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基因组学助力濒危鸟类保育 朱鹮群体演化历程被揭示

华大基因  · 公众号  · 2019-01-11 23:03

2019年1月11日,深圳华大生命科学研究院生物多样性基因组学团队、国家基因库、西班牙庞培法布拉大学、丹麦哥本哈根大学等单位的科学家们联合全球多家博物馆机构共同揭示出了朱鹮群体历史演化特征,为濒危鸟类朱鹮的保育工作提供了重要的参考。目前,该研究成果在Current Biology上在线发表。


通常对于濒危物种遗传学的研究主要基于现生群体,然而基于现生群体很难追溯当前物种濒危状态是否由于短期内的极端事件(如人为捕杀),还是其物种本身无法适应环境变化历史以来已然处于非常低的多样性背景之下而形成的。为清晰的回答朱遗传多样性历史变化过程,本研究中研究者充分收集朱博物馆的历史和保育区的现代样品资源,是已知的首次结合历史和现代样品进行濒危物种群体研究,为物种多样性变化提供了时间尺度上的测量依据,更深入的衡量人类活动对物种生存状况的影响,更直接的去衡量保育工作对物种多样性的维持或恢复程度。

是中国一级保护动物,世界濒危物种。在18世纪60年代之前,朱曾经分布在中国、东俄罗斯、韩国和日本。但在上世纪,随着人类活动引起的环境变化和生境分散越发加剧,朱的种群数量急剧下降,近乎于灭绝。直到上世纪八九十年代,在秦岭发现了野生的七只朱个体,中国迅速展开了生境保护和人工抚育工作。现在该项目已经使群体数量恢复超2000头,并逐步进行野化放飞实验。然而,保育区朱与其祖先野生群体比较起来,多样性究竟恢复得如何却知之甚少。


保育区中的朱鹮个体


本次生物多样性研究团队,通过与国际广泛的合作,获得了来自九家博物馆的57份朱历史样品,这些样品来自于十九世纪末至二十世纪初朱历史上主要分布区(华东,西北,东北,朝鲜,日本和俄罗斯等地)。基于这些历史样品的全基因组重测序数据,结合保育区现生朱群体数据,研究团队发现朱的群体下降早在约一万年前就开始了,当时气温上升,适合朱生存所在地域的气候对朱群体生存的制约已经变得非常微弱,由此表明朱可能在长久历史中受到人类活动影响。

通过历史生态位重构,研究团队也进一步支持了此发现。研究也揭示,现代朱群体失去了将近一半的历史群体遗传多样性,同时,现生群体由于长期的近交积攒了较高的有害突变积累,展现出明显的近交效应。

例如,在现代群体中,对物种生存重要的免疫基因簇主要组织相容性复合体(MHC)的多样性显著丢失。这些都说明,今后对朱保育工作需要同分子遗传学更好的结合,高效的避免近亲交配,基于个体遗传背景针对性的增加重要基因的遗传多态性。


研究所涉及样品的取样分布


该研究不仅为朱的遗传恢复工作提供了一个遗传信息背景,更是为其他濒危物种的保育工作提供了一个新的利用博物馆样品的遗传研究范例,展现了新的基因组测序技术下的生物保育工作和生态学研究的新蓝图。


原文链接:

https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(18)31609-9#

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