竹鼠亚科四个物种的比较谱系地理学研究

The distribution of animal genetic diversity is closely related to geological tectonic movement and drainage system succession in southwest China, which is an important window to understand the coevolution relationship between regional ancient geological environment and life processes. By selecting four sympatric bamboo rat species of subfamily Rhizomyidae as research object, this project intends to adopt a combination of two selected molecular markers of mitochondria DNA and microsatellite to investigate the genetic diversity and phylogeographical structure of these four species in the whole distribution area. In addition, the influenced range and time of geological tectonic movement and historical climate change, and the relative response pattern of the four sympatric species need together to be proved by coupling analyses of multispecies phylogeographical pattern formation. All expected research findings could provide reliable biologic evidence for the related geological hypotheses, and provide important scientific basis for the regional protection of biodiversity in ecological fragile zone of southwest China.

中国西南部动物的遗传多样性分布与构造运动及水系演替密切相关，是理解该地区古地质环境与生命过程协同演化关系的重要窗口。本项目拟选择竹鼠亚科同域分布的四个竹鼠种为研究对象，采用线粒体和微卫星两种分子标记相结合的分子生物学方法，研究四个物种整个分布区域的遗传多样性和谱系地理结构。通过多物种谱系地理格局形成的耦合分析，检验云贵高原地区地质构造运动和历史气候变化的影响范围和时间，以及同域分布的不同竹鼠物种对此作出的响应模式。取得的研究成果有望为地质学相关假说提供生物学证据，并为我国西南生态脆弱区的生物多样性保护提供重要的参考依据。

本项目以线粒体基因、核基因和微卫星为分子标记，确立了鼹形鼠科中鼹形鼠亚科、鼢鼠亚科和竹鼠亚科三大地下啮齿动物类群的系统关系和分类地位，并验证了竹鼠亚科中大竹鼠、银星竹鼠和中华竹鼠的有效分类地位。遗传结构与谱系分化格局的分析结果显示，以银星竹鼠为代表的地下竹鼠类群，在云贵高原及其毗邻区域呈现出显著的地域性遗传分化格局，明显分化为三个典型的地理支系，即云贵高原西部支系、东部支系和南部支系，且三个地域分化支系之间存在着显著的距离隔离效应。这种典型的分化格局可能与青藏高原隆升所产生的云贵高原发生的相应地质构造运动、气候变化及水系变迁有关。这一系列典型的地质运动过程，可能塑造形成了云贵高原地区独特的高原山地、群峰连绵、河谷纵切和多样的适应性生境，从而为丰富的动植物物种多样性的形成、遗传多样性的积累、种内地理性遗传分化的产生提供了重要条件，也可能成为竹鼠类群物种形成、谱系分化和地域性群体产生与距离隔离的外部成因。遗传多样性水平和生态位模拟分析的结果充分说明，西部支系具有最高的遗传多样性水平和唯一的种群扩张历史，且在末次盛冰期时期银星竹鼠群体出现分布范围压缩，并形成了仅分布于云贵高原西部区域的最窄的分布生境，随后的中全新世时期，该群体分布区发生了向南的扩张，直至当今又出现了分布区的缩小。这一结果说明，以银星竹鼠为典型代表的竹鼠类群，可能是从云贵高原西部分布区向东、向南进行迁移扩散的，而西部支系所在的云贵高原西部分布区可能成为其躲避末次盛冰期气候变化的重要避难所。因此，本项目不仅充分证实了鼹形鼠科三大地下啮齿类群的系统演化关系及竹鼠亚科三个物种的有效分类地位，也充分说明青藏高原3.6百万年前开始的青藏运动、昆黄运动和共和运动，以及末次盛冰期的影响，可能成为云贵高原竹鼠类群物种形成、遗传多样性形成及谱系地理分化格局产生的重要历史成因。