应用微卫星标记分析圈养大熊猫遗传多样性

以来源于成都大熊猫繁育研究基地和中国保护大熊猫研究中心的34只圈养大熊猫(分为a群体和b群体)和7只圈养野生大熊猫(圈养野生群)作为研究对象,利用AY161177～AY161218、Ame-μ5～Ame-μ70和g001～g905等30个微卫星标记对其遗传多样性现状进行分析,并探讨保持圈养大熊猫遗传多样性的方法.微卫星数据表明,30个微卫星标记多态性好(PIC=0.621～0.640),圈养大熊猫遗传多样性水平(a群体:A=5.48,Ho=0.475,He=0.696;b群体:A=5.24,Ho=0.453,He=0.719;圈养野生群:A=3.80,Ho=0.514,He=0.725)高于6个濒危物种(Ho=0.210～0.390,He=0.150～0.430)但低于3个非濒危物种(Ho=0.620～0.710),圈养大熊猫遗传多样性水平都保持在较高水平,但圈养群遗传多样性水平与圈养野生群相比有所降低.F统计量及基因流Nm分析结果证明,a、b两群体间遗传分化程度不高(Nm=2.610,Fst=0.0874,Fit=0.4116),存在个体交换和一定程度的近交,b群体近交程度高于a群体(a群体Fis=0.3221,b群体Fis=0.3983).因此,现阶段圈养大熊猫的管理重点是避免近交和遗传多样性丧失,将圈养大熊猫种群作为同一管理单元,把纠正大熊猫系谱中的错误、科学选择大熊猫个体进行群体间交流作为关键点,利用微卫星技术保持和提高大熊猫种群的遗传多样性水平.     

圈养大熊猫种群的动态及发展趋势

采用直线回归方程、4次方程和指数增长式微分方程等数理分析方法,对全世界1953～2003年圈养大熊猫种群的发展趋势进行了分析.发现对大熊猫的圈养种群数量建立的回归方程是拟合很好的4次多项式方程,1953～1987年的圈养种群增长曲线成S型,1998年后的种群增长成直线或指数式.依此进行预测,从1998年以后只依靠现有饲养种群167只就可能使种群数量稳定增长,全世界种群数量2007年可突破200只,2009年可能达到220～240只,大概在15～22年后全世界饲养种群数量就能够翻一番,达到330多只.     

圈养大熊猫冷冻精液对其种群遗传多样性的作用

在过去34年的圈养大熊猫种群保护工作中,我们成功建立了全球最大的大熊猫精子库,目前已保存50只大熊猫个体总计7 000余支细管冷冻精液(冻精)。冷冻精液一方面可以使物种的遗传资源得到长久保存,另一方面可以通过人工授精的方式促进种群繁育。但是,圈养大熊猫冷冻精液对其种群遗传多样性的作用尚未有明确报道。本研究首先根据成都大熊猫繁育研究基地2000—2014年冷冻精液人工授精数据,对比分析了冻精人工授精个体和圈养种群的遗传多样性。结果显示,冻精人工授精个体遗传多样性均高于同年圈养种群的平均遗传多样性,表明在繁殖年份中冻精人工授精可以显著提高圈养大熊猫种群的遗传多样性。统计精子库中所有冻精个体的平均血缘系数并与圈养种群进行对比分析,探究冷冻精液对圈养种群遗传多样性的潜在作用。结果显示,精子库中有21只已死亡个体的精液,其中有66.67%的个体平均血缘系数低于圈养种群;有14只20岁以上个体的精液,其中有50.00%的个体平均血缘系数低于圈养种群;另有15只20岁以下个体的精液,其中有53.33%的个体平均血缘系数低于圈养种群,表明冷冻精液对圈养种群遗传多样性的保护具有重要价值。综上所述,冷冻精液不但有效保存了大熊猫遗传资源,而且在保护圈养种群遗传多样性方面具有积极的促进作用。     

