中国畜牧兽医卷南美洲的安第斯山脉年山西农业大学首次将南美羊驼引入中国羊驼毛毛质柔软细而长弹性和韧性极佳并且具有种天然颜色是非常理想的纺织原料近年来研究人员对羊驼毛色调控相关基因进行了大量的研究已经发现 '% " + 4 4; 5" % 0 与羊驼毛色形成有关内皮

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胡屈
5 years ago
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1 中国畜牧兽医 '' + - ) % >5 % 00 新疆引进羊驼遗传多样性与系统发育研究吕雪峰邢巍婷许艳丽张敏王乐新疆畜牧科学院畜牧业质量标准研究所乌鲁木齐摘要为充分了解引进羊驼的遗传多样性和系统发育关系本试验采集了新疆个地区阿勒泰市青河县塔城市和天山野生动物园只羊驼血液样品对其线粒体 $# 基因进行了扩增和测序得到长度为 0 # 的片段序列群体单倍型多样度 + 为核苷酸多样性为基因流为 0 条序列共定义了种单倍型其中单倍型 0 是群体共享最多的单倍型个地区羊驼群体之间的遗传距离很小为羊驼与美洲驼原驼骆马间的遗传距离为 0 与双峰驼的遗传距离最大为聚类分析发现个地区羊驼基本聚为一大支而且与美洲驼骆马原驼亲缘关系较近双峰驼单独聚为一支综合分析新疆引进的羊驼遗传多样性丰富群体间遗传分化程度较小基因交流水平较高羊驼与美洲驼原驼和骆马之间亲缘关系最近与双峰驼亲缘关系较远关键词羊驼遗传多样性系统发育 $# 区中图分类号 :0 文献标识码文章编号 *# 0#)0 "#3# %# % # #9#" +' %%' B"$% % 5 % "+ 3 ) ) ")'%5)%6 %*")#*$ '%5 $"% %# +"$#"5 " $)" #$ +"$#"5" 5 $5)%#$"5 + %>%"':%'5* + $"%5%* "5'5%*") %"" %$)$%+#"") % 5 ) %"$ $#'"" #$%+%)") 7 5) $ )"0 #+ "' ""%) # # $"% "#$ *#)% 6 %*+ 5$ %))%6 %* ")'+$ " ")#5 %6$* "#$ *# )+%)" ''7 5") 0 " " ) "#$ *# *' # '%5)%"5 + "$#"5"' #" "$ '%5)%"5 "$#"5"")% % ")- % " ")#5%6$* '%5)%"5 "$#"5"") " %' $ +5$""$*% )" "$#"5"' # '" )+% ")'" )%% % ")- % $ ') ""5"$ '5 $ % '%5)%6 %*")'+$ $6$ +"$#"5"% %>%"'"%'")'%5)%+ %"% " $"%6$* "$ ' %5 $"% %# "$#"5"")% % ")- % 5$ " % " $"%6$*+" 0+"$#"5"'%5)%6 %*#*$ '% $# '% 羊驼属于哺乳纲 " "$%" 偶蹄目 % )"5*$" 骆驼科 " $%)" 原产于收稿日期 0 基金项目公益性行业农业科研专项作者简介吕雪峰男山西晋城人硕士副研究员研究方向动物遗传育种与繁殖 3 "%$$C+0 5 通信作者王乐女山西大同人硕士研究员研究方向动物遗传育种 3 "%$ 775

