应用微卫星标记分析部分中国地方山羊群体的遗传多样性

论文摘要

家山羊是中国重要的畜种。近年来由于商业品种的引入导致地方品种山羊数量的锐减,甚至有些品种处于濒危状态。我国地方山羊品种的遗传多样性研究势在必行。本研究利用微卫星标记对中国10个地方山羊品种（河西绒山羊、中卫山羊、陕南白山羊、黄槐山羊、伏牛白山羊、沂蒙黑山羊、鲁北白山羊、太行山羊、吕梁黑山羊、济宁青山羊）及1个引进品种波尔山羊共计530个个体的遗传多样性进行了分析研究。结果如下:1.采用SRCRSP5、MAF209、TGLA53、ETH10、OarAE54、CSRD247、SRCRSP15、SRCRSP3、MAF065、SRCRSP8、SPS113、INRABERN172、OarFCB20、McM527、ILSTS087和DRBP1共计16个微卫星座位对11个山羊品种进行了遗传多样性分析,共检测到181个等位基因,平均每个位点检测到11.31个等位基因;品种特有等位基因总计28个。表明这16个FAO—ISAG推荐的微卫星座位能用于我国地方山羊遗传多样性的检测,也表明了我国山羊品种遗传多样性丰富。2.计算了16个微卫星座位在11个山羊品种的等位基因频率,并以其为基础获得了各群体的平均杂合度、平均多态信息含量和平均有效等位基因数和群体内近交系数,分别为0.605、0.630、3.348和0.126,表明群体内的遗传变异丰富,也表明我国地方山羊品种的遗传多样性比引进品种波尔山羊高。3群体间基因流分析结果表明太行山羊和河西绒山羊之间有较大的基因流（17.866）,太行山羊和黄淮山羊间的基因流次之（16.76）,而其它的群体之间的基因流基本在一个较高水平（均值和标准偏差为8.46±4.81）:分子方差分析也显示95.79%的遗传变异来源于群体内个体间,只有4.11%的遗传变异来源于不同群体间的分化。上述结果表明这10个地方山羊群体间变异小。4.本研究的16个微卫星座位在11个山羊群体中总体上极显著偏离哈代-温伯格平衡,总体上处于杂合子缺失状态（P＜0.01）;从群体看,16个座位总体上在每个山羊群体都偏离哈代-温伯格平衡。从座位看,11个山羊总体上在CSRD247、ETH10、OARAE54、SRCRSP5、INRABERN172和MCM527座位处于HW平衡（P＞0.05）,MAF209、SRCRSP15、ILSTS087和MAF65座位显著的偏离HW平衡（0.05＜P＜0.01）,SRCRSP3 TGLA53 DRBP1、OARFCB20、SPS113和SRCRSP8座位极显著的偏离哈代-温伯格平衡（P＜0.01）。连锁平衡检验结果表明在1320对座位配对/群体中,有638对显著或者极显著（P＜0.05或P＜0.01）偏离连锁平衡,但没有任何座位配对出现持续的连锁平衡偏离。5.采用了基于遗传距离的聚类分析、主成分分析和基于贝叶斯模型的聚类分析三种方法研究了10个地方山羊群体间的遗传关系。计算了每两群体间的Nei氏标准遗传距离（DS）和,用非加权组对算术平均法（UPGMA）和邻近结合法（NJ）构建了4个11个中外山羊群体的系统进化树图（DA/NJ、Ds/NJ、DA/UPGMA和Ds/UPGM图）并得到较高的Bootstrap检验聚类值,4种聚类图大同小异。主成分分析结果得到10个成分,第一主成分和第二主成分分别占45.35%和17.35%,散点图表明引进品种与10个中国地方品种明显分开,10个地方山羊品种遗传分化较低,按主成分分两类,并可细分为4类。基于贝叶斯模型的群体结构分别分析11个山羊群体中的群体和个体的的遗传结构,K=2时,聚类图中波尔山羊很明显的与10个中国地方山羊群体区分开。k=3时,可根据聚类图中的不同颜色填充区域范围将10个中国地方山羊群体划分为两类。K=4,k=5时,群体或者个体Q值普遍变小,难以聚类。基于遗传距离的聚类分析中的Ds/NJ系统进化树图、主成分分析的前两个主成份分析和基于贝叶斯模型聚类分析中的按K=3时个体Q值所得的遗传结构分析这三个结果一致表明,陕南白山羊、济宁青山羊、鲁北白山羊、黄淮山羊聚为一类,沂蒙黑山羊、太行山羊、伏牛白山羊、河西绒山羊、吕梁黑山羊、中卫山羊聚为一类,波尔山羊单独聚为一类。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 英文缩略词
