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岛屿在物种分化和形成方面的重要作用使其成为探究生物进化和适应的理想场所和天然实验室。狭义的岛屿概念主要指海洋岛屿,而广义的岛屿是由地理隔离屏障所包围的某一区域,包括陆地上相对隔离的生境片段,例如“陆地岛屿”。四川盆地属于典型的内陆盆地,四周环绕诸多海拔2000~5000 m的高大山脉(大凉山、邛崃山、龙门山、米仓山、大巴山、巫山、武夷山、大娄山等),形成了典型的“陆地岛屿”。此外,四川盆地位于北亚热带,其西、北部高原和山地则逐步过渡至温带、寒温带乃至亚寒带气候,呈现出随海拔、温度等环境因子变化的一系列递变类型。隔离效应和生境梯度变化可能造成鸟类物种的遗传分化。乐山师范学院西南山地濒危鸟类保护四川省高等院校重点实验室最新研究成果“A test of genetic divergence of a bird existing in the Sichuan Basin and its surrounding mountain ranges”,于2023年11月在Avian Research在线发表。研究选取了中国西南地区的17个白颊噪鹛(Garrulax sannio)群体,总计140个个体,采样地点覆盖了四川盆地及周边山脉,包括秦岭—大巴山脉、横断山脉、云贵高原和四川盆地过渡带。根据不同海拔区域划分群体,四川盆地的为低海拔,周边山脉分为低、中、高三个海拔水平:低海拔群体(秦岭—大巴山脉),中海拔群体(云贵高原过渡带),以及高海拔群体(横断山脉)(图1)。通过整合简化基因组、地理和生态数据,基于群体基因组学分析(种群结构分析、主成分分析、系统发育关系构建、基因流分析)、IBD、IBE、PCA、LFMM等模型,研究探讨了四川盆地及周边山脉白颊噪鹛群体的遗传分化,以及地理隔离和生态因素在遗传分化中的作用。图1. 采样区域信息(A)17个白颊噪鹛群体的采样地点;(B)17个白颊噪鹛群体的海拔梯度。结果发现(图2),17个白颊噪鹛群体存在明显的遗传分化,在遗传结构上分为高、中、低海拔群体;地理距离和关键生态因子(海拔和四个关键气候变量)在塑造这一分化格局中发挥着关键作用。ADCY9基因及其一些相关代谢通路(与高海拔适应相关的氧化磷酸化通路,以及与关键气候因子适应相关的心肌收缩、心肌细胞中的肾上腺素能信号通路)是推动高海拔群体关键生态因子适应的主要因素。同时,冰期气候变化促进了四川盆地及周边山脉群体间的基因流。图2. 17个白颊噪鹛群体的遗传分化(A)种群遗传结构分析结果;(B)系统关系构建结果;(C)高海拔与低海拔群体与海拔适应相关受选择基因所富集通路的差异。这项研究首次提供了四川盆地及其周围山脉地区白颊噪鹛群体遗传分化的证据,有望为陆地岛屿背景下动物分化和适应研究提供新的见解。乐山师范学院生命科学学院青年教师王璐博士为该成果的第一作者,文陇英教授为通讯作者,乐山师范学院刘方庆老师、武汉大学在读联合研究生张天宇和许亚玲同学、成都生物研究所赵兰副研究员也参与了研究。该研究获得了国家自然科学基金面上项目(31372171)和乐山师范学院研究项目(205210094,ZZ201805,CGZZ202002,205220114,DGZZ202006)的资助。Wang, L., Liu, F., Zhao, L., Xu, Y., Zhang, T., Wen, L., 2023. A test of genetic divergence of a bird existing in the Sichuan Basin and its surrounding mountain ranges. Avian Research, 14: 100144. https://doi.org/10.1016/j.avrs.2023.100144.
《鸟类学研究(英文)》(Avian Research)是由中国动物学会鸟类学分会和北京林业大学共同主办的学术期刊,采取开放获取(Open Access)模式出版,主要发表鸟类学领域各个方向的研究论文和综述。科睿唯安JCR2022影响因子:1.8,位于鸟类学领域Q1区。2022年中科院期刊分区表中,在生物学大类为2区、鸟类学小类为1区。入选中国科技期刊卓越行动计划梯队期刊。
供稿:文陇英,王璐
排版:栗丹阳
审核:程朋军