"我是柏林人"——德国柏林外来锦蛇(Natrix natrix)的遗传身份与基因混合(Admixture)

《Conservation Genetics》:“Ich bin ein Berliner” – Genetic identity and admixture of alien grass snakes (Natrix natrix) in Berlin, Germany

【字体: 时间:2026年06月09日 来源:Conservation Genetics 1.7

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  摘要:本地物种与引进近缘类元(Taxon)的杂交对外来保护构成关注,因其存在远系繁殖衰退(Outbreeding Depression)和遗传淹没(Genetic Swamping)风险。研究人员利用线粒体DNA(Mitochondrial DNA, mtDN

  
摘要:本地物种与引进近缘类元(Taxon)的杂交对外来保护构成关注,因其存在远系繁殖衰退(Outbreeding Depression)和遗传淹没(Genetic Swamping)风险。研究人员利用线粒体DNA(Mitochondrial DNA, mtDNA)序列及13个微卫星(Microsatellite)位点提供首例遗传学证据,表明柏林本地指名亚种锦蛇(Natrix natrix natrix)种群因至少一种外来亚种(N. n. moreotica,源自南巴尔干及小亚细亚西部)的引入而受到影响。同一群体中存在第三亚种(N. n. vulgaris)的遗传信号,可能源于额外引入或来自南方自然分布区扩张。N. n. natrix不具背侧条纹(Dorsal Stripe),而另两个亚种具此特征;柏林至少7个独立种群记录到背侧条纹表型,即便部分个体经与本地蛇回交(Backcrossing)后所测遗传标记已检测不出外来信号。目前尚不清楚此类杂交种群长期是否经历适合度(Fitness)降低。因此研究人员建议密切监测这些种群,并在可行情况下遏制杂交锦蛇的扩散。
论文解读:"Ich bin ein Berliner"——德国柏林外来锦蛇(Natrix natrix)的遗传身份与基因混合(Admixture)
本论文发表于《Conservation Genetics》。锦蛇(Natrix natrix)是古北界广泛分布的蛇类,此前欧洲关于人为杂交(Hybridization)与遗传污染(Genetic Pollution)的研究多集中于哺乳类,两栖爬行类案例较少。柏林历史上曾是欧洲爬宠贸易中心,市民长期饲养外来爬虫,存在放生或逃逸引入非本地锦蛇亚种的可能。本地指名亚种N. n. natrix成体无背侧条纹(Dorsal Stripe),而东南欧及小亚细亚的N. n. moreotica及中/南欧的N. n. vulgaris常有背侧条纹,柏林城区多处偶见带纹个体却长期无遗传验证。明确这些条纹个体是否为外来亚种引入并是否与本地种发生杂交与基因渐渗(Introgression),对评估本地种群遗传完整性及制定保护管理策略至关重要。本研究首次以分子手段探究柏林条纹锦蛇的来源及其与本地种的杂交状况。
主要关键技术方法
研究人员于2024年6月至2025年10月在柏林通过公民科学平台(iNaturalist、Artenfinder Berlin、NABU Naturgucker)、走访专家及查阅柏林自然博物馆(Museum für Naturkunde Berlin, ZMB)标本确定采样点,采集27尾锦蛇(含3尾路毙尸体和3份蜕皮)样本,取口腔与泄殖腔拭子、部分保存于90%乙醇;同时收集已发表235尾对照样本(含纯种N. n. natrix、N. n. vulgaris及N. n. moreotica各地理种群)。实验采用1个母系遗传标记——细胞色素b基因(Cytochrome b, cyt b,全长1117 bp)进行测序与单倍型网络(Haplotype Network)分析,及13个双亲遗传的微卫星(Microsatellite)位点进行毛细管电泳分型;利用STRUCTURE软件基于Admixture模型推断K=1~10的群体遗传聚类,按ΔK法确定最佳K值,并以Q值≥0.80为阈值判定纯合/杂交基因型,结合单倍型归属界定线粒体谱系(Lineage)。
Results(结果)
Genotypic identity of striped grass snakes in Berlin(柏林条纹锦蛇的基因型身份)
线粒体cyt b分析显示,27尾中有23尾属本地N. n. natrix典型"黄色(Yellow)"线粒体谱系,检出已知单倍型y1、y5、y17、y19及一新单倍型y60(距y5仅1个突变步);其余4尾携带本属N. n. vulgaris特征的"红色(Red)"线粒体谱系单倍型r10。微卫星聚类显示多数柏林个体归为本地黄色集群(Cluster),但3尾条纹个体具较高N. n. moreotica核基因组祖源(Ancestry)比例且伴r10红系mtDNA;3尾无条纹个体具中等至高水平N. n. vulgaris核祖源但携黄系mtDNA;值得注意的是4尾基因型判定为纯本地黄集群的个体仍表现背侧条纹表型。综合表明至少N. n. moreotica已被引入柏林并与本地N. n. natrix发生杂交及多代回交(Backcross),N. n. vulgaris信号可能源于引入或南部自然分布区北扩,回交可使核标记外来信号丢失而条纹表型被保留。
Discussion(讨论总结)
研究人员确认柏林至少存在N. n. moreotica的引入与对本地N. n. natrix的基因渗入,N. n. vulgaris信号不排除为自然分布区北扩前锋到达勃兰登堡的结果。核基因组保留N. n. moreotica祖源片段(个别近乎纯种moreotica核型+红系mtDNA r10),暗示有多条moreotica被放生并于Britzer Garten等地与本地种互交及回交;条纹表型可在多次回交后被固定而核标记恢复为本地型。博物馆一例1926年登录的柏林产条纹标本由争议人物A. F. T. Reuss捐赠,产地存疑。远系繁殖衰退与遗传淹没风险于鱼类及鸟类有报道,锦蛇杂交后代适合度(Fitness)变化尚不明确,背纹在北欧罕见提示可能存在北方选择压力不利于该性状。鉴于潜在遗传完整性丧失威胁,研究人员建议借助公民科学持续记录条纹个体分布,利用SNP等高分辨率核标记持续遗传监测,并于可行时管控杂交个体扩散以防基因污染扩及周边原生种群。
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