课题基金 / 基金详情

基于群体基因组的西藏温泉蛇Thermophis baileyi保护遗传学研究

批准号:
32100396
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
严超超
学科分类:
动物资源与保护
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
严超超

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,加强生物多样性保护有利于推动生态文明的高质量发展,生物多样性保护的基础是保护遗传多样性。西藏温泉蛇(Thermophis baileyi)是我国青藏高原特有的珍稀蛇类,近年来,由于赖以生存的地热生境遭到破坏,西藏温泉蛇的生存受到严重威胁。为实现对西藏温泉蛇的遗传管理和保护,亟待开展其保护遗传学研究。基因组数据相比于传统遗传标记在解析群体遗传结构、种群历史动态和基因流等方面具有巨大优势,可以提供大量的遗传信息。因此,本项目拟(1)获取西藏温泉蛇多个种群的全基因组水平遗传变异信息,利用群体基因组学方法解析遗传变异水平、群体遗传结构,推断种群历史动态和基因流事件;(2)运用保护遗传学原理,给出划定西藏温泉蛇遗传保护单元的建议。研究将从基因组水平解析西藏温泉蛇的遗传特征,为管理者制定针对该物种及相关高原物种的保护策略提供科学支撑。
英文摘要
Biodiversity is the foundation of human existence and development. Strengthening biodiversity conservation will support and promote the development of high-quality ecological civilization. Conservation of genetic diversity is the foundational basis of biodiversity conservation. Endemic to the Tibetan Plateau in China, the rare hot-spring snake (Thermophis baileyi) is at imminent risk of extinction due to habitat loss. To maintain and manage the genetic diversity of the hot-spring snake, it is urgent to carry out research on conservation genetics of this species. Compared to classical genetic markers, genome-wide data provide a wealth of genetic information, and have great advantages in resolving population genetic structure, population dynamics as well as gene flows. Thus, in this project, we intend to 1) collect genome-wide genetic information of individuals from different hot-spring snake populations, assess genetic diversity based on population-level genetic variation, population genetic structures, and population dynamics of the species. 2) propose the management unit of hot-spring snake by utilizing the principles of conservation genetics. This project would throw light upon the genetic features of hot-spring snake on the genomic level, and it would provide scientific support for creating protection policies for the hot-spring snakes and related plateau species.
西藏温泉蛇(Thermophis baileyi)是我国青藏高原地区特有种,国家一级保护动物,分布于喜马拉雅和冈底斯-念青唐古拉山脉,主要沿雅鲁藏布江流域分布,专一栖息于海拔3600~4900米的温泉区域,是世界上分布海拔最高的蛇类之一。近年来由于对地热资源的开发利用,破坏了西藏温泉蛇赖以生存的岩层结构和湿地景观,严重威胁西藏温泉蛇的生存。为了平衡经济发展与生态保护,科学地制定西藏温泉蛇的保护政策,亟需了解西藏温泉蛇的遗传多样性现状,针对性地制定保护措施,然而,目前对温泉蛇的群体遗传现状的研究还非常有限。.本研究通过PacBio三代测序技术和Hi-C技术,提升西藏温泉蛇的参考基因组至染色体水平。并对来自15个种群的58个样本个体进行了全基因组重测序,通过系统聚类分析、主成分分析和遗传组成推断,评估现有西藏温泉蛇的群体遗传结构和遗传多样性水平;通过种群历史动态和基因交流分析推断西藏温泉蛇物种的进化动力。此外,研究探讨了西藏温泉蛇种内分化的驱动因素,并探索基因在选择中的潜在作用。.研究结果1)获得染色体水平的西藏温泉蛇参考基因组, N50达到139 Mb以上,是质量最高的蛇类基因组之一;2)西藏温泉蛇群体沿雅鲁藏布江流域东西向已分为三个地理群体:西部群体、中部群体和东部群体。 3)中部群体和西部群体历史上存在显著的基因交流事件,相比东、西部,中部群体表现更高的遗传多样性。同时,中部群体所位于的亚东-谷露裂谷系自更新世以来的剧烈活动可能是限制中部群体和西部群体基因交流的地理隔离因素。4)西藏温泉蛇不同群体在过去一百万年以来有效种群大小持续下降,并且群体基因组杂合水平低,近交水平较高,遗传负荷较高,可能更容易受到环境改变的影响而出现衰退,因此亟待制定措施对其进行有效的保护。西藏温泉蛇遗传结构的解析和遗传多样性的评估,为有重点地划定高原面的保护区域,实施就地保护提供了理论依据,并为青藏高原其它物种遗传多样性保护和管理提供了参考。
勐腊钝头蛇食性特化的适应性演化机制研究
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