基于线粒体基因组（Mitogenome）洞察中国树鼩（Tupaia belangeri）种群结构与种群统计史

《Ecology and Evolution》：Mitogenomic Insights Into the Population Structure and Demographic History of Tree Shrews (Tupaia belangeri) in China

　　

北树鼩（Tupaia belangeri）表现出显著的形态与地理变异，但其进化史与亚种边界仍存在争议。研究人员分析了代表中国12个种群的63个个体的完整线粒体基因组，以研究系统发育关系、遗传多样性和种群历史。系统发育分析一致地恢复出四个具有强地理结构且差异显著的线粒体分支。三个谱系对应地理受限亚种（T. b. tonquinia、T. b. modesta、T. b. gaoligongensis），而被归入多个传统亚种的个体聚入一个广泛大陆谱系（T. b. chinensis、T. b. yunalis、T. b. yaoshanensis）。分化时间估计将主要谱系起源置于中新世，与主要构造和地貌事件一致。种群统计（Demographic）分析揭示不同种群历史，包括近期大陆与岛屿谱系的不同程度扩张，以及T. b. gaoligongensis的长期稳定。遗传多样性在谱系间差异明显，T. b. gaoligongensis最高，T. b. modesta最低。这些发现表明景观复杂性与种群历史是T. belangeri进化多样化的关键驱动因素，挑战了基于形态的古典亚种分类，并强调需在国内与国际分布区全面采样。

研究背景方面，北树鼩（Tupaia belangeri）是树鼩目（Scandentia）在中国唯一代表，分布于云南、四川、贵州、广西与海南岛，并被列入有重要生态、科学和社会价值陆生野生动物名录及CITES附录II。该物种具较短繁殖周期、较高脑体比，是继小鼠与猕猴后受关注的非人灵长类替代实验动物；然而野生或混合遗传背景个体仍主导研究，种群水平遗传数据匮乏。亚种分类长期依赖形态学：Allen（1938）记3亚种，Wang（1987）记6亚种，Corbet and Hill（1992）支持4亚种，Helgen等（2005）仅认2亚种，近期基因组数据显示chinensis、yunalis、yaoshanensis为一谱系。西南中国受喜马拉雅隆升与中印缅板块汇聚影响，形成强地理屏障，使该系统成为生物多样性热点与古北—东洋界迁移通道。为厘清中国T. belangeri的遗传结构、多样性与种群史，研究人员开展完整线粒体基因组研究，论文发表于《Ecology and Evolution》。

主要关键技术方法方面，研究人员使用来自Ren等（2023）的56个中国12种群个体组织样本，并补入GenBank中7条T. belangeri序列及8种树鼩与皮翼目（Cynocephalidae）外类群序列；通过NGS（Next-Generation Sequencing，下一代测序）重测序并以MITObim与MitoFinder组装注释线粒体基因组；以MAFFT比对、trimAl剔除差位、IQ-TREE建最大似然（ML）树、MrBayes建贝叶斯（BI）树、eGPS建邻接（NJ）树；用Arlequin做AMOVA与Tajima's D中性检验，DnaSP算单倍型（Haplotype）与核苷酸多样性，PhyloSuite-MDGUI以化石校准估分化时间，Migrate-n估基因流，BEAST扩贝叶斯天际线图（EBSP）重建有效种群大小（N_e）变化。

研究结果如下。3.1 Assembly the T. belangeri：研究人员组装56个体完整线粒体基因组，长度16336—16848 bp，含13个蛋白编码基因（PCGs）、2个rRNA、22个tRNA与D-loop，GC约40.5%，得出中国T. belangeri线粒体基因组结构保守。

3.2 Population Structure：基于全线粒体与PCGs系统树，63个体分四支，tonquinia、modesta、gaoligongensis各自成支，chinensis+yunalis+yaoshanensis成联合谱系；遗传距离0.093—0.118，F_ST 0.792—0.948，AMOVA显示88.07%变异在种群间，得出形态亚种与线粒体谱系不一致、地理隔离主导结构。

3.3 Genetic Diversity：共57单倍型，联合谱系45样本单倍型多样性0.995、核苷酸多样性0.011；modesta与tonquinia核苷酸多样性均0.005；gaoligongensis核苷酸多样性0.025最高，得出gaoligongensis长期留存、岛屿与山地种群多样性低。

3.4 Divergence Dating：Tupaia属分化均值为25.98 MYA（95% HPD 22.55—28.52 MYA）；tonquinia+modesta与联合谱系+gaoligongensis在10.19 MYA分开；tonquinia与modesta在7.70 MYA分开；联合谱系与gaoligongensis在7.63 MYA分开，得出主要谱系源于中新世且契合造山与板块事件。

3.5 Demographic History and Gene Flow：联合谱系Tajima's D为-1.725且显著，EBSP示衰退后扩张；tonquinia与modesta D为负不显著但EBSP增长；gaoligongensis D为1.194且EBSP示长期稳定后近期下降。Migrate-n显示非对称基因流，进modesta的迁入（6.58、9.69、16.79）高于其迁出（1.67），得出历史迁移有限且岛屿种群受大陆渗入更强。

讨论部分总结：研究人员指出四线粒体支系深分化挑战Wang（1987）形态分类，并与COI、Mc1r及简化基因组结果一致；形态差异可能来自近期分化、表型可塑性或形态性状稳定选择。中新世分化与高黎贡山隆升、海南与大陆分离前已分化的tonquinia—modesta吻合；人类媒介运输可解释进modesta的高基因流。种群史方面，联合谱系符合第四纪气候波动后瓶颈扩张，gaoligongensis借复杂地形成避难所并维持高多样性，modesta与tonquinia因隔离低多样、脆弱性高，需栖息地保护、监测与潜在辅助基因流。

结论部分翻译：综上，研究人员的线粒体基因组分析显示T. belangeri具有显著遗传结构与深层分化，并恢复四个强支持谱系；三枝对应地理受限亚种，广泛大陆谱系涵盖多个名义亚种，挑战古典形态分类。分化时间估计暗示中新世起源，主要构造与地貌事件驱动谱系分裂，历史基因流有限且非对称，尤其涉及海南。种群史因谱系而异，T. b. gaoligongensis长期稳定，其余谱系呈不同程度扩张。遗传多样性凸显高黎贡山为关键储库，而岛屿与山地种群多样性较低。这些发现强调历史隔离、景观特征与种群过程共同塑造中国南方小型哺乳动物的线粒体遗传结构。