梅花鹿的行为学及其分子标记研究

论文摘要

本项研究以扬州市动物园及扬州平山堂养殖场梅花鹿为研究,采用扫描取样法、目标动物取样法研究了梅花鹿的昼间行为格局,分析了不同饲养条件下梅花鹿的行为差异以及对母性行为的影响,并探讨了游客密度对梅花鹿行为的影响;在分析不同饲养条件下梅花鹿行为格局的基础上,选择14个微卫星位点,研究了两个梅花鹿群体遗传多样性,并与梅花鹿行为性状进行关联分析;以与行为性状相关的BDNF和OPRK1两个基因为候选基因,利用PCR-SSCP技术研究了BDNF和OPRK1基因不同区段的SNP;并分析了SNP与梅花鹿群体行为性状之间的关系。研究结果如下:（1）梅花鹿昼间取食行为有2个高峰期,分别在7:30-9:30hr和16:30-17:30hr,其频次为7.35-10.10次/h之间;卧息行为高峰期在11:30-13:30hr,达到5.52-7.55次/h;观望行为主要发生在7:30-9:30及13:30-16:30hr之间;两地梅花鹿群体修饰行为和其它行为（排粪、排尿、饮水等）频次均较低。（2）不同饲养条件下行为比较表明,在7:30-8:30hr,鹿场公鹿取食行为极显著高于动物园（P=0.011）,且在12:30-14:30和15:30-16:30hr公鹿取食行为频次也存在显著差异（P=0.002）;公鹿的反刍行为除8:30-10:30hr不存在显著差异之外,其它时段均存在显著差异。鹿场公鹿在8:30-9:30hr卧息频次极显著高于动物园（P=0.002）,在13:30-14:30及14:30-15:30hr存在显著差异（P=0.028, P=0.045）,在10:30-11:30hr鹿场公鹿观望频次显著高于动物园（P=0.009）,在12:30-16:30hr两群体观望频次一直表现为显著或极显著差异（P=0.002, P=0.044, P=0.046, P=0.000）。（3）两地母鹿取食行为频次在7:30-9:30hr显著差异,在12:30-15:30hr动物园母鹿取食频次上升,而鹿场母鹿取食频次下降,二者表现为显著差异（P=0.000, P=0.008, P=0.001）。鹿场母鹿反刍行为在9个时段均显著或极显著高于动物园。动物园梅花鹿在7:30-8:30hr观望频次较高,且和鹿场母鹿观望行为呈极显著差异（P=0.000）。（4）两地幼鹿取食行为频次在7:30-8:30hr呈现显著差异（P=0.038）,在13:30-17:30hr鹿场幼鹿取食频次上升,而动物园幼鹿取食频次下降,二者表现为极显著差异（P=0.000, P=0.005, P=0.006）。幼鹿反刍频次集中在8:30-13:30hr,其中动物园幼鹿反刍行为主要集中在7:30-10:30hr,并有8个时段表现为显著或极显著差异。卧息行为有9个时段均呈显著或极显著差异,且鹿场幼鹿卧息行为频次一直低于动物园。（5）R型聚类分析表明,动物园梅花鹿行为性状简化为卧息和移动行为就基本能够判定个体的行为状态。而鹿场梅花鹿行为性状可以简化为卧息和修饰行为。（6）圈养条件下,仔鹿1-7日龄时母鹿的平均授乳时间约19min,且与其它两个时段的差异均达到显著水平;仔鹿1-7日龄和母鹿跟随相处时间平均达80min,且随日龄增加而下降,仔鹿跟随行为在三个日龄段的分析表明,两两之间都存在显著差异;母鹿对仔鹿的舔舐和修饰行为随日龄增加呈下降趋势,母鹿对仔鹿的寻找张望从最长每天4次左右下降到15-35日龄的每天不足1次。半散放条件下1-7日龄母鹿授乳时间平均为24min,且与其他两个时段的差异均达到显著水平;仔鹿1-7日龄和母鹿跟随相处时间为120min,跟随行为在三个日龄段两两之间都存在显著差异;分析表明不同饲养条件下仔鹿跟随行为以及母鹿对仔鹿的舔舐和修饰行为差异显著。（7）对公鹿、母鹿和幼鹿之间进行日行为差异分析表明,在游客高峰期,公鹿和母鹿的取食、卧息之间差异达到极显著水平（P<0.05）,和母鹿的观望行为差异达到显著水平（P<0.05）;母鹿和幼鹿的卧息、观望、移动行为之间差异都达到极显著水平（P<0.01）,和幼鹿的取食行为差异达到显著水平（P<0.05）。统计5个游客密度梯度条件下公鹿、母鹿和幼鹿行为时间分配结果表明当游客密度对公鹿取食和观望行为产生显著或极显著影响,并随游客密度增加保持显著差异。游客密度也对母鹿观望行为产生显著影响（P<0.05）,不同游客密度对幼鹿的行为的取食、观望、修饰行为产生显著或极显著影响（P<0.05）。（8）动物园梅花鹿群体14对微卫星位点的平均期望杂合度为0.441,观察杂合度为0.354,平均多态信息含量为0.332,各位点基因分化系数平均为0.231。鹿场梅花鹿14对微卫星位点分析表明,该群体平均期望杂合度为0.372,观察杂合度为0.300,平均多态信息含量为0.303,各位点基因分化系数平均为0.149。所检测位点为中度多态位点。（9）微卫星位点和梅花鹿行为性状进行最小二乘分析表明,TGLA53和BM4107位点与修饰行为显著相关;2AL2位点与观望行为有显著相关;2AL13和Mber14位点对卧息行为有极显著影响;BM6506位点对反刍和其它行为有显著影响;BL42位点对取食和卧息行为有显著影响。