斑嘴鸭的谱系地理格局及迁徙行为演化

The evolution of migration is closely linked to historical population dynamics. Nowadays, most hypotheses about the evolution of migration focus on species from North America and Europe. Our previous research revealed that the historical population dynamics are different between East Asian species and North American/European species because of different glaciations, even though East Asia is at the same latitude as North America/Europe (J Biogeography 2013). Therefore, we infer that the evolutionary processes of migration might be different between East Asian species and North American/European species. In our study, we select Anas zonorhyncha, an East Asian bird with both migratory and sedentary populations, to investigate the geographic pattern of genetic diversity of A. zonorhyncha. We focus on the genetic divergence and phylogenetic relationship between migratory and sedentary populations, and historical population dynamics of the two populations. We aim to explore the evolution of migration of East Asia migratory birds, and evaluate the impacts of different glaciations of East Asia and North America/Europe on the evolution of migration. Our study would contribute to the understanding and predicting of the impacts of global climate change on bird migration.

鸟类迁徙行为演化与种群历史动态密切相关。目前有关鸟类迁徙行为演化的假说主要针对欧美迁徙路线上的鸟类提出。申请者前期研究表明，虽然东亚与欧美地区处于相同纬度带，但由于经历的冰期历史不同，所分布物种呈现不同的种群历史动态（J Biogeography 2013）。据此，申请者推测东亚鸟类迁徙行为的演化过程可能与欧美地区不同。本项目选择拥有迁徙型和居留型两种生态型的东亚特有鸟类—斑嘴鸭（Anas zonorhyncha）为研究对象，利用线粒体基因和多个核基因位点，并结合生态位模型，研究斑嘴鸭的遗传多样性地理格局，重点分析迁徙型和居留型种群间的遗传差异、演化关系和种群历史动态。本项目旨在了解东亚迁徙路线上鸟类迁徙行为的演化过程，探讨东亚、欧美地区不同冰期历史对迁徙行为的影响。本研究成果对理解和预测全球气候变化对迁徙行为的影响具有重要意义。

基因渐渗和不完全谱系分选是导致物种间非单系的主要原因，区分两者较为困难，因为它们会形成相同的遗传信号。本项目采用地理来源较广的样品，结合多基因和溯祖分析，研究：1）斑嘴鸭（Anas zonorhyncha）的遗传多样性地理格局；2）斑嘴鸭和绿头鸭（A. platyrhynchos）的遗传关系；3）基因渐渗和不完全谱系分选在种间遗传格局形成中的作用；4）基因渐渗方式及原因。结果表明我国东北地区的部分斑嘴鸭个体拥有特有单倍型。斑嘴鸭和绿头鸭并非互为单系，而是在线粒体和核基因上存在大量共享单倍型。基因渐渗和不完全谱系分选可能在非单系形成中均发挥了作用。斑嘴鸭和绿头鸭间的线粒体基因流具有不对称性，主要由斑嘴鸭流向绿头鸭。不对称线粒体基因流可能与性选择和/或合子后隔离有关。本项目研究结果有助于深入、全面地了解斑嘴鸭和绿头鸭的遗传格局及演化历史。本项目已达到预期目标。目前已发表SCI论文2篇（Bird Conservation International; Wetlands），待发表英文论文2篇（Current Zoology二审；Avian Research一审）；协助培养硕士研究生2名。