《白鷳羽色變異的分子遺傳學研究》是依託北京師範大學，由董路擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：白鷳羽色變異的分子遺傳學研究
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：董路
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鳥類羽色的變異是研究表型遺傳機制和物種形成機制的重要模型。本項目以兩性均具有羽色地理變異的性二型鳥類白鷳Lophura nycthemera為研究對象，在已查明的分子系統地理格局的基礎上，運用形態學、分子遺傳學和進化生物學的理論與方法，對白鷳羽色地理變異的分子遺傳機制進行深入研究：1、定量分析典型地理種群中兩性個體的羽色，揭示白鷳羽色的地理變異格局及在兩性間的差異，構建與分子系統地理格局的耦合關係；2、分析多個與羽色變異有關的基因，確定控制白鷳羽色變異的主效基因；3、對不同羽色個體的主效羽色基因序列進行比較，分析影響白鷳羽色變異的單核苷酸多態性位點，建立表型變異與主效基因型變異之間的關聯模型，進而對基於性選擇、自然選擇和中性進化理論提出的解釋羽色變異的多種假說進行驗證，探討白鷳羽色變異的進化動力，為鳥類物種的分化和表型變異的遺傳決定機制提供新的證據。
結題摘要
物種形成、功能基因與表型的關係是進化生物學的研究熱點。白鷳Lophura nycthemera具有羽色地理變異與複雜的系統演化歷史。本工作以分子系統地理學和形態特徵變異格局為基礎，運用分子生態學、遺傳學、電子顯微學等方法，對白鷳地理種群中遺傳漸滲、羽色基因與表型變異的關係進行了研究。 遺傳漸滲在物種形成、遺傳多樣性的維持等過程中具有重要作用。鳥類物種間的雜交現象比較多，遺傳漸滲在雜交過程中的作用機制，是研究物種適應性進化的有效途徑。本工作以白鷳為例，套用分子生態學方法，結合遷移-隔離模型分析與生態位模型的預測，對兩個典型地理種群的遺傳漸滲格局與成因進行了分析和探討。基於兩個線粒體基因（控制區和cytb）共2151 bp的聯合序列，以及11個微衛星位點的基因型數據的分析表明：白鷳與黑鷳雜交引起的遺傳漸滲是盈江種群呈現多系性的原因，霍爾登規律的發生可能削弱了線粒體基因的遺傳漸滲，導致線粒體-核基因在種間與種內分化程度上的不一致。適宜棲息地歷史動態的分析表明，晚更新世四川盆地的避難所效應可能是四川種群線粒體基因特有化的主要原因。而鄰域種群對四川種群在核基因水平上表現出來自東部組與西部組的遺傳漸滲，可能與最大末次冰期以來地理種群間不對稱的偏雄基因流有關。 鳥類羽色的變異是研究表型遺傳機制的重要模型。白鷳具有豐富的羽色地理變異和清晰的分子系統地理結構，是研究羽色分子遺傳機制的良好對象。對不同羽色的兩性個體擴增了黑色素皮質激素受體1基因（MC1R）、酪氨酸酶基因（TYR）和酪氨酸酶相關蛋白-1基因（TYRP1）等三個羽色基因，共1505 bp。序列中的非同義突變位點均與白鷳的羽色變化沒有相關性。共享單倍型的組成在系統發育來源和性別之間沒有顯著偏倚。通過對現有研究的總結，提出MC1R基因的變異在色型變化模式簡單的物種中，與表型差異有很好的相關性。而色型變化模式複雜的物種，表型差異與MC1R基因的變異沒有明顯相關性。根據掃描電鏡和透射電鏡的觀察結果，白鷳不同羽色羽毛的髓質結構在不同性別間、不同地理種群間沒有明顯差異，但在羽枝和羽小枝的不同位置的排列方式有差異。黑色素顆粒均呈長棒狀，雄鳥比雌鳥的相對較短。黑色素顆粒的有無和羽小枝上黑白條紋的變化具有很好的相關性，推測羽毛生長過程中黑色素顆粒的周期性合成可能是白鷳雄鳥黑白條紋羽色的主要成因，有待於從相關基因的周期性表達與調控機制方向進一
