东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡线粒体基因组序列测定与分析

喜马拉雅雪鸡属国家二级保护动物,是生存海拔最高的鸡类,同时在维持生态平衡和鸟类高海拔适应性研究中具有重要的科研价值。本研究以东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡为研究对象,采用直接测序法,拼接组装获得该物种线粒体(mtDNA)全基因组序列,对mtDNA全序列进行注释和结构分析,并选择GenBank已提交的鸡形目鸟类mtDNA序列,利用邻接法构建系统发育树,为该物种的有效保护和开发利用提供分子水平的依据。结果表明:喜马拉雅雪鸡的mtDNA全长为16 691 bp,基因种类、数量及排列顺序与鸟类线粒体基因典型排列顺序一致。基因组核苷酸含量为A:30.2%;T:23.9%;C:32.2%;G:13.8%;(A+T)含量(54%)略高于G+C (46%)含量,AT-skew为0.116 7,有一定的碱基偏好。在本研究中,东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡起始密码子以ATG为主,终止密码子以TAA为主。预测了22个tRNA的二级结构,均能形成典型的三叶草结构,共有错配25处,以GU错配为主,喜马拉雅雪鸡tRNASer (UCN)基因比藏雪鸡的tRNASer (UCN)基因多出3个碱基;系统发育树构建表明雪鸡与鹌鹑关系最近,我们发现东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡与甘肃阿克塞自治县喜马拉雅雪鸡形成两个独立的进化支。     

东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡遗传多样性及系统发育地位

东帕米尔高原作为生物多样性丰富的区域之一,喜马拉雅雪鸡和藏雪鸡在此混群分布。以东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡为研究对象,采用PCR和测序技术,研究了mt DNA D-loop区序列特征,下载Gen Bank已提交的雪鸡序列,利用最大似然法构建系统发育树和中介网络关系,以阐明东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡遗传多样性水平和系统进化地位。结果表明:东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡mt DNA D-loop序列富含A、T碱基,含量为59.8%,存在64个多态位点,占核苷酸总数的5.5%,其中单一多态位点29个,简约信息位点33个,两处插入或缺失,转换发生的频率远远高于颠换;25个个体存在23种单倍型,平均单倍型多样度(Hd)为0.92±0.0001,平均核苷酸多样度(π)为0.00958,平均核苷酸差异度(K)为11.067,说明东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡核苷酸多样性较低,单倍型多样性高,具有较为丰富的遗传多样性;系统发育分析显示喜马拉雅雪鸡与藏雪鸡分为明显的两大簇群,本研究涉及的东帕米尔高原喜马拉雅雪鸡出现遗传分化,呈现明显的2个进化支;中介网络关系分析显示雪鸡具有明显的地理分布特征,本研究雪鸡84%的单倍型聚在以东帕米尔高原为中心的进化支上。因此,建议扩大塔什库尔干野生动物自然保护区(位于东帕米尔高原境内)范围,建立国家级自然保护区,恢复生态环境,以提高雪鸡栖息地的生存适宜性。