中华竹鼠的谱系地理格局及其对地质构造运动和历史气候变化的响应

In the Yunnan-Guizhou Plateau (YGP) area of southwest China, the complex geological tectonic movement, historical climate change and drainage system evolution are the main reasons for inducing the speciation of local endemic species and their population isolation. By using field survey sampling and molecular biological methods, this project intends to adopt a combination of two selected molecular markers of mitochondria DNA and microsatellite to investigate the genetic diversity, gene flow among geographic populations and phylogeographical structure of Chinese bamboo rat (Rhizomys sinensis) that is a subterranean rodent of YGP region. In addition, the evolutionary process and historical cause of the genetic diversity distribution among different geographic populations, and the formation mechanism of phylogeographical pattern for this species need together to be clarified by means of combining with the unique geological evolvement history and Quaternary climate change of YGP. This project also aims to determine the possible historical events that could significantly affect population differentiation of R. sinensis, and to reconstruct the history of population dynamics, distributed origin area and biological refuge. All above expected results could provide reliable biologic evidence for the related geological hypotheses, and provide important scientific basis for existing population protection of R. sinensis, also for the regional protection and sustainable utilization of biodiversity in YGP area.

中国西南部云贵高原地区复杂的地质构造运动、历史气候变化及水系变迁，是导致该地域特有物种形成与种群隔离的主要原因。本项目拟选择分布于该地区的地下啮齿动物中华竹鼠为对象，以线粒体DNA和微卫星为分子标记，采用野外调查取样与分子生物学方法，研究中华竹鼠的遗传多样性、地理种群间基因流及谱系地理结构；并结合云贵高原特有地质演化历史及第四纪气候变化，阐明不同地理种群间遗传多样性分布进化过程与历史成因以及谱系地理格局形成机制，鉴定可能对种群分化产生重要影响的历史事件，重建中华竹鼠种群动态历史、扩散起源区和生物避难所，为地质学相关假说提供可靠的生物学证据，并为现有种群保护和云贵高原区域生物多样性保护及持续利用提供重要的科学依据。

云贵高原地区土著动物类群的物种形成、遗传多样性分布与谱系地理格局分化，可能与该地域独特的地质演化历史、气候变化、生境多样性和水系演替紧密相关。本研究以形态学标记和分子标记相结合，采用野外调查取样和分子生物学方法，分析了鼹形鼠科中鼹鼠亚科、鼢鼠亚科和竹鼠亚科等的系统发育关系，探讨了竹鼠亚科中华竹鼠（Rhizomys sinensis）和银星竹鼠（Rhizomys pruinosus）的有效分类地位以及R. pruinosus的遗传多样性、谱系地理格局形成过程及形成机制。研究结果表明，鼹形鼠科三个亚科的系统发育关系清楚，系统分类地位明确，竹鼠亚科R. sinensis和R. pruinosus的有效种分类地位得以确立。研究进一步发现，云贵高原及其毗邻地区R. pruinosus群体存在着较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性，群体存在显著的谱系地理分化格局，整体分化为三个典型的分支，即邻近横断山南缘区的 A、云南西南部分布区的 B 以及分布于云南南部地区的 C。同时，R. pruinosus三个分支分化时间与昆仑黄河运动发生的时间相吻合，而有效种群数量骤降的时间也正好与第四纪冰期事件发生的时间相同。与此同时，横断山南缘分布区以其较高的遗传多样性、古老单倍型和稳定的种群数量，可能成为R. pruinosus躲避地质构造运动和冰期影响的重要避难所区域。综合证据一致说明，R. pruinosus群体具有较低的遗传多样性和显著的遗传分化格局，其主要与该物种的地下生活习性、领域行为和扩散分布能力有关，更是由于受到了高原隆升及第四纪冰期事件的综合影响。上述研究结果可以为地质学相关假说提供有效的生物学证据，更是为云贵高原地区动植物物种遗传多样性保护及谱系地理学基础研究提供了重要数据，为我国西南生态脆弱区的生物多样性保护提供了重要的科学依据。