中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化研究

中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化研究

赖松家[1]2003年在《中国叁个牛种遗传多样性和分子系统进化研究》文中认为本研究采用PCR产物,Sanger双脱氧链终止法自动测序技术,测定了我国饲养的14个黄牛品种(其中两个引进品种)84个个体和5个牦牛品种(类群)33个个体的线粒体DNA控制区(D-loop)全序列,分析结果表明: 我国饲养的黄牛D—loop全序列长度为910bp、911bp和912bp,检测到83个多态位点,占分析位点总数的9.10%,其中单一多态位点19个,简约信息位点64个;核苷酸位点突变类型有五种,即转换、颠换、插入/缺失及转换与颠换共存。确定了45种单倍型,其中单倍型H10和H6为中国黄牛的主体单倍型,中国本地黄牛品种38种单倍型,其中32种单倍型为相应品种所特有。各单倍型在品种间和品种内的分布和频率均不平衡,所测定的14个黄牛品种单倍型平均多样度为0.9593±0.0126,各单倍型间的平均遗传距离为0.016(0.000—0.055),说明我国黄牛D-loop单倍型类型丰富。黄牛品种内各序列平均核苷酸差异数19.675,核苷酸多样度2.164%,黄牛品种间核苷酸分歧度(Dxy)从0.292%—4.571%;品种间双参数距离范围较大(0.000—0.053)。结果表明我国黄牛具有非常丰富的遗传多样性。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,所有序列Tajima's D中性检验结果不显着(p>0.01),表明中国黄牛在过去没有出现群体扩张。分子方差分析表明,品种间的方差组分占总变异的26.5%,品种内的方差组分为73.50%,经检验差异极显着(p<0.01),进一步分析各品种间的Fst P值,大部分品种间差异不显着,部分品种间差异显着或极显着。表明我国黄牛品种间出现了显着的遗传分化。 本研究在国际上首次测定了牦牛线粒体DNA控制区(D-loop)全序列,并采用了克隆测序,反向测序进行验证,表明结果是准确可靠的。牦牛线粒体DNA控制区全序列长度为891 bp至895 bp。T、C、A、G四种核苷酸的含量分别为28.5%、25.3%、32.5%、13.7%。检测到47个变异位点,约占分析位点总数的5.23%,其中简约信息位点36个,单一多态位点11个;核甘酸变异类型有转换、颠换、插入/缺失四种。确定了24种单倍型,单倍型H6和H4为中国牦牛的主体单倍型,各单倍型在品种间分布不平衡,所测定的5个牦牛品种(类群)单倍型平均多样度为0.9697±0.0180,各单倍型间的平均遗传距离0.014(0.000—0.037),说明我国牦牛D—loop单倍型类型丰富。牦牛的品种内各序列平均核苷酸差异数10.936,核苷酸多样度1.231%;耗牛品种间核昔酸分歧度(Dxy)从0.760%一2.155%,品种间双参数距离范围为0.003一0.029。结果表明我国耗牛遗传多样性丰富。 我国耗牛控制区全序列核营酸数量比我国黄牛少巧一21 bp,核昔酸变异率耗牛 (5.23%)较黄牛(9.10%)低,核营酸多样度黄牛(2.164%)较耗牛(1.231%)高约一倍。表明我国黄牛遗传多样性较耗牛丰富。 试验测定了我国饲养的黄牛13个品种82个个体、耗牛5个品种(类群)31个个体和水牛4个地方类群18个个体的线粒体DNA细胞色素b部分(420 bp)序列,分析结果表明: 黄牛中发现11个多态位点,单一信息位点6个,简约信息位点5个,确认了13种单倍型,单倍型核营酸平均差异数为2.331,核营酸多样度为0.555%,品种间核普酸分歧度(Dxy)从0.048%一1 .23%,双参数距离从0.000一0.012;在10、17、78、81四个位置检测到氨基酸序列变异,黄牛各品种间在cys、Leu、Ala、ne、Thu、.Val、Tyr七种氨基酸组成含量有差异。耗牛中发现9个变异位点,单一信息位点4个,简约信息位点5个,确定了6种单倍型,单倍型核营酸平均差异数1,798,核营酸多样度为0.428%,在69、118两个位置检测到氨基酸变异,耗牛各品种间在Ile,Thr两种氨基酸组成含量存在差异。水牛中发现5个多态位点,单一信息位点2个,简约信息位点3个,确定了5种单倍型,单倍型核普酸平均差异数为1.065,核昔酸多样度为0.254%,没有发现氨基酸变异。结果表明,中国黄牛遗传多样性较耗牛丰富,中国水牛遗传多样性贫乏;线粒体DNAD一loop区遗传多样性较Cyth基因遗传多样性丰富。 Cytb基因核昔酸的变异类型在黄牛中为转换和颠换,在水牛和耗牛中只有转换,叁种牛均以转换为主,没有缺失/插入;核昔酸的替换叁种牛均发生在密码子的第叁位,叁种牛均以同义替换为主,黄牛各品种仅在安西黄牛中检测到非同义替换,耗牛和水牛中没有检测到非同义替换,同义替换的速率(ds)高于非同义替换的速率(ka)。 黄牛、耗牛和水牛3种牛的Cytb序列中,不同位点碱基含量不同,3种牛均为密码子的第一位点和第叁位点富含碱基A,第二位点富含碱基T。同一碱基在不同的密码子位点和不同的牛种中含量不同,黄牛中T、A在第2位点最高,G在第一位点最高,C在第叁位点最高;耗牛和水牛中T在第二位点最高,G在第一位点最高,C、A在第叁位点最高。可见,在不同位点和不同牛种间密码子的碱基组成存在较大偏倚。比较黄牛、水牛、耗牛密码子的使用频率,不同的密码子在同一牛种使用频率不同,同一密码子在不同的牛种中使用不同;同义密码子在牛种内和牛种间使用频率不平衡,结果表明,密码子使用频率存在偏倚性。 采用黄牛和耗牛mtDNA控制区全序列单倍型,黄牛、耗牛和水牛m

