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棘胸蛙(Quasipaa spinosa)隶属叉舌蛙科(Dicroglossidae),是棘胸蛙属(Quasipaa)中分布最广的物种之一,其主要的地理分布区域为我国长江以南以及越南北部的少数地区,作为一种无尾目的两栖类,棘胸蛙在药用以及食用方面具有很高的经济利用价值。多年来,相关学者对其遗传信息进行多次分析发现,国内分布的棘胸蛙存在3个支系,且支系间存在显著的遗传分化,本研究利用群体基因组测序技术,同时结合表型分化及关键环境因子研究,为揭示棘胸蛙适应性进化及物种形成机制提供基因组信息基础。其主要结果如下:(1)形态特征分析:采集12个不同地理种群棘胸蛙的16个形态特征指标进行差异及分类分析。主成分分析结果显示,前三个主成分的累积贡献率为64.854%,依据所得的PC1和PC2得分值绘制散点图,结果显示,广西贺州样本与其他地理种群有较明显的区分。通过判别分析发现,来自12个种群的棘胸蛙样本可明显分成三个群体,其中安徽池州棘胸蛙的判别正确率最高,为87.5%,其次为广西贺州(76.9%)。马氏距离结果显示总样本中60.9%的个体被正确地分配给了自己的种群,判别正确率较高。聚类分析结果显示,福建龙岩、广西贺州与广东韶关3个地理种群的进化枝距离最近,说明三者的系统进化水平较为接近。形态分化分析结果表明以广西贺州为中心的西南部群体与地理位置偏东北方向的江西安徽等群体在外部形态特征上已产生一定程度上的分化。(2)关键环境因素分析:获得的12个环境变量关联性分析显示,气温因素相互之间均显示极显著的正相关关系(P<0.01),而纬度与降水、湿度三种环境因素之间也显示相同的关联性(P<0.01),同时后三种因素与气温均为负相关(P<0.01)。通过主成分分析共获取两个主成分,其中PC1包含4种环境因素,分别为温度因子(0.955～0.978)、降水因子(-0.941、-0.975)、湿度因子(-0.823)、纬度因子(-0.946),PC2包含2种环境因素,分别为海拔(0.907)和气压(-0.881),6种主成分因子能够解释12个环境因子变异的89.063%。6种主要环境因子分别与棘胸蛙各形态特征关联分析显示,手长与体长的比值与温度因子呈显著正相关(P<0.05),与年均降水、气压以及纬度因子呈显著负相关关系(P<0.05);眼径与体长的比值与温度因子呈显著正相关(P<0.05),与年均降水量、纬度因子呈显著负相关(P<0.05);跗褶长与体长的比值与经度呈极显著负相关(P<0.01)。繁殖期棘胸蛙微生境的温湿度变化与形态特征关联性分析显示,该期间生境的最高温与手长和体长的比值呈显著正相关关系(P<0.05),繁殖期均温与跗褶长与体长的比值呈显著正相关(P<0.05)。棘胸蛙形态特征的主成分分析结果提取到三个主成分,其中占49.781%的总体变异的第一主成分主要与棘胸蛙手长足长等形态纵向量度水平上相关,占8.271%的总体变异的PC2主要与反映棘胸蛙体型大小的头部横向的形态量度相关。由此可见,影响棘胸蛙形态分化最主要的环境因子为温度指标,且影响最大的是最高温度与极端最高温度,温度越高,与棘胸蛙手长足长等形态纵向量度相关的形态指标越大,之后影响头部特征的大小。(3)群体基因组测序:基于MGISEQ-2000对36个棘胸蛙群体样本进行重测序,经过滤得到有效测序数据1314.97 Gb,与棘胸蛙参考基因组进行比对得到有效基因组大小2.84 Gb,通过质控及数据过滤,得到12.68 M高质量的SNP calling数据集。基于筛选出的SNP进行群体主成分、遗传结构及系统发育树分析,结果显示棘胸蛙复合种可分为三个支系,且西部支系分化明显,与前两章形态分化及环境因子分析结果一致。按照群体结构划分结果进行选择群体分析,结果显示东部支系经历了正向选择,利用Fst及θл分析比较了种群间遗传多态性的差异水平,结果发现东西支系间具有很高的遗传分化水平。通过选择消除分析确定了候选选择区域并对候选选择区域基因进行GO功能富集分析,结果显示,候选区域基因主要与生物调节、新陈代谢、细胞过程、信号转导过程相关;KEGG分析结果表明,候选基因参与的最主要代谢途径和信号转导途径主要与环境信号过程及RNA运输、激素信号转导有关。根据溯祖理论做PSMC种群历史动态分析,结果表明棘胸蛙复合种三个支系群体在早期均经历过较大幅度的种群收缩,而东部支系群体近期经历过种群扩张,造成这种种群历史动态的原因还需要结合全球气候波动、地理生态的改变做进一步推断。通过TreeMix进行种群迁移分析,结果显示棘胸蛙支系间存在基因流,且遗传信息相近的支系种群间存在混合体。