中国媒介生物学及控制杂志  2016, Vol. 27 Issue (4): 317-320

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鲁亮, 蒋卫, 刘蓉蓉, 黎唯, 朱志勇, 帕尔哈提, 波拉提, 王钦琰, 陈志刚, 刘云翔, 刘京利, 安文严, 冯玉明, 甫拉提, 帕尔哈提, 杨庭祥, 胡俊, 鲜军, 刘起勇
LU Liang, JIANG Wei, LIU Rong-rong, LI Wei, ZHU Zhi-yong, Paerhati, Bolati, WANG Qin-yan, CHEN Zhi-gang, LIU Yun-xiang, LIU Jing-li, AN Wen-yan, FENG Yu-ming, Fulati, Paerhati, YANG Ting-xiang, HU Jun, XIAN Jun, LIU Qi-yong
中国-哈萨克斯坦边境地区啮齿动物多样性调查
Investigation on rodent diversity along the China-Kazakhstan border area
中国媒介生物学及控制杂志, 2016, 27(4): 317-320
Chin J Vector Biol & Control, 2016, 27(4): 317-320
10.11853/j.issn.1003.8280.2016.04.001

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收稿日期: 2016-05-08
网络出版时间: 2016-06-03 12:10
中国-哈萨克斯坦边境地区啮齿动物多样性调查
鲁亮1, 蒋卫2, 刘蓉蓉1, 黎唯2, 朱志勇3, 帕尔哈提3, 波拉提3, 王钦琰4, 陈志刚5, 刘云翔5, 刘京利1, 安文严6, 冯玉明2, 甫拉提7, 帕尔哈提7, 杨庭祥1, 胡俊8, 鲜军8, 刘起勇1     
1 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所媒介生物控制室, 北京 102206;
2 新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心, 乌鲁木齐 830001;
3 博尔塔拉蒙古族自治州疾病预防控制中心, 新疆 博乐 833400;
4 额敏县疾病预防控制中心, 新疆 额敏 834600;
5 精河县疾病预防控制中心, 新疆 精河 833300;
6 霍城县疾病预防控制中心, 新疆 霍城 835200;
7 温泉县疾病预防控制中心, 新疆 温泉 833500;
8 克拉玛依市疾病预防控制中心, 新疆 克拉玛依 834000
摘要: 目的 调查并分析中国-哈萨克斯坦边境(中哈边境)地区啮齿动物多样性状况,为该地区鼠传疾病的监测与控制提供基础数据。 方法 采用夹夜法在中哈边境中方一侧的伊犁、博尔塔拉、塔城和克拉玛依市等7个市(区、县)采集啮齿动物标本,并用DNA条形码技术对其进行准确鉴定。 结果 在7个市(区、县)的3类不同生境中共采集174份小兽动物标本,其中鼠类16种,分属鼠科、仓鼠科、跳鼠科、睡鼠科和松鼠科;鼩鼱科1种。通过DNA条形码鉴定技术鉴定了外部形态差别较小的普通田鼠和狭颅田鼠;依据形态特征鉴定的子午沙鼠DNA条形码与我国东部的子午沙鼠差异显著,提示子午沙鼠可能存在隐含种;1份鼩鼱标本为苔原鼩鼱。 结论 中哈边境地区的山地森林草甸草原和荒漠草原两类生境中啮齿动物具有生物多样性。我国子午沙鼠可能存在隐含种,新疆北部地区的子午沙鼠与其他地区的子午沙鼠有较大的遗传差异。通过DNA条形码技术可以准确地进行多样性分析。
关键词: 中国-哈萨克斯坦边境地区     啮齿动物     多样性     DNA条形码    
Investigation on rodent diversity along the China-Kazakhstan border area
LU Liang1, JIANG Wei2, LIU Rong-rong1, LI Wei2, ZHU Zhi-yong3, Paerhati3, Bolati3, WANG Qin-yan4, CHEN Zhi-gang5, LIU Yun-xiang5, LIU Jing-li1, AN Wen-yan6, FENG Yu-ming2, Fulati7, Paerhati7, YANG Ting-xiang1, HU Jun8, XIAN Jun8, LIU Qi-yong1     
1 National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 102206, China;
2 Xinjiang Center for Disease Control and Prevention;
3 Boertala Center for Disease Control and Prevention;
4 Emin Center for Disease Control and Prevention;
5 Jinghe Center for Disease Control and Prevention;
6 Huocheng Center for Disease Control and Prevention;
7 Wenquan Center for Disease Control and Prevention;
8 Kelamayi Center for Disease Control and Prevention
Abstract: Objective To investigate the rodents species diversity along the border area of China and Kazakhstan, and provide supporting data for the surveillance and control of rodent borne diseases. Methods Rodents were collected with trapping method at seven counties/districts and area in Yili, Boertala, Tacheng and Karamay. Rodents species were then identified with DNA barcodes. Results Totally 174 samples of small mammal were collected from three kinds of habitats, including 16 species of rodents belonging to Muridae, Cricetidae, Dipodidae, Gliridae and Sciuridae, and one shrew species of Soricidae. With the DNA barcoding method, samples belonging to two vole species(Microtus arvalis and M. gregalis) with similar morphologic characters were identified correctly. Gerbil samples recognized morphologically as Meriones meridianus were different genetically from M. meridianus from Eastern China. Conclusion High diversity of rodent species were found in alpine forests meadows and desert steppe habitats. The genetic distances between M. meridianus from northern Xinjiang and other areas of China are so profound that suggests there are cryptic species.
Key words: China-Kazakhstan border area     Rodents     Diversity     DNA barcoding    

