利用线粒体DNA追踪古巴树蛙入侵路易斯安那州的路线与源种群解析

《Frontiers in Amphibian and Reptile Science》：Tracing invasion routes of Cuban treefrogs into Louisiana using mitochondrial DNA

本研究通过细胞色素B（cyt-b）线粒体基因标记，首次系统分析了入侵路易斯安那州古巴树蛙（Osteopilus septentrionalis）种群的遗传多样性与来源。研究发现路易斯安那种群具有较高的核苷酸多样性（π=0.039），并存在7种cyt-b单倍型，其中3种为路易斯安那特有。单倍型网络与系统发育分析表明，该入侵种群源于佛罗里达州中部的多次引入事件，排除了加勒比海地区的直接来源。研究强调了人类活动（如园艺贸易）在物种扩散中的关键作用，为理解入侵种群建立机制与适应性进化提供了重要案例。

　　

引言

入侵爬行动物和两栖动物通过破坏原生种间相互作用、捕食替代原生物种以及传播传染病对生物多样性构成威胁。古巴树蛙是佛罗里达州最成功的入侵两栖动物之一，其原生范围涵盖古巴、开曼群岛和巴哈马。尽管自20世纪90年代以来路易斯安那州偶有古巴树蛙的记录，但直到2017年在新奥尔良发现繁殖种群才确认其定殖。本研究旨在利用细胞色素B线粒体基因序列探究该新种群的来源。

材料与方法

研究共采集166只古巴树蛙样本，其中31只来自佛罗里达州东部，40只来自佛罗里达州西部，95只来自路易斯安那州种群。通过PCR扩增cyt-b基因并进行Sanger测序。使用贝叶斯法和最大似然法构建系统发育树，并通过单倍型网络和遗传多样性指标分析种群结构。

结果

研究共获得14种cyt-b单倍型，其中9种为新发现。路易斯安那种群中鉴定出7种单倍型，包括5种新单倍型。最常见的单倍型se86和se87在路易斯安那与佛罗里达州中部种群中共享。单倍型网络显示路易斯安那种群与佛罗里达州中部种群具有紧密联系。系统发育分析未显示出明显的地理结构，路易斯安那样本的單倍型分散在整个系统树中。遗传多样性分析表明，路易斯安那种群的核苷酸多样性高于佛罗里达州任何单一采样点。

讨论

路易斯安那古巴树蛙种群的建立可能源于多次引入事件，而非自然扩散。高遗传多样性支持高繁殖压力或多次引入的假设。人类活动如园艺植物运输和旅游交通可能是主要的传播途径。研究排除了加勒比海地区作为直接来源的可能性，并指出佛罗里达州中部为主要源种群。未来需加强对佛罗里达州狭长地带和加勒比海地区的采样，以更精确地追踪入侵路线。

结论

路易斯安那古巴树蛙种群源于佛罗里达州中部的多次人为引入。该研究为理解入侵物种的建立机制和遗传适应提供了重要见解，并强调需加强生物安全措施以管理物种扩散。未来利用下一代测序技术可进一步揭示种群精细结构和适应性进化潜力。