圈养大熊猫的繁殖特性和生命表

通过对最大的大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)圈养种群——中国保护大熊猫研究中心的圈养种群的研究,总结了圈养大熊猫的繁殖生物学特性,编制了大熊猫的生命表。大熊猫是季节性繁殖的动物,每年春季3～4月发情交配,8月(30.49%)和9月(48.88%)产仔,每胎平均产仔1.5只,圈养繁殖大熊猫的雌雄比为1.11。大熊猫的妊娠期和幼兽的初生体重变化很大,分别平均为139.8天和142.6g。性成熟的年龄,雌性是5.7±1.1岁,雄性是5.8±0.58岁。根据圈养大熊猫的生命表计算出圈养种群的净增长率R0为0.209,世代周期T为9.187年,内禀增长率r为-0.170,周期增长率λ为0.844。     

圈养小熊猫遗传多样性与种群遗传结构分析

小熊猫是亚洲特有的珍稀濒危动物,目前受到栖息地减少、片断化和人类活动干扰等威胁。中国圈养小熊猫已经有60 多年历史,约55 个机构曾经饲养过小熊猫,现今圈养数量有400 多只,评估小熊猫圈养种群的遗传多样性和遗传结构对科学维持圈养种群和保存遗传种质资源意义重大。本研究利用19 个微卫星座位,对中国境内11 个小熊猫圈养种群的116 只个体进行了遗传多样性评估及遗传结构分析。结果显示11 个种群都具有较高的遗传多样性,平均基因丰富度3.505 ± 1.033 (北京)至4.026 ± 1.219 (冕宁),期望杂合度0.631 ± 0.225(黄山)至0.782 ±0.171 (温岭)。其中福州和无锡种群极显著偏离Hardy-Weinberg 平衡。整个圈养群体内各个种群遗传分化系数为0.055,呈显著分化,表明11 个种群遗传分化水平较高。Bayesian 遗传聚类分析将11 个种群聚为三个遗传簇,与野生种群的遗传聚类结果一致。结论:小熊猫圈养种群与野生种群相比,同样具有较高的遗传多样性。因此,圈养小熊猫遗传管理的重点不再是引进野生个体充实圈养种群,应制订科学的繁殖计划,避免近交,从而维持圈养种群的遗传多样性。     

濒危黑颈长尾雉圈养种群的RAPD遗传多样性分析

运用RAPD技术对黑颈长尾雉圈养种群的遗传多样性进行了分析。从50条随机引物中筛选出14条引物,对24个个体的基因组DNA进行了PCR扩增,从检测出的119个位点中有98个多态位点,占总位点的82.35%,标记的分子量大小范围是0.2～3kb。24个个体间的遗传距离幅度0.1597～0.4874,平均是0.2810;用软件NTsys2.10e构建了24个个体相互关系的分支图,24个个体可分为3个类群。实验表明:黑颈长尾雉圈养种群的遗传多样性水平较高,圈养种群内遗传差异性较大。     

圈养大熊猫繁育获丰硕成果

近日．记者从国家林业局获悉，2007年全国圈养大熊猫繁育取得丰硕成果。据国家林业局大熊猫保护管理办公室统计，截至11月513，我国大熊猫共繁育19胎31只，成活25只。其中四川卧龙中国大熊猫研究中心繁殖12胎20只，成活16只；成都大熊猫研究基地繁殖6胎10只，成活8只。至此，全国人工圈养大熊猫种群数量已达239只，其中有128只（不含香港4只）饲养在卧龙中国大熊猫研究中心，67只在成都大熊猫研究基地。     

