华南虎保护遗传学研究
虎(Pantheratigris)有8个亚种，分别为华南虎(P.t.amoyensis，SouthChinatiger)、东北虎(P.t.altaica，Amurtiger)、印支虎(P.t.corbetti，IndoChinesetiger)、孟加拉虎(P.t.tigris，Bengaltiger)、苏门答腊虎(P.t.sumatrae，Sumatrantiger)、巴厘虎(P.t.balica，Balitiger)、爪哇虎(P.t.sondaica，Javantiger)和里海虎(P.t.virgata，Caspiantiger)，其中华南虎为中国所特有。华南虎分布范围曾东西超过2000公里、南北超过1500公里；地理分布范围位居世界虎分布中心，其东北方向与东北虎分布区相接，西南与印支虎、孟加拉虎和苏门答腊虎辐射相邻。然而，因森林砍伐、荒山开垦及上世纪50至60年代的大量捕杀等因素影响，目前野生华南虎已濒临灭绝边缘。
我国现有的圈养华南虎是6只奠基者的后代，按照血缘关系可划为两支；其中“黔系”祖宗为“一雄二雌”，源自贵州野外；“沪系”祖宗则为源自贵州野外的“一雄一雌”与源自福建野外的一雌性奠基者；两支于八十年代中期汇合繁衍。目前圈养华南虎高度近交，遗传多样性急速下降，种群数量和质量持续下降，状况处于Mace-Lancle标准的临界状态；另外，因历史原因，华南虎可能曾与其它亚种虎发生过杂交，外源基因的渗入可能已影响到华南虎基因库的组成结构。因此，开展华南虎保护遗传学研究已十分必要，它对圈养种群繁育、遗传管理及种群的健康发展和保护具有极其重要的指导意义。
本项目采用分子标记对华南虎遗传背景进行研究，主要目的在于：1)掌握华南虎圈养种群遗传结构；2)建立华南虎亲子鉴定方法，进一步澄清圈养种群亲子关系，以便对现有谱系进行核查并进而指导繁育计划；3)评估华南虎圈养群体内遗传变异水平；4)收集和保存华南虎基因资源。
研究结果主要有：1.采集了51只华南虎的血液、毛发、粪便及上皮组织等样品并提取DNA，初步建立了华南虎基因资源库，及时保存了有关基因资源并为将来利用相关技术来拯救这一物种奠定了基础。
2.应用Dynal磁珠-生物素标记的微卫星探针与华南虎基因组酶切片段杂交，捕获400-600bp含有微卫星序列的DNA片段，连接到pGEM-T载体中，构建富集微卫星序列的小片段插入文库，从1440个转化子中获得了257个阳性克隆，成功设计了具有多态性的华南虎微卫星引物20对。
3.应用新获得的20个华南虎微卫星标记在ABI373A型测序仪上对51只华南虎进行基因分型。共检测到163个等位基因，平均每个基因座有8.15个等位基因；有效等位基因数1.900-7.378，平均为4.203；稀有等位基因数较多，平均每个基因座有43.6％，只有1个座位(tiger4)没有稀有等位基因。20个微卫星基因座的期望杂合度He为0.401-0.883，观察杂合度Ho为0.333-0.977，除基因座tiger6和基因座tigerl9不符合H-W平衡外，其余的基因座都符合H-W平衡。20个微卫星座位的多态信息含量(PIC)最低为0.359，最高为0.859，平均值为0.684，除tiger7和tigerl9为中度多态外，其余座位都具有高度多态性。应用相关数据对圈养华南虎群体进行遗传分析，发现圈养华南虎维持了相对较高的等位基因多样性和杂合度，但是其保持非常困难，原因在于很多稀有等位基因只在一个或两个个体中存有，很易因携带个体的死亡而从华南虎群体中消失。
4.应用20个华南虎微卫星标记进行圈养华南虎亲子鉴定。根据Cervus软件的Simulation程序，在95％的置信水平可得到100％的成功鉴定率。目前已鉴别8只圈养华南虎的父-子-母关系，这对于华南虎圈养种群的谱系管理具有十分重要的意义。
5.采用线粒体D-loop和ND5标记进行华南虎、东北虎和孟加拉虎之间的遗传变异研究。结果表明现存虎亚种间的遗传分化很小：从ND5来看，华南虎与孟加拉虎的序列完全一样，而与东北虎只有一个位点的差异；从D-loop来看，华南虎与东北虎间的遗传距离为0.01411，华南虎与孟加拉虎间的遗传距离为0.00801，而东北虎与孟加拉虎间的遗传距离为0.00937。因此在这三个虎亚种中，华南虎与孟加拉虎间的距离最近，而华南虎与东北虎间的距离最远。在D-loop上，华南虎存在两个特有位点：418的C和433的T，从而据此可以把这华南虎与其他两个虎亚种分开。此外，研究还发现了虎细胞核中的一个似D-loop的序列(Numt)，该序列在华南虎、东北虎和孟加拉虎上完全一致，估计其转移到核中的时间大约为16.7百万年。
根据上述研究结果可见，随繁殖代数增加，一部分华南虎稀有等位基因逐渐消失，进而使群体遗传多样性降低。为最大限度地保护华南虎的遗传多样性，在圈养繁殖过程中，必须控制各种限制性因素，尽量使每只个体都得到有效的繁殖。根据研究结果，在华南虎迁地保护遗传管理方面建议开展和采取以下措施：1)通过亲子鉴定编制谱系；2)按照种群结构和亲缘系数安排配对，减少基因丢失；3)增加数量，扩大种群规模；4)适当延长世代间隔；5)充分利用各种繁殖技术，加强营养和行为训练；6)加强协调，统一管理各分散饲养的华南虎个体。
华南虎;基因资源库;基因分型;遗传多样性;基因克隆;亲子鉴定;种群管理
浙江大学
博士
遗传学
朱睦元
2006
中文
Q953
128
2007-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）