优化微流控 SNP 检测法精准识别欧洲野猫杂交类别,守护物种遗传纯净度

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Conservation Genetics Resources 0.9

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  为解决野生与家养物种杂交威胁欧洲野猫(Felis silvestris)遗传完整性的问题,研究人员优化现有微流控 96 单核苷酸多态性(SNP)面板。结果显示新面板鉴别力更强,能可靠识别杂交后代,有助于野生猫监测及保护管理。

  在自然界的神秘舞台上,物种的繁衍与进化遵循着独特的轨迹。然而,人类活动的介入却悄然改变了许多物种的命运。欧洲野猫,这一濒危物种,正面临着一场严峻的挑战 —— 与家猫的杂交。这种杂交现象不仅破坏了欧洲野猫的遗传完整性,还可能导致其独特的基因逐渐消失,如同珍贵的文化遗产被一点点侵蚀。在苏格兰等地,欧洲野猫与家猫的持续交配以及它们杂交后代的繁衍,已经形成了一个庞大的杂交群体,让欧洲野猫的纯种血脉岌岌可危。而且,对这种行踪隐秘的物种进行遗传评估时,常依赖非侵入性采集的毛发样本,但其所含 DNA 质量较低,这无疑给监测工作增加了难度。在此背景下,开展相关研究以精准识别欧洲野猫的杂交类别,守护其遗传纯净度迫在眉睫。
来自多个研究机构的研究人员共同参与了这项重要研究,包括森肯伯格研究所和法兰克福自然历史博物馆的保护遗传学小组与野生动物遗传学中心、波鸿鲁尔大学、杜伊斯堡 - 埃森大学等。他们致力于优化现有的微流控 96 单核苷酸多态性(SNP)面板,以实现对欧洲野猫与家猫杂交情况更可靠的分子评估,提高杂交类别判定的准确性。最终,研究取得了令人瞩目的成果,优化后的面板在鉴别力和判定准确性上表现卓越,为欧洲野猫的保护管理提供了有力支持。该研究成果发表在《Conservation Genetics Resources》杂志上。

研究人员在开展研究时,运用了多种关键技术方法。首先,从全基因组数据集中筛选出在欧洲野猫和家猫之间具有最大FST值的 SNP,以此为基础对现有面板进行优化。之后,利用 SNPtype?检测法对预选的标记进行设计,并在 Biomark HD 平台上进行检测,评估标记的技术性能和FST值 。此外,通过模拟低质量 DNA 样本,对筛选出的标记进行反复测试,确保新面板在实际应用中的可靠性。同时,研究人员还使用了判别分析主成分(DAPC)和 NewHybrids 软件对基因型数据进行分析。

下面来看具体的研究结果:

  • 优化 SNP 面板的构建:研究人员评估了 Nussberger 等人(2013)的 72 个核标记以及 Mattucci 等人(2014、2016、2019)的 134 个预选标记的鉴别力。经过湿实验室测试,设计 SNPtype?检测法对 134 个预选标记进行检测,再经多次筛选和迭代替换无效标记,最终构建出包含 36 个旧标记和 60 个新标记的优化 96 SNP 面板,其平均FST=0.715,高于原面板的FST=0.614
  • 优化面板的性能优势:通过对 50 只欧洲不同地区的野猫和 50 只家猫进行基因分型,并生成 30 个计算机模拟杂交基因型,研究人员利用 DAPC 和 NewHybrids 软件分析发现,优化后的面板相比原面板,聚类更明显,重叠更少,重新分配概率更高,尤其在识别第二代回交后代时表现更优,鉴别力显著增强。
  • 优化面板的适用性:研究人员使用从德国常规野猫监测中获取的 28 份非侵入性采集的毛发样本,对优化后的面板进行低质量 DNA 性能测试。结果显示,该面板在检测组织样本和非侵入性采集的毛发样本时均表现良好,适用于实际监测项目。

研究结论表明,优化后的微流控 SNP 面板在鉴别力和分配准确性方面优于原面板,能够更可靠地识别 F1 和 F2 杂交种以及第一代和第二代回交后代,为杂交类别检测提供了更高的分辨率。同时,该面板在组织和毛发样本检测中均表现出色,适用于欧洲野猫监测项目。这一研究成果意义重大,它不仅有助于准确评估杂交动态,助力重建杂交群体形成的遗传过程,还为制定有效的保护管理策略提供了关键依据,为欧洲野猫这一濒危物种的保护带来了新的希望,在保护遗传学领域具有重要的应用价值和指导意义。

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