四川老君山国家级自然保护区小型兽类调查及优势种遗传多样性分析

2022-10-08乔陆杨宇尚可王磊李凤君何松李健岳碧松

四川动物 2022年5期

乔陆，杨宇，尚可，王磊，李凤君，何松，李健，岳碧松*

（1.四川大学生命科学学院，生物资源与生态环境教育部重点实验室，成都 610065；2.四川省屏山县老君山国家级自然保护区管理局，四川宜宾 645353）

四川老君山国家级自然保护区是我国第一个以四川山鹧鸪等雉科Phasianidae鸟类为主要保护对象的保护区，位于四川盆地南缘宜宾市屏山县境内，总面积35 km，海拔800～2 008 m。森林覆盖率达90%以上，植被以阔叶林为主，主要包括典型的亚热带常绿阔叶林和亚热带山地常绿、落叶阔叶混交林，分布少量的针叶树种。区内啮齿类和食虫类小型兽类也十分丰富。

啮齿类和食虫类小型兽类具有适应性强、物种多、数量大、繁殖强、代谢快、寿命短等特点，是森林生态系统重要组成部分，也是森林生态系统健康评价的重要指标之一（肖治术等，2002；王劼等，2004；赵联军，2016）。近年来针对四川境内自然保护区小型兽类的研究较多，廖文波（2010）对老君山保护区的2个不同海拔点进行了非飞行类小型兽类多样性比较研究，发现保护区内高低海拔小型兽类多样性差异不显著，黑腹绒鼠是保护区内最具优势的物种，北社鼠数量稀少。岳先涛等（2020）对四川黑竹沟保护区及周边区域的非飞行小型兽类物种多样性及其群落组成进行研究，发现群落优势种和群落物种区系的分布型组成与海拔密切相关。刘莹洵等（2021）研究了四川白水河国家级自然保护区小型兽类物种多样性及群落结构，发现物种丰富度和均匀度都受到环境的影响。刘芝秀等（2021）采用夹日法对小相岭山系的小型兽类的群落多样性进行研究，结果表明农耕区与阔叶林生境小型兽类群落相似性指数最高，而和高山灌丛草甸群落的小型兽类种类有较大不同，说明小型兽类的群落结构及多样性与生境类型密不可分。与省内其他保护区相比，有关老君山保护区小型兽类的研究较少。本研究对保护区小型兽类物种多样性开展调查，以期为进一步研究及保护区管理提供基础资料。

1 研究方法

1.1 样本采集

2020年6—10月在保护区内及周边11个采集区放置鼠夹采集小型兽类标本。从保护区入口新田咀保护站开始直至保护区内至高点老君庙为止设置采样区，最低海拔886 m，最高海拔1 861 m。由于保护区植被茂密，加之夏季雨水较多，采样点主要设置在巡护步道两侧，在适宜生境中布放鼠夹，采集区间相距500 m以上，每个采集区采集600～800夹次（表1）。

表1 各采样点信息及捕获数量Table 1 Information and quantity of each sampling point

1.2 物种鉴定

参照《中国小型兽类野外手册》（Smith，解焱，2009）对采集到的小型兽类样品进行初步鉴定，组织样品保存于95%乙醇中。DNA提取试剂盒提取样品的总DNA，利用小型兽类通用引物扩增长度为1 270 bp左右的基因（侯全芬，2012），最后将获得的基因序列与NCBI数据库比对，确定物种（李海龙等，2020）。对部分基因鉴定有疑问的个体利用基因再次鉴定，引物序列详见表2。

表2 本研究使用的cyt b和COⅠ基因PCR扩增的引物信息Table 2 Primers for PCR amplification of cyt b and COⅠgenes used in this study

1.3 优势种遗传多样性分析

优势种使用捕获的不同小型兽类种群数量占小型兽类总数的百分比（）来确定（王玄，2020），≥10%的为优势种。利用MEGA5.0分析优势种的基因序列的碱基组成（肖海霞等，2015），计算转换和颠换比，基于K2P模型计算遗传距离（Kimura，1980）。通过DnaSP 5对优势种进行遗传多样性分析（Librado & Rozas，2009；刘津等，2020）。单倍型多样性和核苷酸多样性是遗传多样性评估的2个重要参数（Li.，2010）。Grant和Bowen（1998）提出种群单倍型多样性、核苷酸多样性分别大于0.5和0.005时，即认为种群的遗传多样性较高。

