紅腹錦雞和白腹錦雞的物種分化及生殖隔離機制研究

《紅腹錦雞和白腹錦雞的物種分化及生殖隔離機制研究》是依託北京師範大學，由董路擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：紅腹錦雞和白腹錦雞的物種分化及生殖隔離機制研究
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：董路
• 項目類別：面上項目

項目摘要

物種形成（Speciation）是進化生物學的核心問題和研究熱點，了解物種間的生殖隔離（Reproductive Isolation）機制及其遺傳學基礎是理解物種分化和新物種形成過程的關鍵。近年來高通量測序技術、種群遺傳學統計、溯祖分析方法以及種群基因組學的快速發展，使在非模式生物中檢測基因流與生殖隔離機制對物種分化的作用成為新的研究焦點。 本項目擬以鄰域分布且具有自然雜交帶兩種錦雞屬鳥類為研究對象，利用新一代測序技術（RAD-seq），獲得大量的基因組SNP標記位點，結合生物信息學方法、近似貝葉斯計算（ABC）等溯祖分析方法，查明紅腹錦雞和白腹錦雞在物種分化過程中的基因流時空分布格局，並結合生態因子、求偶行為和羽色等特徵，以及人工雜交實驗評估合子前隔離與合子後隔離對於兩種錦雞物種形成的相對重要性，並篩選潛在的雜交不相容基因位點，探討導致物種分化和維持生殖隔離

結題摘要

物種形成是進化生物學的核心問題，伴隨基因流的物種形成由於基因流模式的多樣性以及作用的爭議性，自提出以來，一直是進化生物學研究的熱點。性選擇作為一種進化驅動力量，在物種形成的過程中發揮著巨大作用，特別是存在性二態的物種，性選擇在其性二態的產生和維持上發揮著關鍵作用。但是目前，對於性選擇在伴隨基因流的物種形成過程中所發揮的作用還不清楚，特別是在鳥類中還未見相關研究。本研究的對象錦雞屬由一對姐妹種紅腹錦雞和白腹錦雞組成，兩種錦雞都具有明顯的性二態，現今鄰域分布。為了確定錦雞屬是否有助於解決性選擇在伴隨基因流的物種形成中發揮的作用問題，我們需要對錦雞屬的物種分化歷史進行重建。為此，我們首先利用比較基因組方法，開發了具有廣泛適用性的一套核基因組蛋白編碼位點分子標記，進而運用近似貝葉斯計算（ABC）與PSMC兩種模擬種群動態歷史的方法，基於基因組數據，對錦雞屬的物種分化歷史進行了重建，ABC的結果表明，錦雞屬的物種形成模式符合隔離遷移模型，即在整個分化過程中存在著時斷時續的基因流，分化時間約為220萬年前。PSMC的結果直觀地展示了兩種錦雞分化歷史中有效種群數量隨時間的波動情況，得出的分化時間約為200萬年前，兩種方法的結果互相驗證和支持。本研究表明，錦雞屬的物種分化模式屬於伴隨基因流的物種形成，這也意味著具有明顯性二態的紅腹錦雞和白腹錦雞可以作為今後探究性選擇在伴隨基因流物種形成中發揮何種作用的理想研究對象。