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日報-20220217-朱鹮種群歷史動態的基因組印記

在看綜述的時候,看到了這份2019的熟悉文件,可以說是我保護基因組學的啟蒙之作,也是壹篇非常好的文章。發表在《當代生物學》上,通訊作者是中國科學院昆明動物研究所的張教授。

在保護生物學實踐中,保護措施對遺傳狀態有好的影響嗎?這需要對實施保護措施前後的基因數據進行比較。日本斑羚是野生動物保護實踐中非常著名的例子,從只有7只恢復到>:2000年,保護工作取得顯著成效。種群已經初步恢復的朱鹮的遺傳狀態也恢復了嗎?研究人員對朱鹮的歷史樣本和活著的個體進行了測序,並將歷史種群與活著的種群進行了比較。發現活種群已經失去了幾乎壹半的祖先種群多樣性,並且有非常嚴重的突變負荷。此外,研究人員還發現,伴隨近親繁殖的遺傳漂變在很大程度上消除了祖先多態性。

ABC圖中粉色表示活體樣本,其余為歷史樣本,NW表示西北,EA表示華東,NE表示東北地區;D圖中最右邊的樣本是活體樣本。活著的種群沒有明顯的種群結構,而歷史標本則表現出多樣性。

對這些人口的歷史動態進行了估算(PopSizeABC估算,過去10000年的變化比PSMC更近),居住人口下降趨勢最明顯(註意時間從右到左)。研究人員模擬歷史生態位(ENMs)發現,進入末次冰期後,適合朱鹮生存的區域大大減少,這與進入冰期後種群數量減少是壹致的。圖B所示的當前適宜居住區域與上壹次冰期(圖C)基本壹致,這說明?19年末和20世紀初種群的崩潰更多是由於人類活動的影響,這與那個時期人類活動對棲息地的嚴重幹擾是壹致的。

與歷史樣本相比,活體個體的單核苷酸多態性很低,只有歷史群體的壹半左右。基因組中也有很多IBD,純合區域廣,說明近親繁殖嚴重。作者比較了朱鹮與其他物種的近親繁殖系數,發現存活種群的近親繁殖系數很高,即使與有效種群規模相近的其他物種相比,也是壹騎絕塵。

研究人員還研究了歷史種群和現在種群的等位基因頻譜,結果表明,隨著有效種群規模的急劇下降和嚴重的近親繁殖,現在種群中積累了許多有害的突變。這很可能是由於種群快速下降,凈化選擇去除已經來不及了。

環形圖顯示,生活群體的等位基因豐富度明顯低於歷史群體。在活著的人群中也有更多的長單倍型。

朱鹮瀕危是因為物種本身還是因為人為幹擾?這項研究的結果表明,朱鹮的種群數量本應在最後壹次冰期後的壹萬年內恢復,但卻未能恢復。這可能是因為朱鹮本身已經走到了物種的死胡同,人類活動的影響不容忽視。

雖然朱鹮的數量有所增加,但其基因組多樣性仍然非常脆弱,容易受到病原菌、環境變化等因素的影響。朱鹮的保護依然任重道遠。

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