环境因子对塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)遗传多样性的影响

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任何一个生物的生存和繁衍与其周边环境息息相关。遗传多样性是物种在一定生境中不断适应环境的结果。塔里木马鹿是国家Ⅱ级保护动物。近年来,随着人类对自然系统的干扰日益增加,塔里木马鹿适宜的栖息地环境不断丧失,退化和片段化,给处于濒危状态的野生塔里木马鹿的生存带来了严重的威胁。因此,本试验以线粒体DNA Cytb基因作为分子标志,首先对塔里木马的遗传多样性进行了评价,然后为了确定影响塔里木马鹿遗传多样性的主导环境因子运用SPSS19.0和生态学软件canoco4.5对生存在不同生境的塔里木马鹿和天山马鹿进行了详细的比较研究,进一步探讨塔里木马鹿遗传多样性与环境因子之间的关系,为塔里木马鹿的保护与管理提供科学性依据。结果如下:  遗传多样性结果显示,成功扩增的30条塔里木马鹿mtDNA Cytb基因序列中各碱基含量分别是T29.3%,C27.3%,G13.4%,A30.1%,A+T(59.4%)含量高于C+G(40.6%)含量,表现出碱基偏差性。三个地理种群的单倍型多样度和核苷酸多样度为:沙雅种群(0.911,0.01645),且末种群(0.363,0.00501),尉犁种群(0.664,0.00852)其中最高的是沙雅种群,最低是且末种群。基因流:尉犁与且末种群之间Nm=0.72458,尉犁与沙雅种群之间Nm=5.562231,且末与沙雅种群之间Nm=0.91015。结果表明塔里木马鹿的遗传多样性处于不平衡状态。  通过SPSS19.0统计学软件,对新疆塔里木马鹿和天山马鹿遗传多样性与选取的10个环境因子进行相关性分析,结果显示基于mtDNA Cytb基因遗传多样性参数与年均气温(r=-0.619,p=0.02,p<0.05),海拔(r=0.783,p=0.04,p<0.05),年均降水量(r=0.511,p=0.0441,p<0.05),平均人口(r=-0.977,p=0.00,p<0.05)呈显著相关性;基于核DNA(nDNA)遗传多样性参数与海拔(r=0.729,p=0.043,p<0.05),年均降水量(r=0.568,p<0.05),平均人口(r=-0.943,P=0.00,P<0.01)呈显著相关性。两种分子标记得到的结果相一致。与遗传多样性参数相关性最大的4个环境因子进行回归分析,得到如下回归方程:y=2.189+1.165X1+1.432X2-0.085 X3-0.042 X4(y:马鹿遗传多样性,X1:海拔,X2:年均降水量,X3:年均气温,X4:采样区域平均人口)海拔、年均降水量、年均气温、平均人口的标准化回归系数分别为3.586,2.245,-1.563,-0.983,因此,对塔里木马鹿和天山马鹿种群遗传多样性的影响程度为:海拔>年均降水量>年均气温>平均人口。  基于Canoco4.5生态学软件的新疆马鹿两个亚种遗传多样性与10种环境因子进行RDA分析,结果表明影响塔里木马鹿和天山马鹿遗传多样性的环境因子基本相同。蒙特卡洛检验显示,所有的环境因子不同程度的影响马鹿遗传多样性(mtDNA与nDNA),其中影响最显著的因子分别为海拔(r=0.872,F=7.84,P=0.02),降水量(r=0.7434,F=7.21,P=0.03),气温(r=-0.6375,F=6.38,P=0.035),人口(r=-0.586,F=5.22,P=0.04)。蒙特卡洛检验的结果与SPSS19.0出来的结果相一致,其中海拔是关键环境因子。  经Canoco4.5软件对塔里木马鹿遗传多样性与环境因子之间的RDA分析显示:塔里木马鹿基于mtDNA和nDNA(核DNA)的遗传多样性与气温(r=0.852,F=7.45,P=0.038),降水量(r=0.612,F=6.24,P=0.052)和人口(r=-0.816, F=7.37,P=0.046)的相关性最大(p<0.05)。因此,以上因子是影响塔里木马鹿遗传多样性关键的因子。对天山马鹿遗传多样性与环境因子之间的RDA分析显示基于mtDNA与nDNA基因的马鹿遗传多样性与海拔(r=0.883,F=7.36,P=0.031)和降水量(r=0.789,F=7.44,P=0.045),气温(r=-0.517,F=5.86,P=0.047)和平均人口(r=-0.780,F=7.821,P=0.048)相关性最大(p<0.05)。因此,以上因子是影响天山马鹿遗传多样性的关键因子。  总而言之,基于SPSS19.0和Canoco4.5软件的新疆马鹿两个亚种遗传多样性与环境因子的相关性结果可知影响马鹿两个亚种遗传多样性的环境因子基本相同,但对于生存在不同生境的马鹿种群遗传多样性来讲影响的环境因子有所不同,其中对塔里木马鹿遗传多样性影响显著的环境分别为气温,人口,降水量。
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