哈萨克斯坦是我国在中亚地区的重要邻国,两国边境线超过1 500 km,从天山山脉绵延到阿尔泰山脉。中国-哈萨克斯坦边境(中哈边境)地区,历史上是“丝绸之路”的重要通道,现在是中国和中亚地区物流和能源的重要通道。目前,中哈两国已无领土争端,边境地区相对稳定,在“一带一路”的建设和开发中,该边境地区将成为新疆维吾尔自治区经济建设的重要区域。中哈边境地区地形复杂,生境多样,多为雪山、高山森林、荒漠、草原和湿地,为啮齿动物提供了各种栖息地。因此,该地区以啮齿动物为代表的小兽种类十分丰富[1],存在多种类型鼠疫自然疫源地。天山山脉有灰旱獭(Marmota baibacina)和长尾黄鼠(Spermophilus parryii)鼠疫疫源地;准噶尔盆地有大沙鼠(Rhombomys opimus)鼠疫自然疫源地[2],威胁当地经济发展。

夏尔西里地区位于博尔塔拉州,海拔1 210~3 670 m。高海拔地区以高山针叶林为主,中低海拔则以温带草原、阔叶林和灌丛为主[3-4]。由于此地之前属于军事争议区,因此自然生境保持完好,划属我国后为国家级自然保护区。曾有关于植被、重要病媒感染病原体的初步调查,但比较简单[3, 5],至今未系统调查区域内的鼠类。由于博尔塔拉州境内分布有两种鼠疫疫源地,通过了解夏尔西里地区鼠种的构成,可以判断当地可能受到的鼠疫威胁,以便开展健康教育工作。准确鉴定和分析当地啮齿动物种类和群落构成,有利于动物间鼠疫疫情的动态研究及掌握流行机制。本研究在中哈边境多个地点采集了以啮齿动物为主的小型兽类,通过DNA条形码技术准确鉴定种类[6],为了解当地啮齿动物群落构成提供重要数据。

1 材料与方法 1.1 样品采集

于精河县小海子林场、霍城县、温泉县、夏尔西里、阿拉山口、额敏县野果林和巴依木札、克拉玛依白碱滩采集标本,小兽种类、数量及生境分布见表 1

表 1 中哈边境地区采集的样本信息和鉴定结果 Table 1 Collection information and identification results of samples from China-Kazakhstan border area
1.2 形态学鉴定

在现场首先通过小兽外部形态特征进行鉴定[1],根据其外部形态无法确定的标本则制作剥制标本,观察外部和头骨形态,并测量相关数据,通过检索表鉴定。

1.3 DNA条形码扩增和分析 1.3.1 模板DNA提取

使用Qiagen DNA提取试剂盒提取肝脏或肌肉DNA,4℃保存备用。

1.3.2 PCR扩增与测序

扩增时首先选用通用引物(BatL5310,R6036R)[7]扩增细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ(COⅠ)基因片段。当通用引物扩增失败时,则选用鸡尾酒引物(VF1LFt1、VR1LRt1)[8]。10×缓冲液2.5μl,dNTP 0.5μl,引物各0.5μl,LA Taq DNA聚合酶0.15μl,模板DNA 1μl,ddH2O 19.85μl。PCR反应条件:95℃预变性5 min,95℃变性45 s,54℃退火1 min,72℃延伸1 min,35个循环,72℃延伸10 min。扩增产物经1%琼脂糖凝胶电泳检测,送测序公司(北京天一辉远生物科技有限公司)进行双向测序。

1.3.3 DNA序列分析

测序所得的序列文件经过Mega 6.0软件中的MUSCLE模块进行比对排列,然后使用Neighbor?Joining方法构建系统树,分析个体间的遗传距离和关系。系统树中每个末端分支代表样本的基因在GenBank中进行Blast比对,选择形态鉴定符合或相似,比对结果相似度高于98%的序列作为参照序列。

