SSR分型+線粒體測序，助力動物研究登陸頂級分子進化雜志

發(fā)稿時間：2020-08-12來源：天昊生物

英文題目：Spatiotemporal Genetic Diversity of Lions Reveals the Influence of Habitat Fragmentation Across Africa

中文題目：獅子時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)進化。研究結(jié)果為雄性獅子介導的基因流動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個遺傳結(jié)構(gòu)層次，并能夠檢測到大多數(shù)采樣點。線粒體基因組分析確定了4個集群：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。在上個世紀，由于人類的擴張改變了非洲的景觀，棲息地的碎片化導致獅子亞種群在地理上變得更加孤立。這導致了精細尺度的核遺傳結(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，并有證據(jù)表明，最近可能由于棲息地的碎片化，導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)，這表明僅在一個世紀前，獅子還只是一個隨機交配的種群。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的基因流動。而雄獅則相對分散。因此，雌性獅子決定mtDNA的群體結(jié)構(gòu)，隨著時間的推移保持mtDNA多樣性不變。

4）基于科學的管理有助于減輕nDNA多樣性的喪失和mtDNA多樣性的持續(xù)保護。需要恢復和保護自然野生動物走廊，增加獅子亞群之間的基因流動，減少棲息地碎片化的影響。