圈养大熊猫乳汁营养成分分析

本文收集了一只14岁大熊猫产后17d内的乳汁样品10个,包括产后第2,3,5,6,7,8,9,11,12和17天,并测定了这些样品的营养成分的含量。即粗蛋白(CP)、粗脂肪(EE)、乳糖(Lac)、17种氨基酸(AA)含量的总和、5种常量元素(Ca,P,K,Na,Mg)和6种微量元素(Fe,Cu,Mn,Zn,Co,Se)。结果如下：(1)每个样品的粗蛋白和17种氨基酸含量的总和十分接近,分别在5．20％～7．50％和5．17％～7．62％的范围内波动;乳糖含量的变化范围为0．87％～1．51％;粗脂肪为0．6％～3．2％;(2)粗蛋白和总氨基酸含量第3天明显低于第2天,从第3天到第6天逐步升高,第7天有些下降,从第7到17天逐渐上升;乳糖含量变化不大,在1％左右,第2,3和5天接近,第6天明显升高。之后逐渐降低直至第17天;粗脂肪含量波动较大,没有明显变化趋势;绝大多数矿物元素含量随产后时间的延长都有不同程度的升高趋势;(3)产后6～7天的乳汁样品营养物质含量与一周后有明显差别。作者建议在幼大熊猫人工乳的配制方面,应依据大熊猫乳汁的营养物质含量,充分保证蛋白质水平。降低乳糖含量,同时供给充足的矿物质元素;必须根据幼大熊猫的日龄及其生长发育情况,调整人工乳的营养水平。     

圈养大熊猫的系谱分析

应用Sparks Verl.4软件结合手工算法对现有的圈养大熊猫系谱进行了遗传分析。结果表明,圈养大熊猫群体规模小,漂变是导致遗传多样性丢失的主要因素。由于分散管理,现有群体正面临着近亲交配、种源枯竭的危险。因此,应统一遗传管理,加强各繁殖系之间的基因交流,使圈养大熊猫的遗传多样性能够保持在较高的水平之上。     

圈养大熊猫群体间的基因流状况分析

圈养群体的遗传管理一个非常重要的手段就是实现不同群体间的基因交流.为了全面评估大熊猫圈养群体间的基因流状况,本研究以卧龙中国大熊猫保护中心的31只圈养大熊猫(简称卧龙群体)和成都大熊猫繁育研究基地与楼观台陕西省珍稀野生动物抢救饲养研究中心的37只圈养大熊猫(简称成都群体,其中楼观台1只)为研究对象,以7个大熊猫微卫星位点为分子标记,发现卧龙群体和成都群体间的遗传分化水平很低(Fst=0.041,P=0.001);尽管整个圈养群体的近交程度较低(Fis=0.026),但是成都群体的近交系数(Fis=0.045)远高于卧龙群体的近交系数(Fis=0.002);谱系分析、贝叶斯分析和系统进化法分析均显示,这两个群体间存在着基因流,但是这种基因流是单向的.此结果提示各个大熊猫饲养单位之间必须实现更多的合作,将大熊猫群体作为一个管理单元进行管理,从而实现更多的基因流.     

野生大熊猫行为谱及PAE编码系统

行为谱是动物行为学研究的基础。大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是生物多样性保护中的旗舰物种,其行为生态的研究备受关注,然而由于大熊猫数量稀少且警惕性强,很难在野外进行观察,有关其行为谱等基础行为研究结果主要是基于圈养大熊猫的观察研究。为了促进野生大熊猫行为学的深入研究,2015年1月—2016年6月,2018年8月— 2019年4月我们在卧龙自然保护区基于红外相机图片和视频数据,利用PAE编码系统建立了野生大熊猫行为谱和PAE编码系统。研究共计在14种环境背景中记录到大熊猫12种姿势、52种动作、56种行为。一方面,本研究结果基本涵盖了大熊猫的主要行为,并发现了一些未在圈养大熊猫行为谱中记录到的行为,如野生大熊猫利用植物的茎进行自我除雪行为;另一方面丰富了观察大熊猫行为的环境因素。以上结果为深入研究野生大熊猫行为生态学提供了基础信息。       

中国大熊猫保护区发展历史、现状及前瞻

大熊猫是我国的特产动物,古时被列为贡品,在近代被视为国宝。新中国成立以前,由于乱捕滥猎等因素,该物种已处于濒危状态。解放以后,我国政府于20 世纪50 年代开始了自然保护区建设,并于20 世纪60 年建立了卧龙等5 个大熊猫自然保护区,并将大熊猫列为禁猎动物。20 世纪70 年代我国进行了第一次全国大熊猫资源调查,基于调查结果新建了佛坪、唐家河、蜂桶寨等自然保护区,使有关大熊猫的自然保护区总数达到了13 个。1985 -1988 年全国第二次大熊猫资源调查结果显示,野生大熊猫种群数量较第一次减少了54 ﹪。进入90 年代,全国大熊猫保护区增至36 个,迄今共建立了63 个与保护大熊猫这一珍稀物种相关的自然保护区。全国大熊猫栖息地已由80 年代衰落期时22 220 km2 增加至34 000 km2 ,其中分布在保护区内的栖息地面积达29 000 km2 ,有效地保护了约85% 的大熊猫栖息地总面积以及约50% 的野生大熊猫种群数量。现存野生大熊猫种群数量估计约2 000只,因密度稀疏,发展空间大。目前,国家主管部门已出台了各种就地与迁地保护措施,只需各方通力合作,野生大熊猫的未来将是光明的。     

