食性和猎物抗性驱动的舟山眼镜蛇毒地理变异

蛇毒主要用于捕食和辅助消化猎物，其组成和活性的变异是蛇毒进化生态学研究的热点。蛇毒变异的原因、遗传基础及适应意义是学术界普遍关注且尚待解决的重要科学问题，但相关研究十分匮乏。本项目拟以舟山眼镜蛇（Naja atra）为研究对象，利用蛋白质组学技术研究不同种群蛇毒的组成和活性，用反呕法测定各种群的食性结构，分析其与蛇毒地理变异间的关联性；用同园实验去除环境的影响，检测相同环境来源的各种群蛇毒的组成和活性变异；用因子设计实验检测舟山眼镜蛇与猎物之间的协同进化。本项目围绕食性与猎物抗性这两个影响蛇毒组成和活性的关键因素探讨舟山眼镜蛇毒地理变异的成因、遗传固定和进化适应意义，研究思路具有创新性，国际上尚无类似的研究报道。

本项目主要涉及舟山眼镜蛇毒组成和活性地理变异格局的成因分析。研究发现：（1）同园饲养可减弱排毒量干重、鲜重的种群间差异，但无法彻底消除这种差异；（2）舟山眼镜蛇毒主要由三指毒素、磷脂酶A2、半胱氨酸富集分泌蛋白、蛇毒III型金属蛋白酶和毒素神经生长因子构成，但各组分的种群间构成存在差异，同园饲养后，部分液相组分峰的差异减小，也有部分液相组分峰的差异加大，双向电泳结果显示，同园饲养后，各种群间的差异进一步缩小；（3）同园饲养前后，各种群舟山眼镜蛇毒蛋白含量和酶活性仍存在显著的种群间差异，与野外来源蛇毒相比，同园饲养后的夏季和秋季蛇毒样品相关指标的种群间变异系数有升有降，未见明显变化规律，但部分种群相关指标的变异度仍呈减小趋势；（4）由南往北，舟山眼镜蛇毒对黑眶蟾蜍半致死剂量基本呈下降趋势，但在中华大蟾蜍的检测中无法获得类似结果，同园饲养后各种群蛇毒两种蟾蜍半致死剂量的变异系数下降；基于舟山眼镜蛇由西向东扩散的分子证据，进一步证明黑眶蟾蜍较中华大蟾蜍对舟山眼镜蛇毒具有更高的抗性；（5）蛇毒组成与地理距离、遗传距离、气候因素和食性之间不存在相关性，野外来源蛇毒的活性与地理距离和遗传距离存在显著相关性，与气候因素和食性无关，经同园饲养后，活性与地理距离之间的相关性逐渐减弱，但仍显著相关，与遗传距离的相关性减弱，但与食性的相关性r值逐渐增强。可见舟山眼镜蛇组成与活性的地理变异格局主要归因于食性和猎物抗性的驱动作用。