雷初朝[2]2002年在《中国四个畜种(黄牛、水牛、牦牛、家驴)线粒体DNA遗传多样性研究》文中认为从我国陕西省、山西省、湖南省、内蒙古自治区及河南省采集秦川牛(QC)、西镇牛(XZ)、晋南牛(JN)、岳阳牛(YY)、蒙古牛(MO)、南阳牛(NY)、郏县牛(JX)与中国黑白花奶牛(BW)共8个品种的样品,利用PCR技术,自行设计了一对特异性引物,用于扩增中国黄牛线粒体DNA D-loop区910bp全序列。用Clustal W(1.82)软件对8个黄牛品种22个个体的D-loop区全序列进行同源序列比对与深入分析,结果表明: 1.1 中国黄牛线粒体DNA D-loop核苷酸位点突变类型有五种,即转换、颠换、插入、缺失及转换与颠换共存。碱基转换以T〈=〉C形式为主,占62.96%,A〈=〉G占37.04%。本文还发现一个特殊位点,即266位点,出现碱基突变C〈=〉G〈=〉A〈=〉T,在22个黄牛个体中,碱基G出现12次,占54.55%,碱基A6次,占27.27%,碱基C3次,占13.64%,碱基T1次,占4.55%。本文把266位点称为转换与颠换共存位点。 1.2 中国8个黄牛品种22个个体D-loop区全序列中,A+T平均含量为61.65%,G+C平均含量为38.35%。在黄牛D-loop 910bp序列中,共检测到核苷酸多态位点66个,约占核苷酸总数的7.25%。其中转换54个,约占核苷酸多态位点的81.82%;颠换4个,占6.06%;插入4个,占6.06%;缺失3个,占4.54%,转换与颠换共存位点1个,占1.52%。 1.3 以Anderson(1982)测定的欧洲牛mtDNA D-loop全序列(910bp)为标准,8个黄牛群体D-loop的平均核苷酸变异率分3个层次,西镇牛、蒙古牛、黑白花奶牛及秦川牛的核苷酸变异率最低,分别为0.37%、0.44%、0.52%和0.66%;南阳牛与郏县红牛的核苷酸变异率居中,分别为1.91%和2.02%;晋南牛与岳阳牛的核苷酸变异率最高,分别为4.47%和4.73%。 1.4 发现中国黄牛D-loop全序列中存在两个高变区,第一个主要的高变区,中国四个畜种(黄牛、水牛、耗牛、家驴)mONA遗传多样性研究与欧洲牛相同,位于241~61obP区域,长度为37ObP,约占核昔酸总变异位点的60.00%;第二个次要的高变区位于713一850bp区域,长度为138bp,约占20.00%。 1.5中国黄牛品种内D一looP区全序列变异率为0.55%~5.39%。其中蒙古牛D一loop区全序列变异率最低(0.55%),南阳牛与郊县红牛变异率最高(大于5.0%)。中国黄牛品种间D一loop区全序列变异率为1.21%~6.59%。中国黄牛品种间D一100p区第一高变区的序列变异率为0.54%~9.46%,第二高变区的序列变异率为0.74%~8 .82%。 1.6对22条mtDNAD一1。。p的全序列进行同源序列比对,结果发现19种单倍型,其中南阳牛1(NYI)、秦川牛1(QCI)与秦川牛3(QC3)共享一种单倍型;晋南牛1(州l)与岳阳牛(YY)共享一种单倍型;其余17个个体分别单独享有一种单倍型,单倍型比例为86.36%,表明中国黄牛遗传多态性很丰富。 1.7通过对中国8个黄牛品种mtDNAD一loop区910饰全序列进行NJ法聚类分析,发现中国黄牛有叁种单倍型组,分别代表着中国黄牛的叁大母系起源。单倍型组I代表欧洲普通牛起源,单倍型组n代表印度瘤牛起源,单倍型组m代表一种不明身份的母系起源。首次从mtDNAD一loop母性遗传标记上证明中国黄牛是欧洲普通牛和印度瘤牛为主的混合起源,但受普通牛的影响更大一些。发现所研究的晋南牛1号、2号及岳阳牛起源于瘤牛,黑白花奶牛、秦川牛、蒙古牛与西镇牛起源于普通牛,晋南牛3号有另一种不明身份的母系起源。南阳牛与郊县牛品种内个体间分别含有普通牛与瘤牛的血缘。中国黄牛品种间与品种内有较大的分歧,表明中国黄牛品种间和个体之间具有丰富的遗传多态性。 从我国陕西省、甘肃省、云南省及新疆自治区采集关中驴(GZ)、凉州驴(LZ)、云南驴(YN)与新疆驴(XJ)共4个品种的血样,利用PCR技术,用一对驴的特异性引物(该引物为克罗地亚Ivankovic与斯洛文尼亚Dovc(2002)先生设计并惠赠的)扩增了中国家驴和关中马D一1。oP区部分序列,其长度分别为399bp和396bp。用Clustalw(l .82)软件对4个家驴品种21个个体和2匹关中马的D一foop区部分序列进行同源序列比对与分析,结果表明: 2.1以xu(1996)己发表的驴D一foop序列为对照,对家驴21个个体的mtDNAD一fo叩区399bp序列分析表明,中国4个家驴品种D一Icop序列核昔酸变异只有转换一种形式,没有发生D·lonp序列长度变异,说明中国家驴D一loop区序列核昔酸突变比较稳定。 2.2中国4个驴品种21个个体D一loop区部分序列中,A+T平均含量为59.06%,G+C含量为40.94%。共检测到核昔酸多态位点22个,只有转换一种类型,约占核 中国四个畜种(黄牛、水牛、耗牛、家驴)mtDNA遗传多样性研究且昔酸总数的5.51%。其中A<=> G10次,约占核昔酸多态位点的45.45%;C<=>T12次,占54.55%。 2.3关中马2个个体D一loop区396bp序列由2种单倍型组成,共检测到核营酸多态位点8个,全部为转换,约占核营酸总数的2.02%。其中A<=> G3次,约占核昔酸多态位点的37.50%;C<=>TS次,占62.50%。关中马n一loop区396bp序列中,A十T平均含量为57.95%,而G+C平均含量为42.05%。 2.4以xu(1996)己发表的欧洲驴D一loop作

