【转林业局】简化基因组测序技术揭示华西雨蛙群体遗传变异和表型分化的影响因素！

近日，华中师范大学吴华教授团队和芬兰赫尔辛基大学Juha Merilä教授团队合作在国际学术期刊《Molecular Ecology》（分子生态学）（Wei et al., 2020, 29: 3667-3683）上发表了题为“The roles of climate, geography and natural selection as drivers of genetic and phenotypic differentiation in a widespread amphibian Hyla annectans (Anura: Hylidae)”的文章，该研究揭示了气候、地质事件和自然选择对华西雨蛙（Hyla annectans）群体遗传变异格局形成和表型分化的影响。

现今物种遗传变异模式是如何形成的，一直是进化生物学家关注的科学问题。作为生物多样性热点之一的东亚地区是该类研究的重要区域，其中我国西南地区复杂的地形地貌特征和气候条件为探究物种的进化历程提供了天然的实验室。近年来，虽然基于DNA基因片段解析该地区物种的变异格局及其形成机制取得了较大进展，但争议仍广泛存在，需要深入系统的研究。另外，物种表型作为环境适应性特征，在该地区是否受到自然选择的作用，目前尚不清楚。因此，对这一区域的物种开展全面研究，获得系统的认识显得尤为重要。

华西雨蛙主要栖息在我国西南地区海拔580~2500米的山区稻田和林地中，具有环境敏感度较高、扩散能力较弱以及世代周期较短等特征。而且，华西雨蛙各地理群体在体侧黑色斑点数量具有明显的表型差异。该研究采集了覆盖华西雨蛙中国分布区的35个地理种群，共计349个样本。利用简化基因组测序技术（Specific Length Amplified Fragment Sequencing, SLAF-seq）获得大量的分子标记进行群体遗传学分析，并结合物种分布模型，揭示华西雨蛙群体遗传变异和表型分化的影响因素。

基于SLAF-seq方法，经过筛选得到了8420个高质量的SNP位点，在此基础上进行种群遗传结构分析，结果表明华西雨蛙各地理种群可分为7个遗传支系，符合该物种的地理分布特征。各地理种群的遗传分化显著，横断山脉各种群之间的遗传分化指数最高，所有地理种群的平均配对FST值达到了0.669，这可能与地理隔离和该物种的扩散能力较弱以及特殊的栖息生境需求有关。

该研究发现华西雨蛙各遗传支系在上新世地质历史时期发生分化，揭示了青藏高原隆升导致的我国西南地区地形地貌改变对该物种种群分化的影响。该研究还表明：更新世冰期对该物种有效种群大小和历史分布范围也有着明显的影响，分布在横断山脉和云贵高原中东部以及武陵山区的种群具有不同的种群历史，这反应了不同地区历史气候的差异；自然选择并没有作用于华西雨蛙的体长或体重，却促使其体侧黑色斑点数量发生了明显的分化。

‍，以上研究结果说明：地质事件和更新世气候波动共同作用于华西雨蛙的遗传分化和种群历史，自然选择促进了该物种的表型分化，提升了我们对中国西南山区乃至东亚地区生物多样性分布格局形成机制的认识。