日本特有濒危物种奄美大岛兔(Pentalagus furnessi)线粒体全基因组测序及其保护遗传学意义

这篇研究首次报道了日本濒危特有物种奄美大岛兔(Pentalagus furnessi)的完整线粒体基因组(mitogenome)序列。通过二代测序(NGS)技术获得16,644 bp的环状mtDNA，包含13个蛋白编码基因(PCGs)、22个tRNA、2个rRNA及控制区，A+T含量达62.8%。系统发育分析证实该单型属物种形成独立分支，与欧洲野兔(Oryctolagus cuniculus)遗传距离达0.157，为制定保护策略提供了关键分子标记。

　　

Abstract

奄美大岛兔(Pentalagus furnessi)作为日本奄美大岛和德之岛特有的孑遗兔种，正面临外来捕食者、栖息地丧失和路杀等多重威胁。研究采用新一代测序技术首次解析其完整线粒体基因组，获得16 kb环状DNA分子，包含13个PCGs、22个tRNAs、2个rRNAs及控制区，整体A+T含量62.8%。系统发育分析显示该物种构成独立进化支，支持其单型属分类地位。

Introduction

兔科(Leporidae)现存11属约60种，其中奄美大岛兔因早期谱系分化形成单型属，具有重要进化研究价值。该物种被列为日本国家纪念物和濒危物种，其栖息地奄美大岛(28°N, 128°E)因独特亚热带海洋气候(年均温20°C，降水3000 mm)和丰富特有物种被列入世界自然遗产。末次冰期后海平面上升导致岛屿隔离，使该物种形成独特遗传结构。

Materials and methods

研究样本为2024年6月路杀雌性个体(标本号NSMT-M 86991)，取心肌组织经Qiagen试剂盒提取DNA。采用MGISEQ-T7平台进行150 bp双端测序，获得5.97 Gb高质量数据(Q30≥88.8%)。以Sylvilagus sp.(ON456163)为参考基因组，使用Geneious R9组装，MITOS 2注释。系统发育分析选取13个PCGs，IQ-TREE进行最大似然法(ML)建树。

Results

线粒体基因组(LC861750)呈现典型环状结构，PCGs中10个以ATG起始、3个以ATT起始，终止密码子为TAA(10个)和TAG(3个)。重链编码12个PCGs和13个tRNAs，轻链编码1个PCG、9个tRNAs和2个rRNAs。BLAST比对显示与兔科其他物种相似度仅80-86%，系统发育树支持其与欧洲野兔(O. cuniculus)的姐妹群关系(bootstrap>90)，遗传距离达属间水平(0.157)。

Discussion and conclusion

研究证实奄美大岛兔在遗传上高度分化，线粒体基因组特征为其保护遗传学研究奠定基础。需注意线粒体DNA作为单亲遗传标记的局限性，建议结合核基因组数据完善保护策略。该成果为监测种群遗传多样性、评估栖息地片段化效应提供了重要分子工具。

Ethical approval

研究严格遵守日本《濒危物种保护法》和IUCN红皮书使用指南，标本保藏于日本国立科学博物馆(NSMT-M 86991)。数据公开于DDBJ(LC861750)伴随BioProject PRJDB20235等配套信息。