解玉亮[3]2012年在《牦牛与犏牛线粒体基因组比较分析》文中认为中国是目前世界上拥有牦牛数量最多的国家,牦牛资源十分丰富,仅《中国牛品种志》中收录的优良品种就有5个,而有代表性的优良类群就达11个之多,因此中国牦牛群体遗传多样性一直是人们研究的热点,并采用血液蛋白多态、微卫星标记、线粒体D-loop区序列、细胞色素b基因序列和核基因序列进行了分析,但基于线粒体基因组全序列探讨中国主要牦牛品种遗传多样性的研究还未见报道。牦牛是青藏高原及其周边地区畜牧业经济发展不可或缺的畜种,为当地牧民提供肉、奶、毛、役力、燃料等生产和生活必需品,但其生产性能较低,通过与黄牛杂交可大幅度提高其乳、肉等生产性能,然而F1代公犏牛雄性不育,因此阐明犏牛雄性不育的机制对牦牛杂交改良和杂种优势利用,以及提高牧民生活水平等具有重要意义。目前关于犏牛雄性不育机制的研究主要集中在精子发生减数分裂相关的核基因上,关于线粒体与犏牛雄性不育关系的研究还未见报道。为了进一步研究中国牦牛品种遗传多样性以及线粒体基因组与犏牛雄性不育的关系,本文拟采用克隆测序和文献追踪等方法获得中国5个主要牦牛品种(西藏高山牦牛、九龙牦牛、麦洼牦牛、青海高原牦牛和天祝白牦牛)36个个体和4个犏牛个体的线粒体基因组全序列,分析中国牦牛线粒体基因组的基因组成和序列特征、中国牦牛品种遗传多样性和遗传分化,比较牦牛和犏牛线粒体基因组之间的差异,为揭示中国牦牛种质特性和雄性不育分子机制提供依据。主要研究结果如下:1.中国牦牛线粒体基因组全序列分析通过克隆测序获得了西藏高山牦牛线粒体基因组全序列,发现牦牛线粒体基因组全长16324bp,由13个编码蛋白基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区组成,基因组成、排列方式和位置均与牛亚科其它物种基本一致。牦牛线粒体13个编码蛋白基因序列长度为11400bp,发现4种起始密码子,大多数编码蛋白基因(9个)均以ATG为起始密码子,ND2、ND3和ND5基因以ATA为起始密码子,ND6基因以AAT为起始密码子。牦牛线粒体非编码区序列全长为893bp,定位在tRNA-Pro与tRNA-Phe之间,与牛亚科其它物种一样由终止序列区(ETAS)、中央保守区(CD)和保守序列区(CSB)组成,但牛亚科不同物种间非编码区序列长度具有物种特异性。牦牛线粒体22个tRNA基因序列长度在66-75bp之间,总长度为1511bp.牦牛线粒体基因组包括2个rRNA基因,即12s rRNA和16s rRNA基因,长度分别为957bp和1571bp。2.中国牦牛品种线粒体基因组遗传多样性与遗传分化在36个中国牦牛线粒体基因组全序列中共发现222个变异位点,多态位点百分率为1.36%。中国牦牛线粒体基因组全序列中发生转换44次,颠换2次,转换/颠换(Ts/Tv)比值为18.11,大于转换/颠换比临界值(2.0),说明中国牦牛线粒体基因组的突变未达到饱和状态。36个牦牛线粒体基因组全序列可定义为30个单倍型,单倍型多样度(Hd)为0.984,核苷酸多样性(Pi)为0.284%,平均核苷酸差异数目(k)为46.3,可见中国牦牛的遗传多样性较丰富。在5个牦牛品种中,多态位点在4-170个之间,单倍型多样度(Hd)在0.833-1.000之间,核苷酸多样性(Pi)在0.025-0.486之间,平均核苷酸差异数目(k)在4-76.4之间,其中麦洼牦牛的多态位点数、单倍型多样度、核苷酸多样性、平均核苷酸差异数目均最高,说明在中国5个牦牛品种中麦洼牦牛的遗传多样性较丰富。中性检验发现中国牦牛群体和5个牦牛品种线粒体基因组全序列符合中性突变,种群的群体大小基本保持稳定,没有出现过种群扩张和持续增长模式。中国牦牛5个牦牛品种间的遗传距离在0.002-0.088之间,平均为0.031,其中麦洼牦牛与其它3个品种间的遗传距离最大。中国牦牛群体的遗传分化系数(Gst)为0.0242,基因流为10.08,说明中国牦牛品种间遗传分化不明显,但麦洼牦牛与中国其它牦牛品种间的分化最明显。3.牦牛与犏牛线粒体基因组比较分析通过克隆测序技术获得了4个犏牛线粒体基因组全序列,长度在16339bp-16443bp,与牦牛之间存在明显差异。在牦牛和犏牛间线粒体基因组全序列中共发现784个差异位点,其中非编码区47个,编码蛋白基因中619个,tRNA基因中39个,rRNA基因中79个。在非编码区中,ETAS2的差异最大,而CSB2、OH。LSP和HSP等在牦牛和犏牛间均高度保守。与牦牛线粒体非编码区相比,犏牛非编码区有2个较长的碱基插入,分别位于ETAS1前以及ETAS2和CD之间。在编码蛋白基因619个差异位点中,非同义突变位点92个,引起81个氨基酸残基发生改变;92个非同义突变位点中35个引起牦牛和犏牛间氨基酸残基的类型发现改变,其中ATP6蛋白中氨基酸残基类型改变比例最大,为1.76%,而COI、ND3和ND6蛋白未发生氨基酸残基类型的改变。在tRNA基因中,tRNA-Asn基因中的差异位点最多,而tRNA-Val等6个基因则完全一致;二级结构分析差异位点在D环、TΨC环、中央环、受体臂及反密码子臂等处均有分析;在tRNA-Asn基因nt60处和tRNA-Leu (CUN)基因的nt21处各发现1个碱基插入/缺失。在rRNA基因中,12S rRNA中有19个差异位点位于二级结构的loop区,8个位于stem区:16S rRNA中有38个位于loop区,14个位于stem区。