大相岭北坡大熊猫生境适宜性评价

2005 年3 ～11月采用样线法和样方法对大相岭北坡大熊猫栖息地进行了调查,通过利用样方法发现的大熊猫痕迹频次对栖息地的适宜性进行景观连接度(适宜性)赋值,对大相岭北坡大熊猫栖息地的质量进行了分析评价。研究区面积约为2266.79 km² ,其中竹林分布面积约为842.3 km² 。仅有约56.8 km² 占6.8%的竹林面积是适宜大熊猫生存的地区,次适宜地区面积为96.3 km² ,约占11.4%,较差适宜地区面积为177.4 km²,约占21.1%,3 个等级加到一起共为330.5 km² ,占竹林面积的39.3%,主要分布在2200～2800 m 的平缓山坡,有60% 以上为不适宜地区。人为活动对大熊猫栖息地的影响主要是不仅减少了大熊猫的生境面积,也降低了大熊猫亚种群之间的景观连接度,对大熊猫种群之间的基因交流产生阻碍。作者通过实际调查提出了管理措施。     

圈养大熊猫性情、饲养管理和社群-性行为的关系

以往研究表明,许多成年雄性大熊猫在圈养状态下不能表达正常的社群性行为。我们设计了一个实验来研究大熊猫正常社群性行为与性情特征、展示、以及饲养管理的关系。通过调查获得大熊猫展示和饲养管理的数据,询问饲养员得知2001年繁殖季节中大熊猫的社群性行为发生频次,然后评估社群性行为能力。研究对象是分布在中国4个繁育中心的37头(12头雄性和25头雌性)成体大熊猫。通过提供新物品和气味来评估大熊猫情绪反应状况。情绪反应分为3类:畏惧、访问和访问玩耍。在有饲养员陪同玩耍的一组里,雌、雄大熊猫的"访问玩耍"的分值都较高。"畏惧"类的雌性大熊猫气味标记行为少,表达的性行为也少,并且更多地攻击接近它们的雄性,或者不理睬雄性。在繁殖季节前就接近雄性大熊猫围栏的雌性,表现出更多的气味标记行为和性行为。这些雌性的"访问玩耍"分值也高。"访问"分值高的雄性大熊猫,接近雌性的行为更多。那些与饲养员接触时间少的雄性大熊猫倾向于攻击雌性,与那些攻击性小的雄性相比,这些雄性倾向于能够接受丰富性低的环境。这些结果表明,应该采取措施减少大熊猫的畏惧,在大熊猫和饲养员之间建立积极的关系,在繁殖季节之前,增加雌性和雄性之间的熟悉程度。     

野化培训大熊猫的生境利用和空间格局

了解动物栖息地和空间利用模式是开展野生动物放归自然的重要前提。为明确野化培训大熊猫Ailuropoda melanoleuca)在野外环境中生境利用特征和空间格局,本文以2只野化培训大熊猫为研究对象,基于其野外GPS项圈数据,通过数字高程模型(DEM)、动物移动模块等工具分析其在野外环境中栖息地利用状况。结果表明:随着在野外环境时间的增加,2只大熊猫由低海拔西南坡的阔叶林逐渐向高海拔南坡针阔混交林区域移动,且坡度利用也存在明显的差异,但均偏向在17°～20°的平缓区域活动。在野外环境的最初一个月,2只大熊猫平均日移动距离较大,之后逐渐减小并趋于稳定。2只野化培训大熊猫在野外环境初期,活动区域大小随时间的变化而呈现出无规律的变化趋势,活动区域主要集中在3～4个栖息地斑块,且斑块间面积和距离各异。因此,认为野化培训大熊猫在野外栖息地环境初期属于不稳定的随机选择模式。     

