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人工放流对武陵山区中国大鲵遗传多样性与生态适合度的影响研究

批准号:
32060128
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
蒋万胜
依托单位:
学科分类:
动物资源与保护
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
蒋万胜

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
迁地保护对濒危动物种群恢复至关重要。然而,由于奠基者效应及圈养环境改变,以人工增殖放流为主要实践的迁地保护通常蕴含着潜在的遗传与生存风险。我国特有极度濒危两栖动物中国大鲵即面临典型的保护困境:由于缺乏遗传管理,广泛实施多年的人工放流可能对原生种群遗传组成带来巨大冲击,遗传杂合度也可能对放流后代生存适应产生显著影响,从而使放流努力趋于无效甚至适得其反。本研究拟对首个国家级大鲵保护区所在地且在国内最先实施人工放流的武陵山区展开研究,一方面借助线粒体与微卫星等分子标记技术,全面揭示当前区域内纯野生土著种群、受放流干扰野外种群和人工养殖种群的遗传多样性现状;另一方面通过首次构建大鲵不同遗传家系,开展遗传杂合度与生态适合度的相关性研究,明确遗传组成对大鲵繁殖力、环境适应力和抗病力的影响规律。综合野外调查与遗传适应研究结果,提出首个武陵山区大鲵人工放流的遗传管理方案,并以此推动全国大鲵保护策略的制定。
英文摘要
Ex situ conservation has been playing critical role in the population recovery of threatened animals. However, the main practice of ex situ conservation, which we call it the artificial reproduction and reintroduction, has potential genetic and survival risks; it mainly results from the effect of small founder populations and the changed surroundings alongside with captive rearing. The Chinese giant salamander (Andrias davidianus), a critically endangered and endemic amphibian, is getting into such a protective dilemma. Because of the absence of genetic management for long time, the reintroduced populations of Andrias davidianus despite released into the wild for many years, would possibly impact significantly to the genetic composition of the wild populations. Meanwhile, the genetic heterozygosity of source populations, would also produce severely potential effects to the survival and adaptation of the offspring that generated by the reintroduced populations. Together, these unexpected consequences might drive the endeavor of artificial reintroduction invalid or at cross purpose. This study we focus on the Wuling mountains area, where locates the first national nature reserve, and also practices the first domestic reintroduction of Andrias davidianus. On one hand, based on the molecular markers of mitochondrial DNA and simple sequence repeats, we attempt to reveal the comprehensive genetic diversity of Andrias davidianus among the pure native wild population, reintroduction disturbed wild population, and artificial reared population. On the other hand, through the construction of different families with varied degree of genetic distances, we’d like to carry out the first analysis of heterozygosity-fitness correlations in Andrias davidianus. We expect to uncover the patterns of genetic compositions to the capacities of reproduction, environmental adaptation, and disease resistance. In combination of field investigation and genetic-adaptation results in this study, we will propose the first genetic management program in Wuling mountain area, and promote the scientific plan of the national conservation strategy of Andrias davidianus.
本项目以大鲵为研究对象,针对其迁地保护及人工增殖放流所面临的相关问题,通过多方面的研究实践揭示了武陵山区特别是其核心片区大鲵的遗传多样性组成及保护现状,为未来该如何开展大鲵人工放流及可持续保护提供了决策依据。项目取得的研究成果概述如下:(1)建立了一套大鲵野外调查和取样的优化方法,保障了大鲵野外调查的可行性和有效性。利用组合方法在武陵山区多地开展了大鲵野外调查,为大鲵野外种群现状评估提供了重要基础。(2)探索了一种大鲵野外种群数量的估算方法,为武陵山区大鲵野外保护现状评估提供了科学依据。通过采用实地调查、结合PIT芯片的标志重捕法、环境DNA定性和定量调查,估算其核心分布片区湖南张家界大鲵国家级自然保护区共有野外大鲵成体数量约13800尾。(3)通过基于线粒体基因标记,结合非损伤性取样方法,对武陵山区的野外大鲵群体开展了遗传多样性研究。揭示出由于长期人工放流的影响,在多地大鲵存在遗传支系的混杂,但也仍有部分野生种群未遭受人工放流的遗传影响。(4)通过基于全基因组测序组装得到的大鲵基因组草图,开发了316,313对微卫星分子标记。随机选取200对进行了引物验证,并筛选了19对多态性引物进行了遗传多样性分析。整体上,区域内大鲵处于中度遗传分化水平。一些野外样点因为人工放流已成功建立自繁殖种群,但也可能因此产生了支系间的自然杂交。(5)通过开展不同遗传组成的生态适合度研究发现,在一定遗传分化范围内,未发现较明显的生态适合度差异。但遗传差异较远的支系杂交,可能会导致杂交后代成活率低等问题。(6)结合野外调查、遗传多样性和生态适合度的研究结果,制定了《湖南张家界大鲵国家级自然保护区大鲵人工放流遗传管理方案》,并正在进一步制定《湖南张家界大鲵国家级自然保护区大鲵物种保护行动计划》。综合以上成果,项目探索的基于研究证据的物种保护实践也为其他区域大鲵保护及其他濒危动物的保护提供了良好的借鉴案例。通过该项目的整体实施,共发表科研论文9篇,其中SCI论文5篇,中文期刊论文3 篇,参编英文专著1章节。为当地管理部门提供了遗传管理方案报告1份,培养研究生已毕业4人,在读2人,培养参与项目的本科生3人。
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