涂正超, 张亚平, 邱怀[4]1998年在《中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化》文中研究说明用20种限制性内切酶分析了我国5个牦牛群体90个个体的限制性片段长度多态性,其中AvaI,AvaII、BglII、EcoRI.HindIII、HpaI6个酶切类型具有多态性,共发现5种mtDNA单倍型,每种单倍型中检出50-55个位点,并利用双酶切制定出其物理图谱。我国牦牛群体mtDNA多样度HT为0.1065,群体内的平均一致性概率为0.8966,表明我国牦牛群体mtDNA多态性较贫乏,群体间的平均净遗传距离Pet为0.000201,群体基因分化系数Gst为0.0291,我国牦牛群体mtDNA变异只有2.91%来自群体间的差异,群体间的分化程度较低。并根据报道,比较了牦牛和其他家养牛种的mtDNA遗传分化,估计出牦牛和普通牛、瘤牛的分化时间大约分别在1.1-2.2百万年和1.01-1.02百万年之间。

王玲[5]2004年在《中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化研究》文中提出本试验测定了中国5个牦牛品种34个个体的线粒体D-loop全序列,长度为891bp~895bp,有55个变异位点,24种单倍型,核苷酸多样度和群体单倍型多样度分别为1.315%、0.9697。变异位点有转换、颠换、插入/缺失四种类型,其中转换的频率明显高于颠换。D-loop全序列每个位点突变率并不相同,在131~500bp、701~751bp间存在突变热点,为D-loop的两个高变区。牦牛D-loop碱基G+C(39%)含量小于A+T含量(61%),表现出碱基的偏倚性。 牦牛各品种核苷酸分歧度Dxy为0.480%~2.106%,净遗传距离Da为-0.094%~0.809%,麦洼牦牛与其它牦牛群体的Dxy、Da值较高,牦牛单倍型间的平均距离为0.014。麦洼牦牛和天祝牦牛、犏牛之间有较高程度的遗传差异。九龙牦牛与其它牦牛间基因流较大(Nm=3.40~1.58),麦洼牦牛和天祝牦牛、犏牛之间基因交流(Nm=0.46~0.52)的程度相当小,遗传漂变是它们之间遗传分化的主要因素。整个来说,我国牦牛多态性丰富,遗传分化明显。本试验的牦牛序列经Tajima′s D中性检验不显着(P>0.10),符合中性突变。 根据牦牛各品种线粒体D-loop的一致序列构建的NJ树,九龙牦牛和犏牛之间的遗传距离为0,因而聚在一支上,而麦洼牦牛和其它4个牦牛品种(类群)间的亲缘关系相对较远。用本试验中的牦牛单倍型和GenBank中序列结合起来构建的单倍型NJ树,所有序列分成4大支,即聚类簇Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,本次研究的牦牛序列全部分散在聚类簇Ⅰ。从NJ树中可以看出牦牛和野牛亲缘关系较近,而和普通牛、瘤牛关系较远。根据聚类簇Ⅰ中牦牛的24种单倍型间的碱基差异构建的网络关系图可以看出,牦牛的单倍型明显分为两支,和单倍型的NJ树得出一致的结论,表明我国牦牛可能存在两个驯化地点。