2 结果

2.1 物种组成

共采获啮齿类和食虫类小型兽类339号，在海拔1 500 m左右的阔叶林（二埝坪附近）获得的数量最多，而在人工林中获得的较少（表1）。经形态鉴定和DNA条码确认16个物种（表3），加上保护区考察记录（内部资料）及廖文波（2010）的调查记录，共记录啮齿类和食虫类小型兽类32种，其中，保护区新记录种6种：云南缺齿鼩缺齿鼩黑姬鼠黄胸鼠大绒鼠和中国鼩猬；中国特有种8种：缺齿鼩、岩松鼠、高山姬鼠、安氏白腹鼠、川西白腹鼠、黑齿鼩鼱、中华绒鼠和大绒鼠。

32种小型兽类中，古北界物种仅5种，占15.63%，东洋界物种最多，有26种，占81.25%，广布种1种，占3.12%（附表1）。优势种为北社鼠（=24.19%）、黑姬鼠（=12.39%）、四川短尾鼩（=12.09%）和大绒鼠（=11.21%），它们不仅数量多，分布海拔也比较广泛（表3）。

表3 四川老君山国家级自然保护区调查采集到的小型兽类样品信息Table 3 Sample information of small mammals collected from the Laojunshan National Nature Reserve，Sichuan

2.2 优势种遗传多样性分析

4个优势种的基因序列保守位点为736～893，变异位点除大绒鼠有11个外，其余3种均为25个，单态位点均未超过10，简约信息位点为7～23个。4个优势种的基因序列GC含量都明显低于AT含量，呈现明显的A+T偏倚性（表4）。遗传多样性分析表明，四川短尾鼩单倍型多样性和核苷酸多样性最高，黑姬鼠单倍型多样性和大绒鼠核苷酸多样性最低，但4个优势种的核苷酸多样性均超过了0.002，属于正常水平。

表4 4个优势种基于cyt b基因的遗传多样性分析Table 4 Genetic diversity analysis of the 4 dominant species based on cyt b gene

3 讨论

廖文波（2010）对四川老君山自然保护区二埝坪（海拔约1 500 m）和老君庙（海拔约2 000 m）附近的小型兽类展开调查，共采到4种食虫类和6种啮齿类，其中黑腹绒鼠、四川短尾鼩数量最多，这与本次调查存在较大差异。这可能与保护区管理有关：2005年是保护区建设初期，人为干扰较大，2011年晋升为国家级自然保护区后，实行了严格的保护管理，人为活动大大减少，此次调查与2005年的调查时隔17年，植被也得到较大恢复。物种的多样性与生态系统的稳定性有关，小型兽类作为生态环境指示指标之一，小型兽类物种多样性的增加可以一定程度上说明保护区生态系统正在向健康、稳定方向发展。

小型兽类的分布与环境因子（如海拔、植被等）有密切的关系（岳先涛等，2020；刘莹洵等，2021；刘芝秀等，2021）。本研究表明，人工林中的小型兽类物种多样性低、数量少，而阔叶林中的数量大大增加，主要是因为保护区海拔高差较小、植被类型单一、垂直带谱不明显。小型兽类对生境呈现出具有明显的偏好（王劼等，2004）。保护区新田咀保护站附近的人工林中捕获的小型兽类数量较少，而植被和环境较好的二埝坪的小型兽类数量最丰富；观音岩区域裸露的石头较多、植被较差，捕获的标本也少，而烂池子区域靠近人居环境，捕获到最多的样本为褐家鼠，说明小型兽类的种类和数量可以在一定程度上反映该区域的生境状况。

遗传多样性是物种保持进化潜能的基础（李洋，2014）。物种的遗传多样性越丰富，对环境变化的适应能力就越强，同时该种的生存能力和进化潜力也越大（王威，2016），保护区内的4个优势种均不是我国特有种，分布比较广泛，表明4个优势种有更广泛的适应性，也是其遗传多样性高的一个体现。李玉琼等（2019）针对云南七县的齐氏姬鼠基于基因进行的遗传多样性分析发现，单倍型多样性0.965，核苷酸多样性为0.007 58，具有较高的遗传多样性。本研究中的北社鼠和四川短尾鼩的单倍型多样性分别为0.775和0.916，核苷酸多样性分别为0.016 98和0.090 82，也表明它们具有较高的遗传多样性。