2 中国畜牧兽医卷南美洲的安第斯山脉年山西农业大学首次将南美羊驼引入中国羊驼毛毛质柔软细而长弹性和韧性极佳并且具有种天然颜色是非常理想的纺织原料近年来研究人员对羊驼毛色调控相关基因进行了大量的研究已经发现 '% " + 4 4; 5" % 0 与羊驼毛色形成有关内皮素等与羊驼皮肤黑色素生成有关而 % % #" % 6 可通过靶向基因调节黑色素的产生但关于引进羊驼遗传多样性的研究相对较少动物线粒体是动物体内唯一的核外遗传物质以母系遗传方式遗传其结构简单稳定世代间没有基因重组且进化速度较快能更直观保存群体突变的发生姜俊兵等对羊驼线粒体 "$ 基因序列测定发现骆驼科动物的线粒体 "$ 的氨基酸臂和反密码子环区域具有属间特异性耿建军等分析了羊驼细胞色素氧化酶 5 亚基的结构和功能分析的多态性还可探讨该群体的起源地理分布种群分歧系统发育等董常生等利用羊驼基因部分序列探讨了羊驼在骆驼科动物中的分类地位 $# 区是线粒体基因组中最主要的一段非编码区也是线粒体碱基序列和长度变异最大的区域进化速率是其他区段的倍具有碱基替换速率快序列变异丰富等特点适合于检测种群内及种群间的遗传多样性新疆引进的羊驼个体数量有限因此准确了解其遗传背景防止近交衰退对羊驼种群的正常生长发育繁殖和快速扩群具有重要的科学价值与生产意义本试验通过分析新疆个地区羊驼的 $# 区序列研究引进羊驼的遗传结构并探讨其系统发育关系以期为后期的羊驼生产管理选种选育提供科学数据材料与方法材料样本采集从新疆阿勒泰市青河县 : 塔城市和新疆天山野生动物园 B 分别采集羊驼血样份 3 抗凝主要试剂与仪器 3 4 柱式动物基因组试剂盒均购自生工生物工程上海股份有限公司 # 4 $* )4 均购自宝生物工程大连有限公司梯度 4 仪电泳仪均购自 % " 公司高速离心机购自公司凝胶成像仪购自 %") 公司方法基因组提取采用 3 4 柱式动物基因组试剂盒参照说明书提取血液样品中的基因组引物设计与合成根据 " 中登录的羊驼序列登录号 8 采用 4 % 4 % 设计扩增 $# 序列的引物引物序列为 $# II $# I I 引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成 4 扩增以基因组为模板进行 4 扩增 4 扩增体系基因组约 ' 上下游引物 $ 各 # 4 + )4 # 酶 )) ; 4 扩增程序 E 预变性 % E 变性 E 退火 0 E 延伸 % 个循环 0 E 延伸 0 % E 保存 4 产物经琼脂糖凝胶电泳检测合格后送生工生物工程上海股份有限公司纯化和测序测序结果与数据分析将测序后的序列在网站中进行比对确保所得到的序列是目标序列采用 $ "$ 进行序列间比对并进行比对结果的检查和纠正利用 " 4 软件计算各碱基组成比例单倍型多样度 + 核苷酸多样性平均核苷酸差异数种群间核苷酸平均差异数 7$ 遗传分化系数 4 核苷酸歧义度 )$ 固定系数基因流并进行中性检验用软件构建单倍型网络图从网站中下载美洲驼 % 登录号 4 双峰驼登录号原驼 % 登录号 3 及骆马 - % 登录号的 $# 区序列采用 $ "$ 软件将其与新疆个地区羊驼的 $# 序列进行多重比较运用 '" 软件以 % " 参数为模型计算各种群之间的遗传距离采用 %' 8 %%' 法 "# 抽样重复次数为次构建单倍型的系统聚类图用 $7 % 软件进行分子变异分析

3 期 H++ 吕雪峰等新疆引进羊驼遗传多样性与系统发育研究果见图 +"由图 + 可知#共检出 DH 个变异位点# F 结果个单碱基变异位点# + 个简约信息位点" 利用 " ;K# 7 区序列特征测序结果经比对后获得 H##J5 的基因序列#经 K84R^' + 软件计算各碱基组成比例发现#羊驼 K" 6 ;;5 基因片段中 M > : $ 含量分别为 ' P 在线 N?M> 比对证实#所得序列为羊驼 K" 6 ;;5 基 ' P #' P P #其中 Mc> 含量 $ ' P % 稍高于 :c$ 含量$ D' -P %$表 +%" 因片段" 采用 :6 = \+' -+ 进行序列间比对#结图 ;$ 个羊驼群体线粒体 K# 7 区变异位点 E " ;\ ' ) +6 K L FK # 7 58 )8 ) )U 5@ 表 ;$ 个羊驼群体碱基百分比组成 %' );S ) ) )U 5@ 采样地塔城 >: 阿勒泰青河 X% 新疆天山野生动物园 K_f 平均值 Z 48 P > : M $ Mc> :c$ ' #' ' # ' D' - ' #' ' # ' D' - +' #' ' + +H' ' + D' ' #' ' ' D' - " 遗传多样性分析由表可知# #个地区羊驼群体单倍型多样度 $ C8%平均为 ' D#其中塔城地区羊驼的单倍型多样度最高#为 ' HD#野生动物园群体的单倍型多样度最低#为' -FH"各地区羊驼群体平均核苷酸多样性$ %为' +#动物园群体的核苷酸多样性最高为' ++-H"各地区羊驼群体平均核苷酸差异数 $ P%的均值为 F' FF+"# 个羊驼群体 > K 中 b 性检测无显著性差异$ "' %"