高杰[6]2014年在《昌台牦牛遗传多样性蛋白和基因水平的研究》文中进行了进一步梳理本研究的主要目的是从分子水平上研究四川昌台牦牛类群的遗传多样性,并确定其与麦洼牦牛、九龙牦牛两个牦牛品种的亲缘关系,为昌台牦牛遗传资源的合理利用提供科学依据。试验利用15个微卫星标记、线粒体DNA(mtDNA)D-loop序列、1个表达的小卫星序列(乳上皮粘蛋白,即MUC1),以及牦牛特有的乳酸脱氢酶-1(LDH1)多态性和κ-酪蛋白(κ-CN)基因重复片段多态性,对分布于四川省的昌台牦牛、麦洼牦牛和九龙牦牛的遗传多样性进行全面的分析和比较。主要研究成果如下:1、微卫星、小卫星和mtDNA D-loop分析显示,叁个牦牛品种(类群)具有丰富的遗传多样性。昌台牦牛的基因杂合度(Ho)或单倍型多样度(Hd)均高于麦洼牦牛和九龙牦牛。2、mtDNA D-loop分析显示,叁个牦牛品种(类群)具有相近的遗传距离,提示它们在母系起源上亲缘关系较近;微卫星和MUC1多态性分析均显示,昌台牦牛与麦洼牦牛之间有更近的遗传距离。结合叁个牦牛品种(类群)LDH1和κ-CN的多态性特征,我们认为昌台牦牛与麦洼牦牛的亲缘关系比其与九龙牦牛之间的亲缘关系更近。3、本研究首次从分子水平上对昌台牦牛的遗传多样性进行了全面分析,通过与麦洼牦牛、九龙牦牛两个牦牛品种的聚类分析,初步提示昌台牦牛是一个独立的牦牛类群。4、本研究还建立了一种简便的PCR和电泳方法,用于检测牦牛κ-CN基因第四外显子12-bp重复片段的遗传多态性。

宋大伟[7]2008年在《牦牛的起源与系统发育分析》文中进行了进一步梳理牦牛(yak)是唯一能在青藏高原及其毗邻的高寒牧区繁衍的牛亚科动物,有“高原之舟”和“全能家畜”的美誉。牦牛起源于中国,是一种古老而原始的牛种。但在牦牛的起源问题及牦牛在牛亚科中与其它物种的亲缘关系上很难确定,一直存在争议,目前主要形成两种不同的观点:一种观点认为牦牛与牛属的亲缘关系比较近;另一种观点认为牦牛与野牛属的亲缘关系比较近。动物线粒体DNA因其进化速度快、在群体内变异大、分子结构简单等特点,已成为进行物种起源、分子进化和系统发育研究的重要分子标记。其中,富含A和T碱基的D-loop控制区,其突变率约为mtDNA的其它编码区的5-10倍,适于进行亚科内属、种间的系统学研究。我们对牦牛的mtDNA的D-loop全序列进行了扩增测序,并对牛亚科动物的D-loop全序列以及第一和第二高变区进行了序列变异和系统发育分析。结果发现:牛亚科动物的D-loop序列区长度在890~1015bp范围内变化,共发现226的多态位点,多态位点百分率为22.47%,说明牛亚科物种线粒体D-loop区多态性较丰富。我们根据序列比对和遗传距离的研究结果发现,牦牛与美洲野牛的亲缘关系较近,而与牛属的亲缘关系较远。根据牛科动物已校正的D-loop区序列每百万年10.6%的分子钟,我们推测家牦牛与野牦牛的分化时间大约在0.35百万年前。我们进一步对牛亚科物种线粒体DNA D-loop区全序列以及第一、第二高变区序列所构建的系统发育树显示牦牛、野牦牛首先聚类,然后与美洲野牛聚类,接着再与普通牛和瘤牛组成的分支相聚类,也说明牦牛与美洲野牛的遗传相似性较高,亲缘关系较近,而与牛属间的亲缘关系较远。我们根据分子钟估计牦牛与普通牛的分化时间为0.53MYA,与瘤牛的分化时间为0.47MYA,与美洲野牛的分化时间为0.32MYA,与亚洲水牛的分化时间为0.86MYA,普通牛与瘤牛的分化时间为0.24MYA。Y染色体遵循父系遗传,其绝大部分为非重组区,故单倍型保持完整,不易受重组和回复突变影响,突变率低,比常染色体上的遗传标记更能稳定遗传,是进化事件的忠实记录者。我们对牦牛Y染色体上的TSPY及DBY部分序列进行了扩增测序,并对牛亚科动物进行了序列变异和系统发育分析。我们根据系统发育树发现牦牛与野牛属有最近的共同祖先,根据牛科动物已校正的TSPY基因的分子钟,估计牦牛与野牛属的分化时间在1.16MYA。根据TSPY及DBY基因序列比对及遗传距离的研究结果,发现牦牛与野牛属(包括美洲野牛和欧洲野牛)的遗传相似性较高、亲缘关系较近,而与牛属的遗传相似性较低,亲缘关系较远。我们进一步用TSPY序列及DBY序列构建的牛亚科的系统发育树显示,牦牛先与美洲野牛及欧洲野牛亲缘关系较近,而与牛属的亲缘关系相对较远。根据TSPY基因的分子钟,估计牦牛与普通牛的分化时间为2.09MYA,与瘤牛的分化时间为1.86MYA,与亚洲水牛的分化时间为16.44MYA。普通牛与瘤牛的分化时间为1.16MYA。MHC是基因组中多态性最丰富的区域,主要参与肌体的免疫应答,已经越来越多的用于分析抗病力遗传、调查种群遗传结构、确定近缘物种间的关系和进化历史的研究中。本文首次测定了11个牦牛BoLA-DRB基因的上游调控区序列,并对牦牛DRB基因上游调控区(URR)的结构、变异和系统发育关系进行了分析。结果显示在测定的11条序列中,共发现了3种单倍型;这些序列均存在与基因表达调控有关的W box、X box、Y box、CCAAT box及类TATA box等调控元件,且遵守严格的空间组织顺序。几个不同物种间的系统发育分析显示牛与绵羊的序列先聚在一起,然后再与猪的序列聚在一起,与动物学分类结果一致,也进一步证明了本研究所得的序列即是BoLA-DRB上游调控区序列。

