一种经过验证的游隼(游隼)法医 STR 基因分型方法,用于个体识别和亲缘关系调查

《Forensic Science International: Genetics》:A validated forensic STR profiling method for the Peregrine Falcon ( Falco peregrinus) to identify individuals and investigate familial relationships.

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月28日 来源:Forensic Science International: Genetics 3.2

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   摘要猎鹰术及游隼的圈养繁殖及其杂交种是英国和中东地区蓬勃发展的产业,每年有数千只鸟在国际上交易。野生游隼在20世纪60年代遭受了种群崩溃,现受英国立法保护,且《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)将游隼列入附录I,限制这些鸟类的国际贸易。因此,在英国,人工圈养的鸟必须

  

摘要

猎鹰术及游隼的圈养繁殖及其杂交种是英国和中东地区蓬勃发展的产业,每年有数千只鸟在国际上交易。野生游隼在20世纪60年代遭受了种群崩溃,现受英国立法保护,且《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CITES)将游隼列入附录I,限制这些鸟类的国际贸易。因此,在英国,人工圈养的鸟必须在孵化后几周内进行登记,国际销售的鸟需要出口许可证,其中包括一份法律声明,说明亲鸟的身份。2007年至2025年间,英国的出口许可证申请增加了60倍,有人担心这在一定程度上可能是由于非法盗窃野生游隼并谎称为人工圈养所致。为了便于对人工圈养繁殖记录进行合规检查,我们开发并验证了一种五重短串联重复(STR)标记面板,由21个STR标记和性别标记组成,可以可靠地识别个体游隼(P(ID) 6.511 ×10-19),并确定亲缘关系和其他密切的亲缘关系(P(ID)PP 1.009 ×10-10 和 P(ID)sib 6.000 ×10-8)。该面板连同野生英国游隼DNA数据库的开发,已成功在英国实施,既支持人工圈养猎鹰贸易的监管,又支持针对野生鸟类非法交易的特定执法调查。

引言

游隼广泛分布于全球温带气候地区,但在许多国家因迫害和有机氯农药(尤其是二氯二苯基三氯乙烷,DDT)中毒,在20世纪50年代和60年代遭受了灾难性的种群崩溃[1]、[2]。英国种群此后稳步恢复,截至2014年估计有1,769对繁殖对[3],并受英国立法保护,根据1981年《野生动物和乡村法》被列为附表1物种[4],使将野生鸟类关入笼中成为非法行为。此外,游隼被列入CITES协议附录I,意味着所有国际贸易受到严格控制,需要原产国的出口许可证和目的国的进口许可证。
猎鹰术——放飞猛禽进行狩猎和运动——是一个蓬勃发展的产业,尤其是自2002年以来,猎鹰竞速在中东地区迅速增长[5]。在英国,所有人工圈养的鸟都必须佩戴脚环并登记,只有人工圈养种才允许用于繁殖和供应国际猎鹰贸易。杂交猎鹰很常见地通过人工圈养繁殖游隼与矛隼或猎隼进行。然而,偷运鸟卵和游隼"洗白"(将野生鸟卵冒充为已登记亲本的人工圈养出生)被认为是野生游隼的重大威胁[6]。2007年,英国登记有2,457只游隼、1,231只其他猎鹰和4,136只杂交猎鹰在人工圈养中,有340只游隼出生[7]。此后,游隼及其杂交种的出口申请数量急剧增加,从2007年的仅72份增至2025年的4,384份(图1)。这一增加与2008年实施的登记控制变更相吻合——登记鸟一旦售出,就无需重新登记,因此几乎不可能追踪。这为非法转移野生捕捉的鸟类提供了潜在的漏洞,因为亲鸟的位置对DNA合规检查来说是未知的。自20世纪90年代以来,亲缘遗传测试已被英国警方使用,多起案件发现野生捕捉的游隼后代被申报为人工圈养[8]。
猛禽迫害是英国野生动物犯罪的重点之一,野生游隼洗白的威胁加剧了对DNA分析方法的迫切需求,该方法需符合当前法医标准,以帮助确认鸟类的亲本归属并验证人工圈养状态。先前描述的用于猎鹰个体识别和亲缘分析的STR面板[9]、[10]、[11]不符合当前最佳实践[12],标记数量太少和/或包含含二核苷酸重复序列的标记。在这里,我们描述了一种用于游隼法医识别的多重STR面板的开发验证,该面板包含21个STR标记(具有三核苷酸、四核苷酸或更长的串联重复基序)和性别标记Z43B[13],能够以高度精确度可靠地识别个体、父母和兄弟姐妹。
个体图谱匹配和亲缘关系测试方法都依赖于相关目标种群的可靠DNA参考数据集。在非人类野生动物种群的研究中,获取可靠的参考数据往往构成重大挑战。为应对这一问题,我们还描述了英国全境游隼野生DNA数据库的开发和持续维护。英国各地的猛禽研究小组监测所有猛禽物种包括游隼的繁殖成功率,作为全国脚环计划的一部分,获得英国鸟类学会许可的个体被允许每年访问巢区为游隼雏鸟佩戴脚环。在获得适当许可的情况下,这些脚环员还可以通过口腔拭子从雏鸟采集DNA并提交至我们的英国游隼DNA数据库。该数据库使我们能够计算种群水平的等位基因频率,这对准确的个体识别和亲缘关系测试是必要的,使我们能够支持政府监管要求和执法行动。
在英国,人工圈养的猎鹰必须在孵化后15天内(英格兰和威尔士)或20天内(苏格兰)向动植物健康局登记,登记鸟的国际贸易需要CITES出口许可证,需法律申明亲鸟身份。此处描述的分析面板支持动植物健康局的合规检查需求。同时,英国游隼DNA数据库的开发使我们能够更进一步,支持由国家野生动物犯罪单位协调的执法行动,以识别非法从野外获取的鸟类。鉴于猎鹰贸易的全球性质,我们希望这种经验证的DNA分析方法能在国际范围内采用,既支持合法的人工圈养繁殖设施,又通过执法行动打击野生游隼的非法贸易。

