探秘英国欧亚水獭历史基因组:从狩猎奖杯解锁种群演化密码

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:Conservation Genetics Resources 0.9

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  为探究欧亚水獭(Lutra lutra)种群结构变化及亚洲水獭引入情况,研究人员分析 1929 - 1952 年的狩猎奖杯爪子样本。结果显示,样本内源性 DNA 含量高,历史样本与现代威尔士样本遗传关系更近,且未发现亚洲引入的线粒体谱系。该研究为水獭种群研究提供新视角。

  在英国的广袤土地上,欧亚水獭曾自由穿梭于河流、湖泊周边。然而,漫长的历史长河中,人类活动给它们的生存带来诸多挑战。从古时为获取皮毛、食物而进行的捕猎,到近代因化学污染导致的种群数量锐减,欧亚水獭的种群动态发生了巨大变化。
近年来,通过现代基因组分析,科学家发现英国欧亚水獭存在种群结构差异,部分地区经历了严重的瓶颈效应,而且在英格兰东部可能有来自亚洲的水獭引入。但现代样本无法完全揭示这些变化的历史根源,历史 DNA 研究成为解锁过去秘密的关键钥匙。

来自丹麦哥本哈根大学、英国卡迪夫大学等机构的研究人员,决心深入探索英国欧亚水獭的历史基因组变化。他们将目光聚焦在狩猎奖杯爪子这一独特样本上,试图从中获取珍贵的遗传信息。

研究人员选取了两个分别来自 1929 年和 1952 年的狩猎奖杯爪子样本 LUT01 和 LUT02。在严格的实验条件下,他们运用了一系列先进技术。样本处理时,在专门的古代 DNA 实验室,遵循最佳操作规范,进行 DNA 提取和文库制备;数据处理阶段,利用多种生物信息学工具,如 PALEOMIX v1.3.7、bwa v0.7.17 等,对测序数据进行筛选、比对和分析 。

实验结果


  1. DNA 提取与测序:成功从两个样本中提取并测序 DNA,LUT01 的内源性 DNA 占比 77%,LUT02 为 85%,这表明狩猎奖杯爪子是极佳的历史 DNA 来源,为后续高覆盖度测序提供可能。
  2. 常染色体变异分析:研究人员通过分析常染色体变异,发现历史样本与现代威尔士样本在遗传上更为接近,而非英格兰东部样本。在对现代样本中私有单核苷酸多态性(SNP)的分析中,历史样本中来自英格兰东部的私有 SNP 比例最小。ADMIXTURE 分析和主成分分析(PCA)结果也进一步证实,历史样本在遗传上更倾向于与威尔士、英格兰西南部和北部的现代样本聚类。
  3. 线粒体基因组分析:研究人员成功组装了两个历史样本的完整线粒体基因组。TCS 网络分析显示,两个历史样本均属于谱系 3,而非在亚洲和英格兰东部现代样本中发现的谱系 1,这为亚洲水獭在种群瓶颈期引入英国的假设提供了支持。

研究结论与讨论


这项研究首次揭示了 20 世纪中期人为种群瓶颈之前英国欧亚水獭的基因组变异情况。尽管样本量有限,但研究结果表明,现代英国欧亚水獭的种群结构可能源于种群瓶颈期间及之后据点种群的隔离和漂变,历史种群结构与现代并不一致。同时,两个历史样本未发现假定的亚洲谱系,有力支持了亚洲水獭引入的假设。

从更广泛的意义来看,该研究证明了狩猎奖杯爪子用于历史 DNA 分析的可行性,为深入研究欧亚水獭种群历史和演化提供了新途径。未来,扩大样本数量和地理分布范围,结合高覆盖度测序技术,将更全面地揭示英国欧亚水獭的种群动态变化,为其保护和管理提供更坚实的科学依据。

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