曾玉峰[8]2013年在《甘肃境内6个牦牛群体mtDNA D-环序列和微卫星遗传多样性与聚类分析》文中研究指明本研究利用微卫星DNA标记和线粒体DNA两种分子标记从核内和核外遗传物质两个水平研究了甘肃境内6个牦牛群体(玛曲牦牛、碌曲牦牛、夏河牦牛、天祝牦牛、天祝白牦牛和肃南牦牛)的遗传多样性,并进行了聚类、网络关系、主成分和遗传结构等的分析,主要得出以下结论:1.甘肃境内6个牦牛群体240个个体15个微卫星座位共检测到146个等位基因,15个微卫星座位平均等位基因数为9.73。15个微卫星座位中,MGTG7座位多态性最高。15个微卫星座位在每个群体中共发现的等位基因数的范围为74~106个,其中在玛曲牦牛群体中为最多(106个),其次为碌曲牦牛群体(99个)和夏河牦牛群体(96个),在天祝牦牛群体为91个,肃南牦牛群体为87个,在天祝白牦牛群体仅为74个。2.杂合度和多态信息含量的数值表明在研究的6个牦牛群体中,来自于甘南藏族自治州的3个牦牛群体的遗传多样性较丰富,而天祝白牦牛和肃南牦牛群体的遗传多样性较低。3.DA和DS遗传距离的数值表明,在研究的6个牦牛群体中,来自于甘南藏族自治州的3个牦牛群体(玛曲牦牛、碌曲牦牛和夏河牦牛)具有较近的亲缘关系,其余3个来自祁连山的牦牛群体(天祝牦牛、天祝白牦牛和肃南牦牛)表现出较近的亲缘关系。4.在以DA和DS遗传距离为基础构建的NJ系统树中,6个牦牛群体分为明显的两支,即天祝牦牛、天祝白牦牛和肃南牦牛3个群体聚为一类,而玛曲牦牛、碌曲牦牛和夏河牦牛群体另为一类。5.主成分PC1-PC2-PC3的叁维空间分析结果表明,碌曲牦牛群体、夏河牦牛群体和玛曲牦牛群体具有相似的主要成分,而天祝牦牛、天祝白牦牛和肃南牦牛3个群体间具有相似的主要成分。6.甘肃境内6个牦牛群体15个微卫星座位等位基因数据的遗传结构推导分析表明:当k=2时,肃南牦牛群体、天祝牦牛群体和天祝白牦牛群体在遗传结构相似,可归为一类,而玛曲牦牛群体、碌曲牦牛群体和夏河牦牛群体在遗传结构上相似,归为另一类。7.研究发现甘肃境内6个牦牛群体240个个体的mtDNA D-loop全序列长度变异为891~895bp,其中(G+C)含量为38.80%,(A+T)含量为61.20%,说明甘肃境内6个牦牛群体mtDNAD-loop区富含A和T。8.6个牦牛群体240个体mtDNA D-loop序列共发现60个变异位点,变异主要集中在200~400bp之间,变异位点数为29个,占总变异位点数的48.33%,说明该区域为牦牛mtDNAD-loop区的高变区。9.甘肃境内6个牦牛群体240个牦牛mtDNA D-loop序列通过分析共发现41种单倍型。其中在玛曲牦牛和碌曲牦牛群体发现的单倍型数最多,均为21个,其次为夏河牦牛群体,单倍型数为18个,但在天祝白牦牛群体发现的单倍型数最少,仅为11个。单倍型多样度在玛曲牦牛群体和碌曲牦牛群体都较高,其值均在0.900以上,但在天祝白牦牛群体较低,仅为0.662;其次在肃南牦牛群体中也较低,为0.754。核苷酸多样度的数值反映的结果与单倍型多样度反映的结果一致,平均核苷酸差异数(k)以玛曲牦牛群体最高,为16.47,而在天祝白牦牛群体仅为8.20。10.用41个研究发现的牦牛mtDNA D-loop的单倍型序列构建的系统发生树和网络关系分析表明,甘肃境内6个牦牛群体可能具有2个母系起源,这一结果与6个牦牛群体核内微卫星DNA标记研究结果一致。

