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中国黄牛线粒体D-loop区,ND5基因和Cyt b基因多态性研究

彭华

  中国黄牛品种多、数量大、分布广,是世界牛属遗传资源宝库的重要组成部分。近年来受生境条件、人类社会经济活动、外来品种入侵的影响,我国地方牛品种的遗传多样性迅速降低。客观评定我国畜禽品种的遗传资源特征,制定合理的利用和保护措施,对我国养牛业的持续发展,特别是新品种和新品系的培育具有重要意义。线粒体DNA(mtDNA)因其进化速度快、基因组较小、结构简单而稳定、缺乏重组、无组织特异性以及单性母系遗传等特点,而成为研究近缘种间和种内群体间遗传分化关系的有力工具。本研究选用了我国四个地方黄牛品种,即山东鲁西牛,陕西秦川牛,山西晋南牛,河南南阳牛作为实验动物群体。利用特异性引物扩增出mtDNA中的目的片段。对不同片段进行多态检测后得出以下结果:D-loop左功能域用SSCP法进行多态检测后发现每个品种均存在五种SSCP带型,其中四种带型A,B,C,D为共有带型,说明我国四个黄牛品种内存在丰富的多态。选择带型不同的个体进行测序,并结合雷初朝所测秦川牛,南阳牛,晋南牛和蒙古牛共计22个序列进行序列单倍型和遗传多样性分析。结果表明,与A,B,D带型相似的序列只存在一个碱基的差异分别定义为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ型单倍型,C带型间及与其相似的序列间差异较大,以两碱基差异为基准,将剩下的序列分别定义为Ⅳ和Ⅴ型单倍型,Ⅱ型单倍型间与其他三个单倍型间的遗传距离都较远,系统发育分析表明Ⅱ型单倍型为瘤牛起源,达到100%的可信度,其余单倍型为普通牛起源。各单倍型在品种间及品种内的分布均不平衡。南阳牛,晋南牛与鲁西牛Ⅱ单倍型占优势,南阳牛的Ⅱ单倍型比例达66%,说明严重受瘤牛影响;秦川牛Ⅱ单倍型的比例只有16%,说明受瘤牛的影响较小。遗传多样性分析表明此区富含A/T碱基,存在着严重的转换偏倚。除去插入/缺失突变22个序列间共存在38个碱基突变,约占分析位点的10%,其中单一多态位点6个,简约信息位点32个。五个黄牛品种间核甘酸分歧度(Dxy)在0.01396-0.04490之间变化,品种间双参数距离变化范围在0.0133-0.0470之间变化。表明我国黄牛品种间具有非常丰富的遗传多样性。根据晋南牛、秦川牛、蒙古牛、鲁西牛、南阳牛与欧洲牛和印度瘤牛之间的遗传距离建立的系统树,发现秦川牛,蒙古牛与欧洲牛的亲缘关系最近。南阳牛与印度瘤牛的亲缘关系较近。D-loop左功能域变率为11%,约为ND5基因(2%)的6倍,cyt b基因(0.5%)23倍。因此D-loop是用来分析种内品种间系统发育最有效的工具。 cyt b基因中的250bp用SSCP检测多态,每个品种中均检测到两种带型,经测序分析发现两种带型间只有一个碱基存在差异,两种带型在各个品种中的分布及频率基本平衡。因此cyt b基因由于变异位点较少,而不适合进行品种间的系统发育分析。ND5基因453bp区段用四种限制性内切酶HindⅢ、SpeⅠ、HaeⅢ和EcoRⅠ进行RFLP分析,结果发现两个多态位点,分别由HindⅢ、SpeⅠ产生,并且只发现了两种限制性态型A和B,两个位点紧密连锁。由前人研究结果可知,HindⅢ限制性态型A为瘤牛起源,限制性态型B为普通牛起源。四个牛种均含有两种限制性类型,类似于D-loop,南阳牛、晋南牛与鲁西牛限制性态型A占优势,南阳牛限制性态型A的比例达68%。说明严重受瘤牛影响;秦川牛限制性态型A的比例只有18%,说明受瘤牛的影响较小。根据四种限制性内切酶在ND5基因中的限制性片段数,计算出四个品种间的净遗传距离,进一步绘制出系统发育树,发现秦川牛与另外三个牛种间的亲缘关系较远。而秦川牛与晋南牛无论从外貌体型还是地理分布都很相似,因此地方牛种的相互关系并不能简单地以地域来进行划分。测序结果表明HindⅢ、SpeⅠ产生多态分别由nt12179发生T/C的突变、nt12136发生A/G的突变造成的。除去这两个酶切位点,在453bp区段中还发现另外6个突变位点,说明ND5基因变异程度较高。随着人们对ND5基因越来越深入的研究,其必将成为研究系统发育和侯选基因标记的有用工具。……   
[关键词]:黄牛;mtDNA;ND5基因;Cytb基因;多态性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西北农林科技大学2004年