野生种群全基因组解析:九种爱情鸟(Agapornis)系统发育与保护基因组学研究

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Scientific Data 5.8

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  本研究针对爱情鸟(Agapornis)因人工杂交和栖息地破坏导致的遗传混杂问题,通过采集9种野生地理参照标本完成全基因组测序,首次提供无杂交干扰的参考基因组。团队采用Illumina Hi-Seq平台(2×150 bp)和SPAdes-Zanfona组装技术,获得覆盖度60-130x的高质量基因组(Scaffold N50达366 kb),为厘清物种演化关系及制定保护策略奠定基础。

  

爱情鸟(Agapornis)作为非洲特有的小型鹦鹉,因其鲜艳羽色成为全球热门宠物,但人工繁殖导致的杂交和野外种群遗传混杂,严重干扰了物种分类与保护研究。过去基于线粒体标记或圈养个体的系统发育分析存在明显局限:样本来源混杂(如Eberhard 1998)、标记数量不足(Manegold & Podsiadlowski 2014),甚至误用可能含杂交背景的博物馆标本(Huynh et al. 2023)。更棘手的是,贸易逃逸个体与原生种群的自然杂交(McCarthy 2006),使得区分纯种基因特征变得困难。

为解决这一难题,由夸祖鲁-纳塔尔大学和世界鹦鹉信托基金会领衔的国际团队,在《Scientific Data》发表了首个基于野生地理参照标本的九种爱情鸟全基因组数据集。研究人员从美国德雷克塞尔大学自然科学院(ANSP)和菲尔德博物馆(FMNH)精选1907-1996年间采集的标本,严格依据三项标准筛选:地理隔离性(如纳米比亚21.85°S的A. roseicollis)、采集早于1980年代贸易高峰期、无异常表型特征。通过Illumina Hi-Seq平台(2×150 bp)测序,结合SPAdes v2.5组装和Zanfona参考基因组校正,最终获得1.0-1.4 GB大小的基因组(覆盖度60-130x),其中A. pullarius的Scaffold N50达366 kb,显著优于既往研究(Chen et al. 2019a-c)。

数据记录

所有9个物种的原始数据(SRR编码)和组装基因组(JAV/JA开头编号)均存储于NCBI GenBank(表2)。例如A. canus(灰头爱情鸟)样本采自马达加斯加23.11°S(FMNH 36687877),其基因组GCA_036873685.1包含1.1 GB序列,Scaffold N50为26.9 kb。

技术验证

采用Trimmomatic v0.33过滤低质量读段,FCS-GX去污染流程确保数据纯净度。值得注意的是,A. swindernianus(黑领爱情鸟)与A. pullarius虽分布重叠(图1),但生态隔离特性使其基因组未检测到杂交信号,印证了Lantermann(2004)的观察。

研究意义

该研究首次建立野生爱情鸟的基因组参考框架,其价值体现在三方面:(1)为厘清Agapornis属内争议关系(如A. swindernianus的系统地位)提供分子证据;(2)揭示A. nigrigenis(黑颊爱情鸟)等濒危物种的遗传多样性本底;(3)通过1907-1950年代"时间胶囊"标本,为评估人类活动对遗传完整性的影响建立基线。正如Dueker等(2023)强调,这些数据将直接支持IUCN红色名录评估,并为防控宠物贸易导致的基因污染提供科学依据。

研究团队特别指出,未来可结合功能基因组学探究爱情鸟羽色分化机制(如A. roseicollis的面部色素相关基因),但当前数据集已为进化生物学和保护实践树立了新标准。

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