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圈养条件下狍种群遗传多样性分析

发布时间:2014-10-09 20:35    作者:yizhiinfo    来源:畜牧人才网    查看:
     狍又名矮鹿、野狍,是一种珍贵的鹿科动物,在我国特种经济动物养殖业中占有重要地位,在动物分类学地位隶属于哺乳纲真兽亚纲偶蹄目反刍亚目鹿科狍属。我国是世界上野生动物资源最丰富的国家之一,狍是我国重要的狩猎动物,对人类的生活和经济发展曾起到重要作用。遗传多样性是估计种群长期生存可能性的重要指标,也是生物学上制订计划所必需的内容之一。遗传多样性对种群至关重要,它为进化提供遗传基础,遗传多样性的丧失会引起个体繁殖适合度的下降。国内有关圈养狍的生理及繁殖等方面已有深入的研究,而有关遗传多样性已有研究报道,张明海等对中国东北完达山、小兴安岭、大兴安岭、三江和吉林向海野生狍的分类地位进行分析。杨宝田等基于线粒体DNA(mtDNA)控制区部分序列探讨东北狍与西伯利亚狍、欧洲狍的遗传分化进行分析。刘艳华等对黑龙江省3个不同山系狍个体的mtDNA控制区的部分序列进行测定和群体分析,结果表明,在3个地理单元的狍种群中,大兴安岭地区的狍种群具有较高的遗传多样性,应予以优先保护,但以上研究大多集中在野生种群而忽视了圈养种群。

     圈养种群的遗传多样性在优化圈养种群遗传结构,制订进一步的保护策略及放归种群的培育方面具有重要意义。长期圈养条件下,长白山狍遗传多样性有没有丧失?研究测定了圈养条件下长白山狍6个个体的mtDNA细胞色素b(Cytb)基因序列,初步从分子水平研究圈养条件下长白山狍的遗传多样性现状,同时对种群遗传多样性的变化趋势进行预测,为圈养长白山狍制订科学的繁育计划,合理调控种群结构提供科学依据。

1材料与方法

1.1样品的采集

     试验用长白山狍,来自吉林市吉林农业科技学院左家校区实验基地养狍场,共采集不同个体狍抗凝血6份,置于冰瓶带回实验室,-20℃保存,备用。用全血基因组提取试剂盒提取基因组DNA。

1.2Cytb基因和HSL基因的扩增和序列测定

     根据GenBank中已发表的狍基因序列(登录号AJ000024)利用PrimerPremier5.0软件设计1对引物。引物序列:上游引物5'-ATGACCAATATC-CGAAAAACTC-3',下游引物5'-TCTTCATTTTAA-GAGGTTATT-3',预期片段扩增大小为1140bp,引物由上海英骏生物技术有限公司合成。

     PCR反应条件:94℃预变性5min;94℃变性45s,58℃退火1min,72℃延伸1min,共35个循环;72℃再延伸5min。PCR产物的纯化、回收和测序送上海生工生物工程技术服务有限公司完成。

1.3数据的统计分析

     应用ClustalW(1.82)软件进行多序列比对,利用MEGA4.0软件计算不同序列间的核苷酸代替、变异位点、转换颠换比率及遗传距离等,利用DNAsp4.10软件计算单倍型、单倍型多样性、核苷酸多样性,利用MEGA软件计算品种间距离,利用非加权组平均法(UPGMA法)构建品种的分子系统树。

2结果与分析

2.1圈养狍mtDNACytb基因PCR扩增结果

     通过DNA分子质量标准和测序结果可知,Cytb基因PCR产物大小为1140bp,与预期结果一致,见图1。
  
2.2圈养狍mtDNACytb基因核苷酸多态位点的突变类型

     通过对12条Cytb基因序列(6条序列由本试验测定,其余6条序列来源于GenBank)进行分析,结果表明,所有序列全长均为1140bp,无插入和缺失,共发现21个变异位点,占分析位点总数的1.84%,包括14个转换和7个颠换。核苷酸的替换位点主要以转换为主,转换与颠换之比(R)为3.0,表现出较高的转换偏倚。21个变异位点定义了4种单倍型,单倍型多样性为0.644。

2.3圈养狍mtDNACytb基因系统进化分析

     利用ClustalW(1.82)软件对mtDNACytb序列进行同源序列对比,结果发现,6头圈养狍mtDNACytb基因全序列由4种单倍型组成,即单倍型Ⅰ(NE1、NE2)、单倍型Ⅱ(NE3)、单倍型Ⅲ(NE4、NE5)、单倍型Ⅳ(NE6)。以梅花鹿(GenBank登录号为AB021095)的序列作为外类群,结合所有的群体单倍型序列,并引用GenBank中的部分狍Cytb基因全序列,采用UPGMA法根据本研究的测定结果,以Kimura双参数模型构建系统发育树。基于Cytb基因圈养狍与西伯利亚狍(登录号为AY070227)亲缘关系最近,两者紧密地聚为一个分支,欧洲狍单独聚合为另一个分支。圈养狍和西伯利亚与欧洲狍分属2个不同的单系群,二者间存在明显的遗传分化,见图2。
  
3讨论

     我国是世界上野生动物资源最丰富的国家之一,狍是我国重要的狩猎动物,对人类的生活和经济发展曾起到重要作用。20世纪70年代后期,由于生态环境的破坏,我国的野生狍资源数量锐减。对野生动物实施人工圈养繁殖是增加种群数量、保护或拯救物种的重要措施之一;但是圈养条件下也面临这些问题,如近亲交配、种源枯竭的风险增加等问题。因此,对狍遗传多样性进行保护是一项紧迫的任务。目前,对于圈养条件下狍的遗传多样性研究报道较少,刘艳华等人对黑龙江不同山系狍种群遗传多样性分析结果表明,大兴安岭与小兴安岭地理单元种群间的核苷酸歧异度为2.54%,大兴安岭与完达山地理单元种群间的核苷酸歧异度为2.34%。试验测定和分析了圈养条件下6个狍样本的mtDNACytb基因全序列,并与GenBank中西伯利亚狍和欧洲狍同源序列进行分析研究,共检测到21个多态位点,占核苷酸总数的1.84%,变异位点相对较少。圈养长白山狍相对于野外种群其遗传多样性水平较低,可能是由于长期圈养所致,封闭的小居群中,长期近亲繁殖导致一些基因频率较低的等位基因没能保留下来。

     狍分为欧洲狍和西伯利亚狍,国内学者认为我国狍属于欧洲狍种,而国外学者普遍认为我国狍在分类上属于西伯利亚种群,而不是欧洲种群。试验通过测定圈养狍mtDNACytb基因全序列发现,圈养长白山狍与西伯利亚狍(登录号为AY070227)亲缘关系最近,两者紧密地聚为一个分支,欧洲狍单独聚合成另一个分支。圈养狍和西伯利亚狍与欧洲狍分属2个不同的单系群,二者间存在明显的遗传分化。研究认为,我国狍应属于狍属的西伯利亚种,而不同于目前国内学者认为中国狍与欧洲狍同属于一个种的观点。试验测定了圈养条件下长白山狍mtDNACytb基因序列,定量检测出圈养种群的遗传多样性参数,为实施圈养条件狍繁殖计划和合理引进亲本提供了理论依据。由于样本量和样本地区的限制,关于中国狍的分类地位和亚种的划分还有待于进一步研究。

(吉林农业科技学院,田万年,钟宝,郑雪)

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