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采用mtDNA序列研究中国家养山羊的遗传多样性与起源分化

张红平

  测定了饲养在中国的16个家养山羊品种(包括4个引进品种)96个个体的线粒体DNA(mtDNA)控制区(D-环)全序列,结果表明控制区全序列长度为1,212bp或1,213bp,共检测到90个变异(突变)位点,占分析位点总数的7.43%,其中简约信息位点69个,单一多态位点20个,所有这些突变均为两核苷酸间的变异。在1,075位有一个核苷酸的插入/缺失。所有的核苷酸替换均为转换,没有颠换发生。群体核苷酸不配对分布曲线是一条不规则的多峰波浪型曲线,且所有序列Tajima D中性检验结果不显著(P>0.10或0.05<P<0.10),说明序列均为选择性中性,表明中国山羊在过去没有出现群体扩张。无论中国山羊,还是引进品种均表现出了较高的核苷酸多样度(Pi)和单倍型多样性(H)。整个家山羊群体的平均核苷酸差异数为19.475,核苷酸多样度为(1.608±0.09)%,这些差异共定义了54种单倍型,单倍型多样性为0.977。其中,中国家养山羊11个品种有41种单倍型,引进的4个品种有16种单倍型。中国山羊的单倍型多样性(0.973)比引进品种(0.913)高,但引进品种的核苷酸多样性(1.731%)、单倍型间的平均距离(0.0187)、单倍型间的平均核苷酸差异数(20.96)高于中国山羊品种(分别为1.531%、0.0151和18.554),但差异均不显著(P>0.05)。表明中国家养山羊的遗传多样性较为丰富。用Alrequin2.0软件进行了分子方差分析(AMOVA),品种间的方差组分只占总变异的24.22%,经检验不显著(P>0.05)。表明家山羊品种(系)间还没有出现显著的遗传分化,品种间表现出弱的遗传结构。将本研究测定的96条mtDNA的D环全序列与文献报道的16条家山羊序列、2种野山羊(角(羊骨)羊和捻角山羊)的D环序列结合分析发现,文献报道的单倍型仅有3种在中国山羊中存在。各家养山羊品种间平均核苷酸差异数为19.475(7.50~30.42),平均核苷酸差异率为1.607%(0.619%~2.512%)。品种间的Kimura双参数距离变异较大(0.0008~0.0315)。许多品种都具有独特的单倍型类型,只有10种单倍型在品种间有共享。各单倍型在品种间和品种内的分布和频率也不平衡。用PAUP4.0软件构建了56条单倍型和2条野山羊D环全序列的MP和ML系统发育无根树,在Kimura双参数模型下,用MEGA软件构建了ME树,并进行了Bootstrap检验。结果三种一致树各分支的统计置信度(凡值)都在50%以上,三种树的拓扑结构是相似的,家山羊的所有单倍型分成了3个有明显区别的簇一一1、n、m,表明中国家养山羊有多个母系来源。但中国家养山羊有哪些母系来源,野生种间是先杂交、再家养,还是先有独立的起源、后来再有野生种的基因渗入等需要进一步研究。细胞色素b(cytb)基因在线粒体基因组中进化速度适中,较短的1个DNA片段就能包含从种下水平到属水平乃至纲水平的系统发育信息,而且在一定的进化尺度内cytb基因不受饱和效应的严重影响,所提供的系统发育信息和遗传分化水平适于分析种间和属间差异。实验测定了位于线粒体DNA上的唯一的蛋白质编码基因—细胞色素b全序列,结果表明细胞色素b基因序列全长为1,14obp,编码379个氨基酸和一个终止密码子。16个家养品种的42条序列中,共有17个多态位点,其中单一多态位点7个,简约信息位点10个,在215、241和302三个位置产生了氨基酸的变化。在第一位密码子和第三位密码子位置富含碱基A,而第二位富含T。第三密码子的碱基组成存在较大偏倚,第3位G的含量最低,只有3.6%一6.3%。与7个野山羊的11条序列比较,家养山羊同各野生山羊的序列差异变异范围很大,平均核营酸差异数为16.512一89.905,序列差异百分比为 1.448%一7.886%。转换发生的数目显著高于颠换,无论是转换还是颠换,在密码子的第三位碱基发生的概率均远高于第一和第二位密码子。氨基酸的密码子使用频率极不均衡。用绵羊作为外群,16个家养品种的42条细胞色素b序列以及7个野生种的11条序列构建了系统发育MP树,结果表明除角滑羊外,家山羊、野生山羊分别聚在不同的枝上,但在家山羊群体内部出现了遗传分化,本实验中测定的所有家山羊个体聚为3大类。野生山羊种,如角招,羊,同家山羊的分化不明显。……   
[关键词]:遗传多样性;线粒体DNA;控制区;系统进化;细胞色素b;山羊
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:四川农业大学2003年