4 0 中国畜牧兽医卷表个地区羊驼遗传多样性分析 *#0#0 7# % " % 项目塔城阿勒泰青河 : 新疆天山野生动物园 B 平均值 " 样品数 " #$ 单倍型数 +"#$ *# 0 单倍型多样度核苷酸多样性平均核苷酸差异数 ">% " 显著性 %'%+%5"5 遗传分化分析个地区羊驼群体总遗传分化系数为总固定系数为 0 总基因流为 0 应用 " 4 软件计算个地方群体间基因差异程度的遗传学参数结果见表由表可知各种群间核苷酸平均差异数为 0 均值为 0 核苷酸歧义度为 00 均值为 0 由表可知群体间遗传分化系数为 AA 均值为 A 固定系数为均值为表群体间核苷酸平均差异数上三角和核苷酸歧义度下三角 "#$ ##%"' $" # $ %"' $" $ #" % " % : B : B 表 ' 群体间遗传分化系数上三角与固定系数下三角 ' ##%"' $" # $ %"' $" $ #" % " % : B : B ' 单倍型分析用软件构建单倍型网络图结果见图由图可知条序列共定义了种单倍型记录为其中除了单倍型 0 和外所有的单倍型只有一个个体单倍型最多的是塔城群体有个单倍型在所定义的种单倍型中单倍型 0 出现频率最高 0 为个群体的共享单倍型占所有检测个体的 0 单倍型为青河群体和塔城群体共享图单倍型网络图 -"+ 7"$%0% 遗传距离分析从网站中下载美洲驼 % 双峰驼原驼 % 及骆马 - % 的 $# 区序列将其与新疆个地区羊驼的 $# 序列进行多重比较并计算各种群之间的遗传距离结果见表由表可知个地区羊驼群

5 期吕雪峰等新疆引进羊驼遗传多样性与系统发育研究体之间的遗传距离较小为个地区群体与美洲驼之间的遗传距离也仅为与原驼间的遗传距离为与骆马之间的遗传距离为 0 与双峰驼的遗传距离最大达到双峰驼与骆马之间的遗传距离最大为与原驼之间的遗传距离次之为表个羊驼群体与同源物种的遗传距离下三角和标准误上三角 "## $ %"' $" ####%"' $"% " % # % B : % % - % 0 B 0 : 0 % 0 % 0 - % 系统发育关系分析用转换和颠换信息对个地区羊驼群体与美洲驼双峰驼原驼骆马进行聚类分析结果见图由图可知个地区羊驼基本聚为一大支而且与美洲驼骆马原驼亲缘关系较近双峰驼单独聚为一支群体变异分析利用 $7 % 软件对个地区羊驼群体分子变异进行分析结果见表由表可知个地区羊驼群体间的遗传变异远小于群体内的遗传变异说明新疆引进的羊驼遗传变异主要来自群体内群体间的遗传变异较低图个羊驼群体与同源物种的系统发育树 %' 8 %%' 法 -")0 "#% % %# # % %' 8 %%' )

