雷富民团队揭示黄喉鹀迁徙行为分化的潜在表型以及遗传变化

分会秘书长：北京林业大学生态与自然保护学院 丁长青/100083, Tel 010-62336869, Email:cqding@bjfu.edu.cn

（转自“鸟类学分会”微信公众号）
鹀科鸟类（Emberizidae）广泛分布在旧大陆，包含44个物种。大部分鹀科物种属于迁徙或者部分迁徙的类群。鹀科的祖先支系很可能是迁徙类群，并且在这个科内也可能发生过多次迁徙行为的丢失和获得。黄喉鹀（Emberiza elegans）是东亚地区特有的鸟类，繁殖区大部位于中国境内，其种内的迁徙行为具有明显的分化（图1）。已有的资料表明黄喉鹀的北部繁殖种群属于迁徙类群，而主要分布于朝鲜半岛和中国西南的繁殖种群为非迁徙的类群。采用群体基因组学及表型测量的数据，本研究调查了黄喉鹀的群体结构以及和迁徙行为改变相关的潜在表型及遗传变化。

图1.黄喉鹀的采样点及群体结构。（a）采样点及黄喉鹀分布范围；（b）基于全基因组范围常染色体SNP构建的NJ树；（c）基于1000个随机选择的10 kb常染色体序列构建的ML树；（d）和（e）基于全基因组范围常染色体SNP的NGSADMIX及PCA的分析结果；（f）在MCMCtree中使用相同的1000个随机选择的10 kb常染色体序列估计的分化时间，单位为百万年。

研究结果表明黄喉鹀北部的迁徙种群（population North）和西南部的非迁徙种群（population South）之间分化显著（图1），分化时间估计在1.75个百万年（图1），且在这两个群体中间的分布区存在广泛的非迁徙的杂交群体（图1a中的population Admix和South-Admix）。本研究还比较了不同种群的手翼指数（Hand-wing index，HWI），这个指标常被用于衡量鸟类飞行能力和扩散能力，一般认为迁徙鸟类比非迁徙鸟类具有更高的HWI。与理论预测一致，本研究的形态学数据分析表明与北部的迁徙种群相比，南部的非迁徙种群具有显著降低的HWI（图2）。基于连锁不平衡衰减、有效种群大小和杂合度的比较（图3），本研究推测位于中国西南部的非迁徙种群（population South）很可能起源于北部迁徙种群（population North）的迁徙行为的丢失（migration loss）。通过全基因组扫描分析，进一步推断，与能量代谢、神经系统和昼夜节律相关的基因型的改变可能在调节迁徙行为的变化的过程中发挥了重要作用。
图2.不同种群雄性和雌性手翼指数的比较。North为迁徙种群，South和Admix为非迁徙种群。

图3. 迁徙种群North和非迁徙种群South的（a）连锁不平衡衰减图；（b）PSMC估计的有效种群大小变化；（c）基因组杂合度。
 
本研究于近期发表在国际生态学著名期刊Molecular Ecology。中科院动物所张德志博士和佘惠晌博士为论文的共同第一作者，雷富民研究员为通讯作者。论文合作者包括中科院动物所屈延华研究员，贾陈喜副研究员，宋刚副研究员，程亚林博士，博士研究生吴蕾、张凯和王欢，新加坡国立大学Frank Rheindt教授，哥德堡大学Urban Olsson教授以及乌普萨拉大学Per Alström教授。本研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1111/mec.16763