,使用BMC1009作为内对照利用SRY基因进行性别分辨来源的鉴定,同时利用粪便形态的长宽比做粪便来源的形态学鉴定。结果表明基因扩增法获得的天山马鹿雌雄比结果是1.78:1-2.89:1,粪便形态鉴定的结果是1.62:1-2.40:1,两种方法获得的结果无统计学差异,说明通过粪便形态可以作为性别判断的方式可行。基因扩增以及形态学研究,都表明寒气沟的性别比最低,提示该地区的种群性别比不稳定。使用收集粪便时的GPS数据,利用Arcview GIS3.2软件的home range analysis模块计算雌雄马鹿冬季家域范围,分别是1.24-1.71和1.02-1.57 km2,雌雄性家域范围差异不大。这种家域范围是由于冬季马鹿食物减少,主要在林地边的人工林采食嫩枝造成的。为了掌握东、西天山马鹿的遗传结构差异和系统发生关系,本研究利用CTAB法提取6个不同采样点的471份新鲜天山马鹿粪便样本,并鉴定出其中273个个体,使用聚类分析,系统进化等方法分别对线粒体的细胞色素b、控制区和核基因的差异进行分析。结果表明东、西天山马鹿控制区的单倍型之间的系统发生有明显的区别,细胞色素b的系统发生也与控制区结果一致;东、西天山马鹿细胞色素b的差异百分比达到1.1%;而且通过细胞色素b和控制区与其他亚种数据对比分析,结果表明东西天山马鹿的遗传差异大于部分亚种之间的差异;细胞色素b的系统发生分析结果表明,东天山马鹿种群与克里米亚33000-42000年前的化石序列接近,处于同一个进化分支,而西天山种群数据与北美种群接近在一个进化分支上;Network分析也显示,东西天山马鹿的细胞色素b差异明显;微卫星的贝叶斯分析表明寒气沟、松树塘、白石头与伊犁、白杨沟、小渠子的天山马鹿具有明显差异,属于两个不同的聚类群;这些结果与天山的地理划分相吻合。结论:遗传分析表明东、西天山马鹿之间的遗传差异明显。
【关键词】：马鹿 系统发生 演化 进化 家域 性别比 非损伤性采样 粪便 种群数量 系统分化
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q953;Q958
【目录】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 第一章 文献综述9-31
• 1.1 马鹿的演化与种系发生研究进展9-14
• 1.1.1 马鹿的形态学分类9-11
• 1.1.2 遗传方法对马鹿的系统分化研究11-13
• 1.1.3 今后马鹿分类的研究方向13-14
• 1.2 野生动物粪便研究进展14-23
• 1.2.1 序言14-15
• 1.2.2 食性分析15-17
• 1.2.2.1 食物残渣观察法15
• 1.2.2.2 同位素分析法15-16
• 1.2.2.3 植物表皮的烷类蜡质分析法16
• 1.2.2.4 近红外反射光谱法16
• 1.2.2.5 DNA条形码技术16-17
• 1.2.3 寄生虫研究17-18
• 1.2.4 种群数量研究18-20
• 1.2.4.1 粪堆计数法18
• 1.2.4.2 非损伤标记重捕法18-20
• 1.2.5 家域研究20-21
• 1.2.6 群体遗传学研究21-22
• 1.2.7 粪便研究现状总结22-23
• 1.3 参考文献23-31
• 第二章 三种方法对天山马鹿喀拉乌成山种群数量的比较31-42
• 2.1 序言31
• 2.2 研究地区概况31
• 2.3 材料与方法31-35
• 2.3.1 样线法31-32
• 2.3.2 粪便样品采集32
• 2.3.3 基于非损伤性标志重捕法统计种群数量32-33
• 2.3.3.1 提取粪便样品DNA32-33
• 2.3.4 马鹿个体识别与非损伤性标记重捕33-34
• 2.3.5 粪堆计数法推算动物的绝对丰富度34-35
• 2.4 结果35-38
• 2.4.1 样线法统计种群数量35-37
• 2.4.2 基于非损伤性标志重捕法统计种群数量37-38
• 2.4.3 粪堆计数法统计种群数量38
• 2.5 讨论38-40
• 2.6 参考文献40-42
• 第三章 公路对天山马鹿种内遗传分化的影响42-55
• 3.1 序言42-43
• 3.2 材料与方法43-47
• 3.2.0 研究地点交通情况43
• 3.2.1 样品收集与DNA提取43-45
• 3.2.2 微卫星扩增与个体识别45-46
• 3.2.3 个体识别46
• 3.2.4 通过SRY基因进行性别鉴定46
• 3.2.5 数据分析46-47
• 3.3 结果47-50
• 3.3.1 马鹿种群的遗传多样性47-50
• 3.4 讨论50-52
• 3.5 建议与展望52
• 3.6 参考文献52-55
• 第四章 非损伤技术对马鹿种群性别比与冬季家域的研究55-68
• 4.0 序言55
• 4.1 地理情况介绍55-56
• 4.2 材料与方法56-59
• 4.2.1 粪便样品收集与DNA提取56-57
• 4.2.2 微卫星扩增与马鹿个体识别57-58
• 4.2.2.1 微卫星扩增57
• 4.2.2.2 马鹿个体识别57-58
• 4.2.3 性别鉴定58-59
• 4.2.3.1 通过粪便形态58
• 4.2.3.2 通过SRY基因58-59
• 4.2.4 个体家域计算59
• 4.3 结果59-62
• 4.3.1 个体识别59
• 4.3.2 性别鉴定59-61
• 4.3.2.1 通过PCR结果判定马鹿性别59-60
• 4.3.2.2 利用粪便形态判定马鹿性别60-61
• 4.3.3 家域面积61-62
• 4.4 分析与讨论62-66
• 4.4.1 天山马鹿东天山森林种群的性别比62-63
• 4.4.2 家域面积63-66
• 4.5 结论66
• 4.6 参考文献66-68
• 第五章 中国境内东、西天山采样点之间的马鹿种群的遗传差异68-96
• 5.1 序言68-69
• 5.2 材料与方法69-78
• 5.2.1 样品收集与DNA提取69-71
• 5.2.2 微卫星扩增与个体识别71-72
• 5.2.3 线粒体测序72
• 5.2.3.1 控制区（Control region）72
• 5.2.3.2 细胞色素b（Cytochrome b）72
• 5.2.4 数据分析72-78
• 5.3 结果78-87
• 5.3.1 遗传分化78-82
• 5.3.2 系统地理模式82-87
• 5.3.3 AMOVA分析87
• 5.3.4 系统发生分析87
• 5.4 讨论87-92
• 5.4.1 天山马鹿的遗传特征87-88
• 5.4.2 天山马鹿遗传分化88-92
• 5.5 结论92-93
• 5.6 参考文献93-96
• 附录 1：本研究获得的控制区序列96-108
• 附录 2：本研究获得的线粒体细胞色素b基因序列108-118
• 在读期间发表论文118-119
• 致谢119-121

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