基因组学视角下的生态型近期进化：通过高基因流识别处于风险中的驯鹿种群

摘要

背景

生态型具有独特的行为和/或生活史多样性。识别不同生态型之间的遗传差异对于确定它们的分类和保护状况至关重要。然而，检测这些差异可能具有挑战性，尤其是对于那些基于行为特征、共享栖息地且基因流动量较大的生态型。在加拿大安大略省和魁北克省，存在两种冬季分布范围重叠的林地驯鹿（Rangifer tarandus caribou）生态型：东部迁徙型驯鹿和北方型驯鹿在形态上相似，但它们的产犊策略和保护状况有所不同。东部迁徙型驯鹿在春季和夏季会在森林和苔原之间移动，被列为濒危物种；而北方型驯鹿则全年都生活在森林中，根据联邦《濒危物种法》被列为受威胁物种。

结果

全基因组分析显示，无论属于哪种类型（东部迁徙型还是北方型），驯鹿在各省内的遗传相似性较高。虽然北方型驯鹿在安大略省和魁北克省之间表现出连续的遗传结构，但东部迁徙型驯鹿在这两个省份之间存在遗传差异。尽管两个省份内的生态型之间的遗传分化程度较低，但关联分析仍发现了能够显著区分它们的基因组变异。这些变异主要存在于非编码区域或与基因调控相关的区域，包括单核苷酸多态性（SNPs）和小插入/缺失（indels），且没有发现位于重组受到强烈抑制的区域（如与“超级基因”相关的染色体倒位）。在安大略省，两种生态型之间存在较高的基因混合现象。

结论

我们的研究结果表明，安大略省和魁北克省的驯鹿生态型在遗传上是可区分的。每个省份中发现的不同的多基因变异以及“超级基因”的缺失表明，东部迁徙型驯鹿在这两个省份中经历了近期且独立的进化过程。在安大略省，不同生态型之间的杂交程度表明，它们的地理重叠范围比当前分布所显示的要大。这些结果丰富了我们对该地区驯鹿遗传结构和迁移模式的了解，可为未来的管理工作提供参考。