秦岭野生大熊猫牙齿的形态机能

大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)是国家一级保护动物,被誉为国宝.牙齿作为大熊猫消化器官之一,相对于其他动物而言,大熊猫牙齿有其自身的构造特点.以往学者和专家对大熊猫牙齿形态的研究侧重于为大熊猫的种群分类寻找根据(Dvadi,1869; Milne-Edwards,1870;王将克,1974),更多关注牙齿在大熊猫进化、演变过程中的意义(王令红等,1982;黄万波,1993).研究的齿位大多局限于臼齿(张鹤宇和刘理,1959),所得结果或数据并不详细和全面.此外,还有一些学者对大熊猫牙齿釉质的超微组织结构进行研究(赵资奎等,1984 ).     

大熊猫胃内纤毛虫检测初报

Twenty three captive giant pandas, fecal specimens and stomach juice from five captive giant pandas(Ailuropoda melanoleuca)were tested for ciliate in 2004. Of them, ciliates of Epdinium spp.and Entodinium spp.were found in the stomach of five giant panda. Density of ciliates in each stomach of giant pandas were 4.21×10 4 ind./ml, 6.98×10 4 ind./ml, 3.05×10 4 ind./ml, 4.46×10 4 ind./ml and 4.38×10 4 ind./ml respectively. But all the fecal specimens were negative.     

大熊猫染色体晚复制带研究

以培养的大熊猫外周血淋巴细胞为实验材料,在细胞培养终止前４ｈ加入ＢｒｄＵ（终浓度为１０μｇ／ｍｌ培养基）,对复制的染色体ＤＮＡ进行ＢｒｄＵ标记。掺入ＢｒｄＵ的染色体经吖啶橙（０．０５％）处理、紫外光照射、Ｇｉｅｍｓａ染色后,可在染色体上获得清晰的复制带纹。根据众多分裂相所显示的不同复制带型,可初步确定大熊猫每一染色体独特的晚复制带纹。在雌性个体的两个Ｘ染色体中,一条Ｘ染色体复制明显落后于另一Ｘ染色体,尤其在迟复制Ｘ染色体长臂近着丝粒区显现出较宽的晚复制带纹。     

圈养大熊猫催产素水平与母性行为之间关系

Maintaining a good cub-rearing relationship is of great significance for the healthy development of newborn giant panda cubs. Oxytocin plays a key role in this cub-rearing relationship development during the breeding period. To investigate the relationship between oxytocin levels and maternal behavior, we sampled the maternal behavior of 6 adult female giant pandas (3 in lactation group, 3 in non-lactation group) at Chengdu Research Base of Giant Panda Breeding from June to September 2019 by using the focal sampling method, and tested the urine oxytocin level of each individuals by using enzyme-linked immunosorbent assay. The results showed that the oxytocin levels were significantly higher in the lactation group (278. 86 pg/mg ±44. 42 pg/mg) than in the non-lactation group. For the two types of breastfeeding groups, the level of oxytocin in the multiparous female pandas (185. 64 pg/mg ±44. 61 pg/mg) was significantly lower than that in the primiparous female pandas (465. 30 pg/mg ±82. 39 pg/mg). Compared with the primiparous female pandas, the multiparous female pandas had more embracing cub behavior (77. 45% ±1. 24%) and feeding behavior (15. 22% ±1. 62%), but less licking cub (14. 26% ±0. 91%) and position adjustment behavior (1. 69% ±0. 29%). Finally, we found the licking cub behavior was significantly positively correlated with the oxytocin level in the lactation group, and the embracing cub behavior was significantly negatively correlated with the oxytocin level in the lactation group. The results indicate that primiparous female pandas show more maternal behavior, less individual behavior and higher oxytocin levels. The results of this study suggest that the different reactions of oxytocin in the two types of giant panda females may help to improve the refined and differentiated breeding techniques for captive giant pandas in the future.