2 结果 2.1 形态鉴定结果

在中哈边境的7个市(县)共采集鼠类和鼩鼱174只。形态鉴定共17种,其中鼠科7种,仓鼠科4种,跳鼠科3种,睡鼠科1种,松鼠科1种,鼩鼱目的鼩鼱科1种。

2.2 分子鉴定结果

通过DNA条形码测序和系统树构建,进一步核对形态鉴定结果。DNA条形码的Neighbor-Joining系统树分为17个高度支持的分支。说明根据形态特征的分类基本准确,但普通田鼠和狭颅田鼠的数量发生变化。由于田鼠属的外部形态非常相似,根据外部形态很难区分。经过DNA条形码的比对,发现47份田鼠标本主要以普通田鼠为主,狭颅田鼠仅有4份。

通过与GenBank中序列的Blast比对,发现12个种的序列可在GenBank中找到一致的序列,进一步证实了形态学的鉴定结果。形态鉴定为子午沙鼠的标本,其DNA条形码序列与GenBank中的郑氏沙鼠(Meriones zhengi)序列具有更高的相似度,与我国内蒙古、河北省等地的子午沙鼠存在较大的遗传距离。狭颅田鼠、银色高山鼠平、天山蹶鼠和林睡鼠在GenBank中均无相似度>96%的序列,形态学分类结果见图 1

图 1 基于Kimrua 2-parameter模型构建的中哈小型兽类Neighbor-Joining系统关系树 Figure 1 A Neighbor?Joining tree of small mammals collected from China-Kazakhstan border area
2.3 种内遗传距离

本次调查获得较多的种类有普通田鼠、灰仓鼠、大沙鼠、郑氏沙鼠、乌拉尔姬鼠和五趾跳鼠。通过分析种内个体的遗传距离,多为0~1.1%,远小于种间个体遗传距离。

3 讨论

本次调查覆盖的区域以3种生境为主,即山地森林草甸草原(精河县小海子林场、夏尔西里和额敏县野果林)、荒漠草原(霍城、温泉、阿拉山口和克拉玛依的白碱滩)和山地草原(额敏县巴依木札)。3种生境的啮齿动物构成完全不同。在山地森林草甸草原,采集到乌拉尔姬鼠、普通田鼠、狭颅田鼠、银色山鼠平、天山蹶鼠、林睡鼠、长尾黄鼠和苔原鼩鼱;在荒漠草原,采集到小家鼠、灰仓鼠、三趾跳鼠、五趾跳鼠、红尾沙鼠、柽柳沙鼠、郑氏沙鼠、大沙鼠和乌拉尔姬鼠;山地草原中则采集到乌拉尔姬鼠、黑线姬鼠、普通田鼠、灰仓鼠和天山蹶鼠。

夏尔西里地区为军事控制区,人类活动和干扰较少,保持良好的自然状态。林地主要分布在阴坡,高海拔地区以云杉为主,中低海拔地区以桦树为主。阳坡以草甸为主,多为一些水源相对丰富的山谷,灌木和杂草密集。在云杉林中,捕获到狭颅田鼠和苔原鼩鼱,但数量较少。在桦树林中以普通田鼠和乌拉尔姬鼠为主。山谷较高的杂草丛中捕获到天山蹶鼠,但数量很少。由于调查时间较晚且短,仅在夏尔西里的局部观察到黄鼠活动,但未捕获。根据夏尔西里的生境特点,黄鼠可能分布在高山草甸。

子午沙鼠是我国北方荒漠草原中常见的沙鼠,广泛分布于不同类型的沙鼠鼠疫疫源地。子午沙鼠在不同疫源地鼠疫菌的传播和保存过程中作用不同。在长爪沙鼠鼠疫疫源地,子午沙鼠是动物间鼠疫流行的积极参与、传播和保存者;而在大沙鼠鼠疫疫源地中,子午沙鼠却无相似的地位[2]。有研究发现我国的子午沙鼠存在2个基因型[9-10]。其中伊犁河谷和准噶尔盆地的子午沙鼠与我国其他地区的子午沙鼠遗传差异较大。

此次调查在霍城、阿拉山口和克拉玛依的白碱滩均捕获到形态接近子午沙鼠的标本。通过DNA条形码序列与GenBank中的数据进行比对,发现与采自新疆霍尔果斯的“郑氏沙鼠”有较高的相似度,而与其他地区的子午沙鼠有较大的遗传距离。鉴于GenBank中的“郑氏沙鼠”无明确的形态学依据[11],我们不认为本次采集的是“郑氏沙鼠”。但该标本与内蒙古自治区、青海地区的子午沙鼠差异较大,遗传距离>11%。根据DNA条形码数据在鼠类中的一般规律,COⅠ基因的遗传距离较大,应属于2个不同种。因此,本次调查认为伊犁河谷和准噶尔盆地的子午沙鼠为一个独立存在的沙鼠种。但与子午沙鼠的外部形态非常接近,该鼠种在新疆的分布及在大沙鼠鼠疫疫源地宿主动物群落中的地位有待进一步研究。

参考文献
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