• 第一章 文献综述
• 1.1 畜禽遗传多样性与遗传资源保护
• 1.1.1 畜禽遗传多样性的概念及意义
• 1.1.2 畜禽遗传资源保护的重要性和必要性
• 1.1.3 畜禽遗传资源保护理论探索
• 1.2 我国山羊遗传资源概况
• 1.2.1 山羊在系统分类学中的地位
• 1.2.2 中国山羊品种的类型、分布和现状
• 1.2.3 本研究所涉及的山羊群体简介
• 1.3 山羊遗传多样性的研究概况
• 1.3.1 形态学水平
• 1.3.2 细胞学水平
• 1.3.3 生化水平
• 1.3.4 DNA水平
• 1.3.5 评估群体遗传多样性理论发展
• 1.4 微卫星标记研究概况
• 1.4.1 微卫星标记在基因组中的分布及结构
• 1.4.2 微卫星标记的遗传特性
• 1.4.3 用微卫星标记评估山羊遗传多样性的研究进展
• 1.5 本研究的目的和意义
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验动物
• 2.1.1 血样采集
• 2.1.2 DNA提取
• 2.2 微卫星座位引物
• 2.3 PCR扩增反应体系和反应条件
• 2.4 微卫星座位的基因型检测
• 2.5 微卫星标记评估遗传多样性的主要指标和计算方法
• 2.5.1 群体内遗传变异
• 2.5.2 哈代-温伯格平衡检验和基因型连锁平衡检验
• 2.5.3 群体间遗传变异
• 2.5.4 基于遗传距离的群体间聚类分析
• 2.5.5 主成分分析
• 2.5.6 群体结构和遗传混合分析
• 第三章 结果与分析
• 3.1 DNA的提取
• 3.2 PCR产物的等位基因型检测
• 3.2.1 聚丙烯酰胺凝胶电泳银染检测
• 3.2.2 荧光标记毛吸电泳管检测
• 3.3.群体遗传变异
• 3.3.1 等位基因
• 3.3.2 有效等位基因数
• 3.3.3 杂合度
• 3.3.4 多态信息含量
• 3.3.5 固定指数
• 3.3.6 群体间的基因流
• 3.3.7 分子方差分析
• 3.4.HW和LE平衡检验
• 3.4.1 哈代-温伯格平衡检验
• 3.4.2 连锁不平衡检验
• 3.5 群体遗传结构推测
• 3.5.1.基于遗传距离的群体间聚类
• 3.5.2 主成分分析
• 3.5.3 群体结构和遗传混合分析
• 第四章 讨论
• 4.1 群体遗传多样性的样本容量、抽样方法和微卫星位点数量选择
• 4.2 微卫星座位多态性检测方法的选择
• 4.3 关于荧光标记多重PCR
• 4.3.1 多重PCR反应条件的优化
• 4.3.2 微卫星标记的缺陷引起的问题
• 4.4 群体内和群体间的遗传变异
• 4.4.1 群体内遗传变异
• 4.4.3 群体间的遗传变异
• 4.5 哈代-温伯格平衡检验和连锁不平衡检验
• 4.6 群体聚类
• 4.6.1 基于遗传距离的群体间聚类
• 4.6.2 主成分分析
• 4.6.3 群体结构分析
• 4.6.4 遗传距离聚类分析、主成分分析与群体结构分析的比较
• 4.7 中国地方山羊品种间遗传关系的综合讨论
• 第五章 小结
• 5.1 本研究所取得的成果
• 5.2 本研究的创新点
• 5.3 下一步值得研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 附录