6 中国畜牧兽医卷表个羊驼群体 % 区序列分子变异分析 ##0 % 6# % % %# 变异来源自由度平方和方差组分方差比率 5 +6" %"% )+ +7 " " %"55 # 4 5"' +6" %"% 种群间 '# # $"% 种群内 %%# # $"% 总计 "$ 0 水平较高遗传分化较小当时说明种群讨论羊驼 $# 区序列? 含量稍高于? 含量其中含量最低与羊驼 5* 序列的含量相似表明碱基相对较少与双峰驼的 $# 区? 含量和? 含量相似符合脊椎动物碱基组成的特点衡量一个群体遗传变异有两个重要指标单倍型间的平均遗传距离和核苷酸多样性这两个指标值越大说明群体的多样性越丰富对环境变化的适应能力也就越强由于核苷酸多样性考虑了各种单倍型在群体中所占的比例因此在反映一个群体的的多态程度时比单纯的遗传距离要精确本试验中新疆引进羊驼平均单倍型多样度 + 为说明该羊驼群体在漫长的历史进化过程积累了相当高的遗传变异群体平均核苷酸多样性为 " 等将序列遗传变异分成的个类型新疆引进羊驼 $# 区属于高的单倍型多样度 + 和高核苷酸多样性说明羊驼在进化中产生了许多突变积累了丰富的单倍型和核苷酸变异该物种对于变化的环境具有较强的适应能力这可能与其生物学特性等因素有关羊驼原产于南美洲的安第斯山脉对高海拔和干旱环境有着良好的适应能力目前美国加拿大日本澳大利亚德国以色列法国等国都相继引进了羊驼充分说明羊驼的适应能力强能在全球大部分地区生存变异位点的 ">% " 值差异不显著说明新疆引进羊驼 $# 区序列符合中性进化本试验中个地区羊驼群体产生的种单倍型中单倍型 0 是群体共享最多的单倍型可认为该单倍型是较为原始的能够适应环境变化并在群体中稳定存在的优势单倍型说明各地理群体之间存在一定的基因流动基因流是一个群体迁移到另一个群体时将某基因带到新的群体从而产生的基因流动通常当表明群体间基因流间的基因交流更为充分遗传分化更小而则说明群体可能由于遗传漂变而发生了分化新疆引进羊驼群体基因流 D 0 表明各地理群体间的基因水平较高 %' 研究发现固定系数在时表明群体间的遗传分化程度很小在时表明群体间遗传分化程度中等在时表明群体间的遗传分化较大本试验中新疆引进羊驼在之间平均值为说明遗传分化程度中等偏小群体和 4 均较低表明基因差异程度不大各群体间遗传分化程度较小个地区羊驼群体间的遗传变异远小于群体内的遗传变异这也与遗传分化程度较小的结论相对应也充分反映出群体间的基因交流频繁遗传分化程度较低遗传距离显示个地区羊驼与美洲驼间的遗传距离仅为与原驼之间的遗传距离为与骆马之间的遗传距离为 0 而与双峰驼的遗传距离最大为系统发育树也证实了这一点羊驼与美洲驼骆马原驼聚成一支双峰驼单独聚为一支这与高莉张成东报道相一致羊驼最早是由二趾原驼进化而来新世纪末期一部分二趾原驼通过白令陆桥向亚非大陆迁移进化为现代的双峰驼和单峰驼另一部分二趾原驼进入南美洲的安第斯山脉进化为现代的美洲驼属即原驼骆马美洲驼和羊驼长期以来人们对羊驼的起源存在很多异议认为羊驼是由骆马进化来的或是美洲驼和骆马杂交以后形成的本研究的系统发育结果显示羊驼与原驼美洲驼分化较晚骆马分化较早因此不排除羊驼是由骆马进化而来的可能性羊驼的繁育不仅仅是简单的增加群体的个体数量更重要的是防止其遗传多样性的丧失使物种保持进化上的潜力本研究在一定程度上为了解新疆引进羊驼的遗传现状提供了分子生物学方面的基础数据由于不同区域变异率不同因此分析的遗传变

