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中国林蛙(Rana chensinensis)是我国重要经济动物之一。一直以来,由于人类的过度利用以及栖息地减少、生境破碎化的影响,中国林蛙的种群数量正不断下降。按世界自然保护联盟制定的关于濒危物种的等级标准,其已被列为入易危(V)物种,属国家二级保护动物。中国林蛙是我国的一种广范分布的两栖动物,对其种群遗传分化和系统地理结构的研究有助于我们了解它的历史生物地理学,对此地区两栖动物的群体分化和历史进化过程提供有益的资料。因此,开展中国林蛙线粒体DNA(mtDNA)遗传多样性研究,对其野生资源的保护和可持续利用有非常重要的意义。
本论文研究了采自分布于东北、华北和西北地区中国林蛙种组的43个居群的226只标本,其中桓仁林蛙(Rana huanrenensis)6只、高原林蛙(Rana kukunoris)10只。基于线粒体DNA细胞色素b(etyb)基因共832bp的序列,分析了中国林蛙种组mtDNA的遗传多样性以及分子系统地理结构;以东北林蛙(Rana dybowskii)和黑龙江林蛙(Rana amurensis)作为外群,采用最大简约法(MP)和贝叶斯法(BI)构建单倍型系统发育关系。主要研究结果如下:
1.系统发育分析结果显示:中国林蛙种组88个单倍型聚为4个支持率较高的进化枝,对应于4个地理分布区域,即GropA(秦岭、大巴山地理组,100%)、Group B(桓仁地理组,100%)、Group C(青藏高原东北缘地理组,91%)以及Group D(燕山、太行山脉地理组,82%)。其中又分为12个明显的地理上相邻的枝系群(Clade a~1)。跟根据系统发育结构推断,我们认为桓仁林蛙可能是中国林蛙的同物异名(Synonymy),但是如果桓仁林蛙成立的话,中国林蛙种组内可能存在隐存种(Cryptic species)。原认为分布于青藏高原东北缘地理组(Group C)的高原林蛙和分布于陕西、甘肃和四川的中国林蛙很好的聚为一个单系,这说明高原林蛙应该不是一个有效种,应被作为中国林蛙的同物异名。
2.遗传分化的距离和单倍型的分布模式提示:中国林蛙种组各群体间出现了显著的遗传分化(包括4个地理组和12个枝系群),存在显著的系统地理结构,推测群体间有限的基因流和地理屏障有关;在四个地理单元上网络图都能够提示四个地理单元经历过扩张事件。
3.本研究在中国林蛙种组中检测到一定的mtDNA多样性。
4.mtDNA遗传多样性和分子系统地理结构的研究结果都提示山系是中国林蛙基因交流的主要通道,我们初步认为山脉对中国林蛙种组的地理格局起到了重要作用。