新疆帕米尔高原地区草兔分类地位、遗传多样性及适应性研究

The Pamir Plateau, about one third of which is located in the southwest of Xinjiang, China, has vulnerable and unstable ecosystems, attributed to over 4,000 m above sea level on average and the extremely cold and dry climate. Studies on diversity of species, especially animals in this special plateau mountainous area are very limited. Due to its strong adaptability to extreme environment, Cape hare, Lepus capensis distributed in the Pamirs is one of the ideal model organisms used for understanding the evolution of species and assessing the relationships between species and environment. However, the classification of the Cape hare remains unclear by the traditional morphological methods. Therefore, in this study, we will determine the taxonomic status of Cape hare in Xinjiang Pamirs using both morphological and molecular genetics methods. Two mitochondrial DNA (mtDNA) markers, control region (D-loop) and cytochrome b (Cyt b) will be employed to detect genetic diversity of Lepus capensis in Xinjiang Pamirs and to explore the impact of specific plateau environment on the demographic history of the Cape hare by population genetics. This study will not only provide a scientific basis for protecting genetic and species diversity of Xinjiang Pamirs but also play an important role for the maintenance and stabilization of local ecosystem.

帕米尔高原海拔较高，气候寒冷干旱，生态系统脆弱，对分布在此特殊生境下的物种多样性研究十分匮乏，而适应性较强的草兔却在这一严酷环境中顺利生存，因此是研究物种与帕米尔高原特殊极端环境相适应的最佳动物之一。故本研究拟采用形态学与分子遗传学相结合的方法，首先明确新疆帕米尔高原地区草兔的分类地位，解决长期以来传统分类学方法不能解决的草兔分类问题；继而采用线粒体DNA控制区和细胞色素b分子标记，以群体遗传学分析方法评价新疆帕米尔高原地区草兔种群的遗传多样性现状，揭示高原极端环境对草兔群体遗传结构的影响。本研究不仅能为保护新疆帕米尔高原地区生物的遗传多样性和物种多样性提供科学素材，同时将会对帕米尔高原地区生态系统稳定性的维护及生物多样性的保护发挥重要作用。

帕米尔藏兔（Lepus capensis pamirensis）分布在寒冷干旱、海拔较高的帕米尔高原地区，在我国主要分布于新疆西南部，为低危保护动物。迄今为止，有关帕米尔高原地区野兔群体遗传学方面的研究几乎未见报道，因而全面了解这种极端环境下的野兔遗传背景对于该地区野兔资源的保护及管理利用具有重要意义。本研究对来自帕米尔地区3个地理种群（塔什库尔干县、阿克陶县和乌恰县）的54个帕米尔藏兔的线粒体DNA控制区及细胞色素b基因进行了序列测定，并进行了野兔外形特征观察、头骨计量学分析和群体遗传学分析。首先，利用形态学与分子生物学相结合的方法初步确认了帕米尔高原地区的野兔应为帕米尔藏兔而不是广泛称呼的“帕米尔草兔”。接着，遗传多样性分析显示，帕米尔藏兔群体单倍型多样度为0.983±0.007（D-loop），0.969±0.005（Cyt b）; 核苷酸多样度为0.047±0.023 ( D-Loop) 及0.022±0.011（Cyt b），显示了较高的遗传多样性水平。群体遗传结构分析显示，帕米尔藏兔3个群体间虽存在一定的基因交流，但已出现明显分化。系统发育树和中介网络图显示，3个地理种群的帕米尔藏兔基本按照地理位置聚集分布，说明帕米尔藏兔群体具有一定的系统地理分布格局。中性检验和核苷酸错配分布分析显示，帕米尔藏兔没有经历过种群扩张，群体大小稳定。总之，帕米尔藏兔种群较高的遗传多样性，稳定的群体历程和各地理种群间的明显分化，都说明这是野兔与其理想的避难所——帕米尔高原寒冷干旱的气候环境及山脉纵横、戈壁广阔的地理环境相适应的结果。