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大熊猫(Ailuropoda melanDleuca)是中国特产的珍稀濒危物种和世界生物多样性保护的旗舰动物。保护大熊猫的核心是保护其遗传多样性。野生大熊猫的遗传多样性备受关注,而圈养大熊猫种群的遗传多样性目前研究报道的不多,圈养大熊猫种群的遗传现状不清。微卫星标记是评价遗传多样性最有价值的遗传标记之一,大熊猫微卫星标记数目不多,标记的效率和可靠性有待进一步研究,这就限制了微卫星标记在大熊猫研究中的有效应用。
本试验立足于微卫星标记在大熊猫保护遗传学中的应用,采用基因扫描和微卫星标记技术检测了AY161177~AY161218、Ame-μ5~Ame-μ70和g001~g905等36个大熊猫微卫星标记的多态性,并利用这些微卫星标记对来自四川成都大熊猫繁育基地、四川卧龙大熊猫保护中心和北京动物园的三个圈养大熊猫群体进行遗传多样性检测和分析,为将数目有限的大熊猫微卫星标记更有效地应用于大熊猫保护遗传学研究和促进大熊猫遗传管理提供科学的依据:
1.AY161177~AYl61218、Ame-μ5~Ame-μ70和g001~g905等36个大熊猫微卫星标记平均多态信息含量都大于0.5,具有高度多态性,适用于大熊猫保护遗传学研究。AY161177~AY161218、Ame~μ5~Ame-μ70等31个大熊猫微卫星标记PE(1)的联合父权排除率为99.99%,PE(2)的联合父权排除率达到了100%。联合应用这31个微卫星对野生和圈养大熊猫均可进行高效准确的亲子鉴定,其中Ame组的14个微卫星标记PE(1)=99.63%,略低于国际标准99.73%,适于确认母子关系已知的圈养大熊猫之间的父子关系。本研究首次报道大熊猫微卫星标记AY161218的多态性,其多态信息含量为0.738,检测到等位基因6个,长度范围在187~207 bp之间。
2.139bp(Ame-μ5)、120bp(Ame-μ15) 126bp(Ame-μ22)等3个等位基因是四川成都大熊猫繁育基地、四川卧龙大熊猫保护中心和北京动物园三个圈养大熊猫群体所共有优势等位基因和保守等位基因。146bp(Ame-μ23)等位基因频率达到了59.09%,是四川成都大熊猫繁育基地圈养大熊猫群体特有的优势等位基因。
3.大熊猫野生群和圈养群遗传多样性水平都保持在较高水平。与野生群相比,圈养群的杂合度有所降低。四川成都大熊猫繁育基地的圈养大熊猫种群遗传多样性(He=0.696、Ho=0.475)低于四川卧龙大熊猫保护中心圈养大熊猫群体(He=0.719、Ho=0.453)。这两个圈养大熊猫群体间遗传分化程度不高,没有形成显著的遗传结构(Fst=0.0874),分化主要受基因流影响(Nm=2.610);两个群体间存在一定程度的近交(Fis=0.3552),卧龙群体近交程度(Fis=0.3983)高于成都群体(Fis=0.3221)。北京动物园圈养大熊猫群体未表现出近交,其遗传多样性丰富,但低于成都群体和卧龙群体。聚类图表明三个的圈养大熊猫种群间的遗传关系:成都、卧龙两个群体聚为一类,北京群体单为一类。