张增利[9]2003年在《中国主要地方绵羊品种遗传多样性研究》文中认为本研究利用特异性引物A、B和5个限制性内切酶,对包括滩羊、湖羊、小尾寒羊、阿勒泰羊等在内的8个我国主要地方绵羊品种、2个引进品种,进行了mtDNA D-loop区的PCR-RFLP分析;并利用10个10碱基的随机引物,对这8个地方绵羊品种的基因组DNA样品进行了RAPD分析。研究结果表明:(1)五种限制性内切酶(Hinf Ⅰ、Msp Ⅰ、Sau3A Ⅰ、Xsp Ⅰ、Taq Ⅰ)在对绵羊mtDNA D-loop区的PER-RFLP分析中均表现出多态,共检测到22个酶切位点、17种限制性态型;17种限制性态型被归结为14种单倍型。(2)所试群体存在两种基本单倍型,单倍型A(Hinf Ⅰ-A、Msp Ⅰ-A、Sau3A Ⅰ-A、Xsp Ⅰ-A、Taq Ⅰ-A)和单倍型B(Hinf Ⅰ-A、Msp Ⅰ-A、Sau3A Ⅰ-A、Xsp Ⅰ-B、Taq Ⅰ-A);绵羊品种间mtDNA D-loop区的分子聚类将受试群体明显的聚为两类,利用RAPD技术所得的基因组DNA分子聚类亦将受试群体聚为两大类,其中藏绵羊和蒙古羊被分聚在不同的类内;初步认为我国地方绵羊品种具有两种不同的母系起源,起源于两个不同的野生祖先。(3)我国绵羊品种基因组DNA具有丰富的遗传多样性(多态位点百分率为81.36%、群体平均遗传多样性指数为1.3370),且遗传变异主要存在于群体间(Gst=0.9172)。(4)具有相同来源的蒙古羊、乌珠穆沁羊、小尾寒羊和湖羊4个地方绵羊品种间已经有了明显的遗传分化,小尾寒羊、乌珠穆沁羊间遗传分化较低,湖羊与蒙古羊之间相对较高,而小尾寒羊和乌珠穆沁羊与湖羊和蒙古羊之间的遗传分化最高。(5)藏绵羊、乌珠穆沁羊和蒙古羊mtDNA D-loop区的基因单倍型较单一;滩羊、小尾寒羊、藏绵羊和蒙古羊4个地方绵羊品种的群体遗传多样性程度较低。(6)单倍型Ⅰ(Hinf Ⅰ-C、Msp Ⅰ-A、Sau3A Ⅰ-A、Xsp Ⅰ-B、Taq Ⅰ-A)将8个我国地方绵羊品种和2个欧洲引进品种明显分开,其有可能为欧洲绵羊品种所特有的单倍型。(7)首次对中国地方绵羊群体mtDNA D-loop区PCR-RFLP分析的P值为0.0322、π值为0.0060%。

