黑线仓鼠扩散的驱动机制及其对种群遗传结构的效应

利用野外建立的黑线仓鼠种群研究基地，通过对黑线仓鼠种群密度分布进行调查研究，捕捉高密度区和低密度区种群黑线仓鼠进行围栏实验。采用宏观与微观相结合的方法，用标记-重捕法，分别对黑线仓鼠高低密度群体建立的实验种群进行种群统计参数、空间行为、家庭结构、婚配制度以及个体扩散等进行研究。通过微卫星位点、线粒体D-loop区序列比较以及功能基因调控区建立的单倍体型鉴定，重点揭示扩散行为的驱动机制及其对种群遗传结构的效应，验证Chitty假说。为揭示动物种群数量波动的遗传学机制以及制定农业害鼠综合治理措施提供科学的实验依据。

课题研究主要从分子生态学角度，通过野外取材，探究黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)扩散的驱动机制及其对种群遗传结构的效应。一方面，探究种群遗传多样性与种群密度的关联性是黑线仓鼠密度依赖性扩散的分子调控基础。通过克隆测序黑线仓鼠微卫星序列128个，OB基因、MTNR1A基因和FSHβ基因的部分序列，利用微卫星位点和功能基因SNP位点研究了种群遗传多样性与种群密度的关联性，重点选择了山东省3个地理种群和内蒙古2个地理种群，并分别从大尺度和中尺度地理距离的遗传变异研究扩散的分子调控基础。研究结果表明，黑线仓鼠种群遗传多样性的变化趋势与种群密度变化趋势基本一致。结果证实了种群遗传多样性和种群密度的相关性，也印证了Chitty关于种群数量波动的遗传调节学说。对与黑线仓鼠同域分布的近缘物种大仓鼠遗传多样性和种群密度的年季变化的研究也证实了以上结论。另一方面，探究功能基因的表达模式与种群密度的关联性是仓鼠密度依赖性扩散的分子调控机制。利用采集于高密度中心区域和低密度边缘区域样本，检测不同区域雄性黑线仓鼠攻击行为、探究行为和防御行为的差异，通过克隆与配偶选择、社会行为、繁殖等相关功能基因（DRD2、AVP、CRH、LRH-1、PPARβ、LHR、OT/OTR、OPN、KISS-1/GPR54、GnRH、GH、OB、ghrelin），检测其基因表达模式，并探究光周期、温度、食物等非生物因素对黑线仓鼠生理、行为和基因表达的影响。在基因结构和基因表达等不同水平上证实了各功能基因与黑线仓鼠的配偶选择、社会行为、繁殖等的关联性，功能基因在中枢（脑）和外周（生殖器官）等不同层次的表达模式表现出的时间和空间差异，是导致其生理功能的改变、个体/社会行为适应的原因所在，尤其是繁殖相关功能基因在不同种群密度时的基因表达表明，黑线仓鼠繁殖相关基因的表达与种群密度呈负相关，说明黑线仓鼠种群可能存在种群密度依赖的基因表达调控现象。项目研究揭示了扩散行为的驱动机制及其对种群遗传结构的影响，验证Chitty假说，为揭示动物种群数量波动的遗传学机制以及制定农业害鼠综合治理措施提供了新的的依据。研究结果已发表论文15篇，其中SCI5篇。