黃胸鼠和褐家鼠全球性分布。它們是入侵物種，也是我國(guó)主要的兩種家棲鼠類，危害農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、破壞基礎(chǔ)設(shè)施，并能夠傳播人畜共患病。

為了探討黃胸鼠低溫耐受能力以及進(jìn)一步北擴(kuò)的可能范圍，尤其是能否繼續(xù)擴(kuò)張到東北地區(qū)，并與褐家鼠東北種群重疊而形成新的危害，中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所對(duì)全國(guó)范圍的褐家鼠和黃胸鼠的樣本進(jìn)行了全基因組分析，并對(duì)室內(nèi)群體進(jìn)行了低溫馴化實(shí)驗(yàn)，比較了兩種家鼠的遺傳和表型，基本明確了黃胸鼠的北擴(kuò)邊界在長(zhǎng)城一帶，耐受低溫的遺傳和生理的局限性使其難以在東北建群。

群體基因組分析發(fā)現(xiàn)，我國(guó)的黃胸鼠從南向北擴(kuò)張，分化為華北、西北和西藏三支，尤其與溫度適應(yīng)相關(guān)的遺傳變異的頻率在北方新環(huán)境升高。例如，涉及甘油三酯代謝的基因Apoa1和Apoa4在黃胸鼠華北種群中受到正選擇，與脂肪代謝、產(chǎn)生能量和適應(yīng)寒冷氣候有關(guān)。西北種群中受正選擇的基因主要與干旱氣候適應(yīng)相關(guān)，西藏種群中受到正選擇的基因與低氧適應(yīng)相關(guān)。

華北黃胸鼠在適應(yīng)低溫方面具有可塑性。而與同域分布在華北褐家鼠相比，華北黃胸鼠經(jīng)歷了不同的演化過程。在遺傳和表型上，黃胸鼠應(yīng)對(duì)寒冷的能力均弱于褐家鼠。在0°C以下，黃胸鼠需要更高的耗氧產(chǎn)熱以及非顫抖性產(chǎn)熱來維持體溫恒定。在行為方面，褐家鼠在低溫下儲(chǔ)食行為明顯，存儲(chǔ)大量食物，且個(gè)體間攻擊減少，而黃胸鼠沒有出現(xiàn)這些行為。這表明黃胸鼠在冬季維持體溫需要更高的生理代價(jià)，且獲得食物和集群御寒的能力較差。進(jìn)一步，研究人員將室內(nèi)模擬溫度降低到-10°C、-20°C，發(fā)現(xiàn)-20°C黃胸鼠存活不過2天而褐家鼠安然無恙。戶外的飼養(yǎng)觀察表明，黃胸鼠在天氣持續(xù)-8℃到-18°C時(shí)，水糧充足，難以活過2天。

研究發(fā)現(xiàn)，黃胸鼠種群在向北擴(kuò)張過程時(shí)產(chǎn)生了對(duì)低溫的適應(yīng)性變異，但對(duì)低溫耐受的遺傳和生理的局限性阻礙了它們向北進(jìn)一步擴(kuò)張。黃胸鼠種群難以越過長(zhǎng)城在東北建立種群，也不能與東北褐家鼠種群產(chǎn)生大規(guī)模重疊。

近日，相關(guān)研究成果以Genomic and phenotypic adaptations of Rattus tanezumi to cold limit its further northward expansion and range overlap with R. norvegicus為題，發(fā)表在《分子生物學(xué)與進(jìn)化》（Molecular Biology and Evolution）上。研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目等的支持。

論文鏈接