基因组学揭示受威胁岛屿壁虎谱系分化与混合中的保护区识别

《BMC Biology》：Genomic identification of conservation areas amid lineage divergence and admixture in a threatened island gecko

本研究针对加州王蛇入侵导致加那利群岛大加那利岛特有壁虎Tarentola boettgeri生存受威胁的问题，通过从头组装1.9 Gb基因组并结合基因分型测序（GBS）技术，对134只壁蛇的44万多个SNP进行分析。研究揭示该岛存在5个古老演化谱系及晚更新世二次接触形成的混合区，并精确定位了低混合度种群分布区域。该成果为建立蛇类隔离保护区选址和异地保育提供了基因组学依据，对岛屿生物多样性保护具有重要实践意义。

　　

在加那利群岛的大加那利岛上，一种名为博特格壁虎（Tarentola boettgeri）的特有物种正面临潜在生存危机。自1998年起，外来物种加州王蛇（Lampropeltis californiae）的入侵已导致岛上两种原生蜥蜴种群锐减，而被列为无危物种的博特格壁虎因其同时分布于耶罗岛和塞尔瓦任斯群岛，其受关注程度相对较低。然而，早期线粒体DNA研究曾提示该物种内部可能存在古老谱系分化，若忽视这种遗传多样性，保护策略的有效性将大打折扣。

为厘清博特格壁虎的演化历史与种群结构，利物浦约翰摩尔斯大学领衔的国际团队在《BMC Biology》发表研究，通过基因组学手段系统阐释了该物种的谱系分化模式与混合动态。研究人员首先采用PacBio HiFi长读长测序技术从头组装了高质量的1.9 Gb参考基因组，其单倍型完整性（BUSCO评估达93.6%-94.6%）和端粒序列注释均表现优异。基于此参考基因组，对来自40个采样点的134个个体进行基因分型测序（GBS），获得44万个高质量单核苷酸多态性（SNP）位点，为后续分析奠定数据基础。

谱系结构揭示五大古老分支

通过LEA软件对SNP数据的群体结构分析显示，当祖先群体数（K）设为7时获得最佳模型支持，对应大加那利岛内部5个基因组群组（西北部NW、西部W、南部S、东部E、东北部NE）以及耶罗岛、塞尔瓦任斯群岛两个外岛群体。系统发育基因组学分析进一步证实这七大群组的单系性，最大似然树和BPP物种树均支持岛内谱系分化的古老性。

杂交带宽度暗示选择压力

BPP模型对混合祖先的分析表明，不同谱系接触区个体普遍存在双向基因渗透，但混合程度呈现明显的空间限制。例如，西北组（NW）与东北组（NE）的接触区个体中，西北组基因渗透概率高达81%，而所有混合个体均局限在接触带两侧约5公里范围内。通过分子钟校准推算，这些二次接触事件始于晚更新世（2万-11.8万年前），但其狭窄的杂交带宽度与 Bombina 蟾蜍等经典案例相似，提示可能存在杂交后代适应性降低的选择压力。

生物地理历史重建

分化时间估算显示，大加那利岛内最古老的东-西谱系分化发生于距今153万-287万年前，可能与岛屿东北部310万-170万年前的火山活动导致的栖息地片段化有关。而西部谱系内部的多次分化（包括对耶罗岛和塞尔瓦任斯群岛的殖民事件）集中发生于中更新世，其中塞尔瓦任斯种群与西北大加那利谱系的分化时间为103万年（95% HPD：71万-135万年），耶罗岛种群与西部大加那利谱系的分化时间约为70万-120万年前，与耶罗岛硬质岩石出露时间（约120万年前）吻合。

保护实践的直接应用

研究首次在大加那利岛划定5个“单祖先优势区”（祖先成分≥95%），这些区域距离杂交带至少5-15公里，为建立加州王蛇隔离保护区提供了精准空间坐标。作者强调，当前基于物种水平的IUCN受威胁等级评估难以反映博特格壁虎内部显著的谱系多样性，建议保护政策应兼顾形态与遗传分化显著的岛屿特有物种（如六线石龙子 Chalcides sexlineatus）的种内多样性。

该研究通过基因组工具将演化历史解析与保护行动需求相衔接，不仅揭示了小尺度空间内古老谱系的维持机制，更示范了如何利用混合区分析优化保护区网络设计。对于正经历生物入侵危机的岛屿生态系统，这种“演化历史引导的保护规划”范式可为全球类似地区的生物多样性保育提供重要参考。