章节摘要

样本采集和英国游隼DNA数据库

2021年至2025年间,在英国鸟类学会运行的鸟环计划下获得许可的脚环员,在全英国野生游隼巢区收集了DNA口腔拭子。按照保管链程序,采样在见证人面前进行,每个巢区的拭子放入防篡改证物袋中,标注采集时间、日期和地点,并由脚环员和见证人签字。脚环员还从巢中收集任何成年羽毛

标记选择、多重设计 & 位点表征

在对少量英国游隼样本进行初步筛选后,由于缺乏多样性或分型困难,移除了三个STR。剩余的22个STR在游隼参考种群(n=104)和所有可用的猎隼(n=23)和矛隼(n=7)样本上进行分型。表1详细列出了观察(Ho)和预期(He)杂合度、多态信息含量(PIC)和估算的无效等位基因概率

结论

此处呈现的游隼分析方法是一种经验证的、稳健的多重DNA分型面板,由21个STR位点和性别标记组成,适用于游隼的野生动物法医调查,并具有足够的效能进行个体识别和亲缘关系测试。该方法已优化并证明在实验室内部和实验室之间产生可重复和可再现的结果,并具有潜在的适用性

伦理声明

本项目所有对活体鸟类的采样均符合英国法规。对人工圈养游隼的口腔拭子采样由英国政府授权的受过培训的野生动物检查员进行。所有野生游隼的DNA采样在获得英国鸟类学会许可下进行(项目编号12126和12127),包括口腔拭子采样和/或在巢区收集脱落羽毛。

资金

本工作在SASA由苏格兰政府和英国环境、食品和农村事务部支持,在谢菲尔德大学由英国研究局(知识交流资助"猎鹰法医:保护游隼")支持,在莱斯特大学由内部影响资金支持。

利益冲突声明

作者声明他们不存在可能影响本论文报告工作的已知竞争性经济利益或个人关系。

致谢

在实验室工作方面,我们要感谢Jordan Beasley分享引物序列,Ettore Fedele和Lucy Knowles进行跨实验室验证实验,Sherryn Ciavaglia在初期开发期间管理英国游隼DNA数据库。感谢Andrew Dixon提供猎隼和矛隼样本,感谢Natalie dos Remedios和Paul Parsons进行部分初始标记测试。
我们还感谢所有已收集样本的有许可志愿者
Sarah L. Underwood|Jessie O'Shaughnessy|Celia A. May|Jon H. Wetton|Deborah A. Dawson|Lucy M.I. Webster
SASA,野生动物DNA法医单位,罗丁劳路,爱丁堡,EH12 9FJ,英国
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