纽约(基因组网新闻)- A大熊猫基因组重测序研究昨日于自然遗传学为熊猫种群的历史和现状提供了新的信息,揭示了中国现有野生熊猫种群中三个地理相关的遗传集群。
通过对来自中国中部不同地区的34只大熊猫进行低覆盖率基因组测序,来自中国科学院、深圳华大基因以及中国和丹麦其他中心的研究人员了解了历史上大熊猫种群扩张、瓶颈和种群分化事件。
与此同时,在现今的大熊猫种群中,他们的分析指出了来自三个大熊猫采样地区的大熊猫之间的遗传聚类——代表了最近的分化事件,这些事件似乎在一定程度上是由砍伐森林等人类活动引起的。
“基因组学和种群基因组学方法的整合为熊猫种群的历史提供了一个连续的大纲,”中国科学院动物生态与保护生物学研究员、资深作者魏福文及其同事写道,“并证明了最近的人为干扰可能是熊猫目前濒危状态的主要原因。”
该研究的作者解释说,大熊猫是大熊猫谱系中现存的最后一个物种,该谱系可以追溯到数百万年前。据估计,仅存的野生大熊猫数量不到2000只,它们分布在中国的少数山区。
在目前的研究中,研究人员从中国中部地区的六个地点取样了34只大熊猫。其中包括来自中国中部东北部秦岭山脉的秦岭大熊猫;岷山(Minshan),简称MIN,在岷山以西的山区取样的大熊猫;最后是来自琼来-大香岭-小香岭-梁山的大熊猫,简称QXL,它们生活在西南部的地区,包括琼来、大香岭、小香岭和梁山。
利用Illumina公司的HiSeq 2000,该团队对每个大熊猫基因组进行了平均4.7倍深度的测序,覆盖了22.5亿个熊猫基础基因组的91.5%。
当他们将这些序列与a大熊猫参考基因组-首次在网上报道自然在2009年由bgi领导的团队发表的一篇论文中,研究人员直接或通过归算确定了超过1300万个snp。
研究作者指出,在过去,秦岭地区的大熊猫已经被描述为遗传聚类。
事实上,新的分析支持了秦大熊猫基因聚类的存在,它们似乎在大约30万年前与非秦熊猫分道扬镳。但研究人员也发现了MIN和QXL大熊猫不同的基因群:这些群体似乎是在大约2800年前才彼此分化的。
在QXL类群的大熊猫中,分析表明还有两个亚种群:一个代表小香岭地区和邛崃类群的一部分大熊猫,另一个代表大香岭和凉山大熊猫,以及邛崃类群的一些大熊猫。
研究人员指出,人类可能是最近一些分化事件的原因之一。例如,他们解释说,MIN-QXL熊猫分裂的时间似乎与古代蜀族定居在分隔熊猫种群的河边的时间一致,修筑的道路可能扩大了这条鸿沟,并砍伐了一些动物的森林栖息地。
研究小组推测,同样地,森林砍伐以及为了娱乐、祭祀和其他目的对大熊猫种群的剥削可能导致了最近大熊猫数量的下降,尤其是在秦国地区。
新的数据也为研究人员提供了一个机会,可以进一步回顾大熊猫种群的扩张和瓶颈,以及基因分歧和适应事件,这些都可以追溯到数百万年前的大熊猫谱系。
例如,他们注意到大约100万年前,在侏儒熊猫适应了消化竹子的能力后,大熊猫的数量激增。
研究小组指出,大熊猫数量的其他跳跃和下降似乎与气候相关事件相吻合,包括过去50万至80万年间中国的多次冰川期。
最后,虽然现有的三个大熊猫种群的遗传多样性似乎相当高,但研究小组指出,研究结果表明,从保护的角度来看,考虑大熊猫对特定栖息地的遗传适应可能很重要。
“对于这样小的种群,野生捕获个体的易位或释放人工繁殖的个体可能是一种通过重建基因流来拯救基因的有用手段,”魏和他的合著者写道。
“然而,我们的数据表明,在这些分散的熊猫种群中监测选择和局部适应的证据将是重要的,”他们补充说,“因为不适合特定环境的重新引入候选人将不太可能促进一个强大种群的发展。”