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中国豹保护基因组学研究

中国豹保护基因组学研究

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作者：郝宇波河北大学

学位级别：硕士

豹(Panthera pardus)属于猫科(Felidae)、豹亚科(Pantheriinae)、豹属(Panthera),是世界上分布最为广泛的大型猫科动物。豹的亚种分类问题一直是学术界关注的焦点,存在分为8个亚种或9个亚种的争议。豹在我国分布广泛,至少有3个亚种分布... 详细信息

豹(Panthera pardus)属于猫科(Felidae)、豹亚科(Pantheriinae)、豹属(Panthera),是世界上分布最为广泛的大型猫科动物。豹的亚种分类问题一直是学术界关注的焦点,存在分为8个亚种或9个亚种的争议。豹在我国分布广泛,至少有3个亚种分布,且华北豹是我国独有的亚种。最近的研究建议将华北豹亚种(***)与东北豹亚种(***)合并为一个亚种。为厘清我国豹亚种分化并评估各种群的遗传演化潜力,本研究收集了豹的组织、血液、历史皮张等样品,通过基因组重测序,开展了中国豹的保护基因组学研究。在本研究中,我们使用了34个样本,包括收集的21个样本和已发表的13个样本。基于全基因组SNPs的研究结果支持将东北豹与华北豹两亚种合并,合并后称为东亚豹(***),并发现了东亚豹存在三个遗传种群,分别为东北种群、华北种群和西南种群。其中,四川、重庆地区的豹被归类为西南种群,秦岭山系是华北种群和西南种群的交汇区域。东亚豹内部的遗传分化程度显著,尤其是东北种群和华北种群遗传差异高于华北种群与西南种群的遗传差异,密集的人类活动可能是这些遗传分化的主要原因。同时,研究发现西藏南部与尼泊尔接壤地区的豹可能是一个独立的亚种——喜马拉雅豹(***.)。基于Y染色体的遗传结构研究同样支持以上结果。进一步分析显示,亚洲分布的豹可分为两大遗传支系,亚洲东部的东亚豹、爪哇豹(***)、印支豹(***)为一个支系,亚洲中西部的印度豹(***)、斯里兰卡豹(***)、阿拉伯豹(***)、波斯豹(***)和喜马拉雅豹为另外一个支系。豹的种群演化历史分析也支持亚洲豹可分为两大支系,其中印度豹和喜马拉雅豹具有较大的种群规模,而亚洲东部的豹有相似的种群演化历史。末次冰期和倒数第二个冰期导致豹历史上经历了两次严重的种群瓶颈,而末次冰期气候的急剧变化可能导致了东亚豹内部种群的遗传分化。东亚豹种群的核苷酸多样性、连锁不平衡(LD)和近交水平(Froh)分析结果显示,东亚豹遗传多样性较低,其中东北种群的遗传多样性最低。此外,阿拉伯豹亚种、以及两个岛屿亚种斯里兰卡豹和爪哇豹,遗传多样性很低,这最可能与其种群数量小相关。基于以上研究,提出如下主要保护建议:东亚豹东北种群遗传多样性很低,需要迫切加强其遗传多样性的保护和恢复;东亚豹三个遗传种群东北种群、华北种群和西南种群可作为三个保护管理单元进行保护管理;喜马拉雅豹作为一个长期未被发现的独立的遗传支系,需要加强其种群和遗传多样性保护。此外,豹的栖息地受到人类活动的严重影响,栖息地破碎化对其构成了严重威胁,急需加强豹栖息地的保护和恢复,以及破碎化栖息地之间扩散廊道的建设,来促进豹种群之间的扩散和基因交流。综上,我们的研究初步厘清了中国豹的亚种划分及其种群遗传结构、揭示了其种群演化历史和遗传演化潜力,并提出了急需保护的豹种群和亚种、保护管理单元科学划分等保护管理策略。

关键词：保护基因组学东亚豹遗传种群喜马拉雅豹亚种分类父系遗传种群历史演化潜力

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