7 期吕雪峰等新疆引进羊驼遗传多样性与系统发育研究异能力会有所差异后续将进一步深入开展相关方面的研究工作更加全面客观的反映羊驼遗传水平和系统发育关系促进羊驼种群正常繁殖和快速扩群为后期选种选育和科学管理奠定更坚实的基础 ' 结论新疆引进的羊驼遗传多样性非常丰富群体间遗传分化程度较小基因交流水平较高羊驼与美洲驼原驼和骆马之间亲缘关系最近与双峰驼亲缘关系较远参考文献姜俊兵赵志军贺俊平等 '% 在不同颜色被毛羊驼皮肤组织中的表达 8 畜牧与兽医 0 宋云飞田雪卢绪秀等 " 在不同毛色羊驼皮肤中的表达和定位 8 畜牧兽医学报 0 0 杨磊王海东王等 " 基因在棕色和白色羊驼皮肤差异表达 8 中国生物化学与分子生物学报冀元凯田雪范瑞文等 4 在不同毛色羊驼皮肤中的表达定位及与其他基因的相关性分析 8 畜牧兽医学报王海东马淑慧李亚楠等 4; 在不同毛色羊驼皮肤中的表达和定位分析 8 畜牧兽医学报 0 于秀菊董常生范阔海等 5"% 在不同毛色羊驼皮肤中的表达和定位 8 畜牧兽医学报 0 任玉红杨刚范瑞文等黑素皮质素受体在不同毛色羊驼皮肤组织中的表达与定位研究 8 畜牧兽医学报 0 张瑞娜范瑞文程志学等对羊驼皮肤黑色素细胞 B 和表达的调节 8 畜牧兽医学报 0 0 赵益文赵礼军李振等对羊驼皮肤黑色素细胞增殖和黑色素合成的影响 8 畜牧兽医学报耿建军白俊明范瑞文等内皮素对羊驼黑色素细胞特征及细胞内毛色基因表达的影响 8 畜牧兽医学报 000 贾小云金雷皓苗潋涓等 % 通过靶向调控羊驼黑色素细胞的黑色素生成 8 中国农业科学 0 张丹丽田雪宋云飞等 % 及其靶基因 7 在不同毛色羊驼皮肤中的表达 8 中国畜牧兽医姬凯元胡帅鹏刘学贤等 #" % 6 拮抗促羊驼黑色素细胞黑色素生成及细胞迁移作用 8 中国生物化学与分子生物学报 $ $ 3 "* 36 $ % + % 5 ) %"$' #%5 5% "% "$+ '% ") #$"8 6 %* 0 姜俊兵耿建军张巧灵等羊驼线粒体 "$ 基因序列测定及分子进化研究 8 激光生物学报耿建军穆晓丽张杰等羊驼细胞色素氧化酶 5 亚基基因序列的测定与分析 8 畜牧兽医杂志董常生高莉贺俊平等羊驼基因序列的测定及其研究 8 畜牧兽医学报 0 $43"*') 4% 4*$ '%5 $"% %#" '## % "5"4 5 %)"8 % * 0 程佳家养双峰驼线粒体序列多态性与起源研究杨凌西北农林科技大学张成东任战军杨雪娇苏尼特家养双峰驼基因和 $# 序列的遗传多样性 8 西北农林科技大学学报自然科学版 %'%)$ 4 %$ %"%'%' $ % ")#*$ '%5# % % + " 6%# 8' % : "'B"$)* % 5 ) %"$ '%5)%6 %* + % ""$ #8 + " "$ # # $"% %% %)#6 $ % " *$%"' + " %+% %'+ " )%")"5 6%")$ + 5 6"% 8 + 张俊珍董常生范瑞文等我国羊驼的管理 8 中国草食动物 "$) $%' 3%5") 6"% + " 4$" B ;C+) %6 %* 4 %' 36 $ % ")%5 +4 # $"% " % " %$%* %%") ' ""$4 # $"% %5" ' %6 %* + %5"' 40 高莉羊驼系统发育和种群内亲缘关系的研究太谷山西农业大学张成东中国骆驼父系和母系起源的分子特征与系统进化研究杨凌西北农林科技大学贺新明中国骆驼资源图志长沙湖南科学技术出版社 %') 3 5%) # $"+ %5" %" *5" $8 责任编辑姚倩倩

福建农业学报材料与方法试验菌株引物主要仪器主要试剂细菌培养模板的制备反应条件扩增产物的检测特异性试验敏感性试验分离菌株检测产物的克隆及序列测定结果与分析

福建农业学报材料与方法试验菌株引物主要仪器主要试剂细菌培养模板的制备反应条件扩增产物的检测特异性试验敏感性试验分离菌株检测产物的克隆及序列测定结果与分析