英文題目:Spatiotemporal Genetic Diversity of Lions Reveals the Influence of Habitat Fragmentation Across Africa
中文題目:獅子時(shí)空遺傳多樣性分析揭示其非洲棲息地碎片化的影響
期刊名:Mol Biol Evol.
影響因子:11.062
發(fā)表時(shí)間:2020-7-15
通過對生物歷史種群和現(xiàn)代種群之間的直接比較,可以發(fā)現(xiàn)遺傳多樣性隨時(shí)間的變化,并評估生境碎片化的影響。在這里,研究者檢測了已知來源的博物館標(biāo)本和現(xiàn)代獅子樣本中的SSR和線粒體基因組變化,確定了獅子歷史種群(HD)和現(xiàn)代種群(MD)的遺傳結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)進(jìn)化。研究結(jié)果為雄性獅子介導(dǎo)的基因流動(dòng)和最近的局部亞群分離情況提供了證據(jù),這可能是由于棲息地碎片化導(dǎo)致的。通過核SSR檢測顯示獅子群體的遺傳多樣性顯著降低,而線粒體結(jié)果卻顯示沒有變化。雖然根據(jù)核SSR的數(shù)據(jù),歷史種群似乎是隨機(jī)交配的,但群體結(jié)構(gòu)分析確定了現(xiàn)代獅子種群的4個(gè)遺傳結(jié)構(gòu)層次,并能夠檢測到大多數(shù)采樣點(diǎn)。線粒體基因組分析確定了4個(gè)集群:南方、混合、東方和西方,這與在現(xiàn)代和歷史種群取樣的單倍型之間是一致的。在上個(gè)世紀(jì),由于人類的擴(kuò)張改變了非洲的景觀,棲息地的碎片化導(dǎo)致獅子亞種群在地理上變得更加孤立。這導(dǎo)致了精細(xì)尺度的核遺傳結(jié)構(gòu)的增加和遺傳多樣性的喪失,而線粒體基因組遺傳結(jié)構(gòu)和多樣性隨著時(shí)間的推移得以保持。
獅子MD和HD群體的采樣分布如圖1顯示。
在MD群體中觀察到精細(xì)尺度群體結(jié)構(gòu),但在HD群中沒有觀察到。對MD群體的層次結(jié)構(gòu)分析得到了四個(gè)層次的結(jié)構(gòu):大陸(K=2)、次大陸(K=4)、地區(qū)(K=6)和地方(K=11) (圖2)。
線粒體基因組系統(tǒng)發(fā)育樹分析確定了4個(gè)主要分支:南方、混合、東方和西方。
1)本研究通過對nDNA SSR和mtDNA的比較,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代樣本中存在大量的基因流動(dòng),并有證據(jù)表明,最近可能由于棲息地的碎片化,導(dǎo)致局部亞群被隔離及遺傳多樣性的喪失。
2)盡管現(xiàn)代獅子呈現(xiàn)出精細(xì)的種群結(jié)構(gòu),但歷史上的種群缺乏任何明顯的結(jié)構(gòu),這表明僅在一個(gè)世紀(jì)前,獅子還只是一個(gè)隨機(jī)交配的種群。這一結(jié)果得到了結(jié)構(gòu)分析和PCoA的支持?,F(xiàn)代群體聚集成四個(gè)次大陸群體,這即使在亞洲和非洲之間的歷史群體中也找不到。
3)歷史和現(xiàn)代mtDNA顯示出與核數(shù)據(jù)截然不同的模式。盡管基于SSR的多樣性顯著下降,但mtDNA多樣性一直保持不變。線粒體基因是母系遺傳的,非洲各亞群之間很少或沒有雌性介導(dǎo)的基因流動(dòng)。而雄獅則相對分散。因此,雌性獅子決定mtDNA的群體結(jié)構(gòu),隨著時(shí)間的推移保持mtDNA多樣性不變。
4)基于科學(xué)的管理有助于減輕nDNA多樣性的喪失和mtDNA多樣性的持續(xù)保護(hù)。需要恢復(fù)和保護(hù)自然野生動(dòng)物走廊,增加獅子亞群之間的基因流動(dòng),減少棲息地碎片化的影響。
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