冀德君[10]2008年在《中国牛亚科家畜4个结构基因的遗传分化研究》文中研究表明牛亚科是一个巨大的分类学群体,动物学上分类有不同观点。属的划分影响我国牛亚科家畜遗传资源评价、保护和利用实践的问题之一。一种观点认为牛亚科家畜包括家牛属(Bos)、牦牛属(Poephagus)、野牛属(Bison)、准野牛属(Bibos)、水牛属(Bubalus)、非洲野水牛属(Syncerina)。牛属主要包括普通牛(Bos taurus)和瘤牛(Bos indicus),牦牛属仅包含牦牛(Poephagus grunniens)一个种,准野牛属(Bibos)主要包括大额牛(Bibos frontalis)、爪哇牛(Bibos javanicus)和印度野牛(Bibos gaurus)。野牛属(Bison)包括美洲野牛(Bison bison)和欧洲野牛(Bison bonasus)。水牛属包括亚洲水牛(Bubalus bulalus)、菲律宾水牛(Bubalus mindorensis)和印尼水牛(Bubalus depressicornis)等,亚洲水牛又包括沼泽型(Swamp)和河流型(River)两种。非洲野水牛属(Syncerus)包括克鲁斯水牛(Syncerus caffer)和非洲野水牛(Syncerus nanus)两个种。另一种观点认为牦牛、大额牛列为牛属(Bos)。众多专家学者对牛亚科内不同物种的起源及分化也存在各种观点。一般认为中国水牛品种完全属于沼泽型,有专家学者认为沼泽型水牛应划分为两个支系,另有专家学者认为沼泽型水牛和江河型水牛相互独立地分别在中国和印度次大陆进化和驯化,两者在驯化后分别传播至东南亚地区;一般认为雷琼牛可能起源于与印度瘤牛(Bos indicus),另有专家学者认为雷琼牛可能起源于与印度瘤牛不同的其他肩峰牛的祖先,同时混有一定的爪哇牛(Bos javanicus)血缘,并推断海南可能是世界的一个牛属的发源地之一;还有专家学者认为中国牦牛在母缘遗传上分为两大支系;等等。这些不同观点反映了国内学术界对牛亚科内家畜物种的起源及分化问题认识不够透彻,因此在牛亚科物种的遗传资源保护工作中缺乏足够理论指导,不利于遗传资源保护工作的及时有效的开展。为了解牛亚科家畜的遗传变异信息,进一步解决我国牛亚科家畜的宏观进化与分类问题,开展了本项研究工作。本研究以中心产区典型群内随机抽样方法,采集6个中国牛亚科物种的代表性群体,蒙古牛(MG, Bos taurus),雷琼牛(LQ, Bos indicus),巴音郭楞州牦牛(MN, Bos grunniens),独龙牛(DL, Bos frontalis),海子水牛(HZ, Swamp Bubalus bubalis)和尼里-拉菲水牛(NR, River Bubalus bubalis),的血液样本共计103份,提取各样本基因组DNA;以各样本基因组DNA为模板,采用PCR分段扩增和测序方法,测定该6个牛种群体的4个结构基因(MSTN、GH、ADH和Cyt b)的编码基因序列,采用相关软件比较分析了6个牛亚科物种的代表性群体的4个结构基因的碱基组成上的差异以及核苷酸序列上的差异,并分别以4个结构基因座上核苷酸序列差异为基础,进行群体间基因分化和基因流分析,并重建中国牛亚科种群的系统发生树,以探讨中国牛亚科种群的遗传分化和系统起源。结果显示:1.各基因碱基组成上,Cyt b基因的G含量远低于其它3个基因(低约8.3%-13.6%);GH基因的G+C含量约为60%,远远高于其它3个基因;6个牛种群体内核基因的核苷酸歧异度较小,表示多样性水平低;6个牛种群体内Cyt b基因分化水平不一,以独龙大额牛最高(0.03807),蒙古牛最低(0-0.00019),蒙古牛和雷琼牛群体各自具有比较单一的母缘血统。从基因多样性上看,综合6个牛种群体,以Cyt b基因多样性水平最高,其它3个核基因的多样性水平均较低。研究结果符合公认的关于核基因和线粒体基因进化速率的认识。2.水牛属和传统的牛属各物种群体间基因分化水平普遍较高,基因流水平很低,或无基因交流,例外的是,独龙大额牛和水牛群体间存在中等水平的基因分化和微弱的基因流,总体研究结果符合两者传统的属分类地位;蒙古牛群体未受其它母缘血统的混杂;独龙大额牛和雷琼牛群体间在Cyt b、GH和ADH基因上的基因流水平较高;独龙大额牛和蒙古牛群体间仅在Cyt b基因上有较高的基因流水平;独龙大额牛和巴音郭楞州牦牛在MSTN基因上有较高的基因流水平;牦牛和其它牛属物种群体间存在中等水平的基因分化和微弱的基因流;本研究中基因流对不同基因的影响力存在差异,其中MSTN基因可能对基因流的影响不敏感。3.牦牛在母缘遗传上分为野生牦牛与家养牦牛两大支;牦牛在母缘遗传上与美洲野牛的关系近于欧洲野牛;传统的牛属各物种与欧洲野牛亲缘关系近于水牛属或其它牛亚科属分类群体;单一的瘤牛母缘血统不支持雷琼牛群体中含有爪哇牛或者巴厘牛血缘的观点,支持雷琼牛与印度瘤牛亲缘关系较近的观点;独龙大额牛群体与普通牛或瘤牛群体在母系血缘上关系很近;海子水牛分为两支的结果支持了沼泽型水牛划分为两个支系的论点,也同时支持了沼泽型水牛独立驯化的观点;所有海子水牛与菲律宾水牛亲源关系近于印尼水牛的结果部分支持了沼泽型水牛通过两条路线传播的推测。4.依据进化速率适中的基因座位上分离位点在群体间的差异,可以采用PCR技术对不同牛种产品进行鉴别,且所采用的基因座位无特别要求。研究结果一方面获得了所检测群体的遗传多样性水平,为认识种间分化提供有价值的信息,为保护及其开发利用牛种资源提供了部分遗传学依据;另一方面探讨了所检6个牛种群体以及与近缘物种之间的遗传分化关系,为中国牛亚科家畜的起源和进化的宏观研究提供了客观的参考资料。

参考文献:

[1]. 中国叁个牛种遗传多样性和分子系统进化研究[D]. 赖松家. 四川农业大学. 2003

[2]. 中国四个畜种(黄牛、水牛、牦牛、家驴)线粒体DNA遗传多样性研究[D]. 雷初朝. 西北农林科技大学. 2002

[3]. 牦牛与犏牛线粒体基因组比较分析[D]. 解玉亮. 南京农业大学. 2012

[4]. 中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化[J]. 涂正超, 张亚平, 邱怀. 遗传学报. 1998

[5]. 中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化研究[D]. 王玲. 四川农业大学. 2004

[6]. 昌台牦牛遗传多样性蛋白和基因水平的研究[D]. 高杰. 西南民族大学. 2014

[7]. 牦牛的起源与系统发育分析[D]. 宋大伟. 南京农业大学. 2008

[8]. 甘肃境内6个牦牛群体mtDNA D-环序列和微卫星遗传多样性与聚类分析[D]. 曾玉峰. 甘肃农业大学. 2013

[9]. 中国主要地方绵羊品种遗传多样性研究[D]. 张增利. 河北农业大学. 2003

[10]. 中国牛亚科家畜4个结构基因的遗传分化研究[D]. 冀德君. 扬州大学. 2008

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中国牦牛线粒体DNA多态性及遗传分化研究
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