（10）在BDNF基因引物P11产物中检测到在其155bp发生C→T的突变;引物P12产物在其128bp处发生G→A的突变。OPRK1基因引物P21扩增片段在DNA序列72bp处发生G→A突变;P22扩增产物在132bp处发生T→A的突变。独立性χ2分析表明四对引物SSCP基因型均处于不平衡状态。（11）对BDNF基因SNP位点基因型与梅花鹿行为性状进行最小二乘分析表明,P11引物基因型对梅花鹿卧息行为有显著影响（P<0.05）。对移动行为有极显著影响（P<0.01）;引物P12产物获得各基因型对卧息行为有显著影响（P<0.05）,对观望行为性状有极显著的影响（P<0.01）; P21引物基因型对梅花鹿修饰行为有极显著影响（P<0.01）,引物P22各基因型对观望、卧息和修饰行为有极显著影响（P<0.01）。（12）综上所述,鹿场梅花鹿取食行为频次低于动物园,但其反刍和观望行为均显著高于动物园梅花鹿;综合分析认为动物园母鹿母性行为优于鹿场母鹿;游客密度对动物园梅花鹿的取食和观望行为产生显著影响;本研究所检测的14对微卫星位点均为中度多态位点,两地梅花鹿群体遗传多样性较丰富,分析表明有7个位点和行为性状存在显著相关;对BDNF和OPRK1基因的分析表明,4对引物的SSCP基因型均处于不平衡状态,初步确定BDNF和OPRK1基因可作为影响梅花鹿观望、卧息和修饰行为的候选基因,有待于进一步研究。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 第一节 家养动物主要行为性状及遗传学研究进展
• 1 表观水平开展的家畜行为学研究
• 1.1 家畜的母性行为
• 1.1.1 母畜与后代的通讯行为
• 1.1.2 母畜对后代的照看行为
• 1.1.3 母畜的授乳行为
• 1.2 家畜的恐惧行为
• 1.3 家畜的攻击行为
• 2 分子水平开展的行为遗传学研究
• 2.1 模式动物中开展的分子行为遗传学研究
• 2.2 家畜中开展的分子行为遗传学研究
• 3 行为性状在动物生产中的应用
• 3.1 行为性状应用于品种选择
• 3.2 行为性状应用于改善动物福利
• 4 我国家畜行为学及其遗传学研究现状
• 第二节 家养动物基因组研究中的分子遗传标记
• 1 RFLP 技术
• 2 微卫星标记技术
• 2.1 微卫星的特点和类型
• 2.2 微卫星位点的保守性
• 2.3 微卫星标记的应用
• 2.3.1 构建遗传图谱
• 2.3.2 定位功能基因和 QTL
• 2.3.3 评估遗传多样性
• 2.3.4 制作DNA指纹图
• 2.3.5 标记辅助选择
• 3 单核苷酸多态性
• 3.1 单核苷酸多态性的概念及其性质
• 3.2 单核苷酸多态性的检测方法
• 3.2.1 变性高效液相色谱
• 3.2.2 单链构象多态性
• 第三节 梅花鹿行为生态学与分子标记研究进展
• 1 梅花鹿的行为学研究
• 2 梅花鹿分子的标记研究
• 第四节 BDNF基因与OPRK1基因研究进展
• 1 BDNF 基因研究进展
• 2 OPRK1 基因研究进展
• 第五节 本项研究的目的与意义
• 参考文献
• 第二章 不同饲养条件下梅花鹿的行为学研究
• 第一节 不同饲养条件下梅花鹿的行为比较
• 1 研究地点和方法
• 1.1 研究材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 分析方法
• 2 研究结果
• 2.1 梅花鹿昼间行为频次分布
• 2.2 不同时段内梅花鹿行为频次分布
• 2.2.1 圈养条件下梅花鹿不同个体行为频次
• 2.2.2 半散放条件下梅花鹿不同个体行为频次
• 2.3 不同饲养条件下梅花鹿不同个体行为频次比较
• 2.3.1 不同饲养条件下公鹿行为频次比较
• 2.3.2 不同饲养条件下母鹿行为频次比较
• 2.3.3 不同饲养条件下幼鹿行为频次比较
• 2.4 不同性别、不同年龄梅花鹿行为节律比较
• 2.4.1 圈养条件下公鹿、母鹿与幼鹿行为比较
• 2.4.2 半散放条件下公、母和幼鹿取食及卧息行为比较
• 2.5 不同饲养条件下梅花鹿行为聚类分析
• 3 讨论
• 3.1 梅花鹿昼间活动
• 3.2 不同公鹿群体行为差异
• 3.3 不同母鹿群体行为差异
• 3.4 不同幼鹿群体行为差异
• 3.5 梅花鹿性别与年龄的行为差异
• 3.6 对梅花鹿饲养管理建议
• 第二节 不同饲养条件下梅花鹿母性行为学研究
• 1 研究地点和方法
• 1.1 研究材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 分析方法
• 2 研究结果
• 2.1 圈养条件下梅花鹿的母性行为
• 2.2 半散放条件下梅花鹿的母性行为
• 2.3 不同饲养条件下梅花鹿母性行为比较
• 3 讨论
• 3.1 仔鹿日龄对母性行为影响
• 3.2 不同饲养条件对母性行为影响
• 第三节 游客密度对梅花鹿行为影响
• 1 研究地点及方法
• 1.1 研究材料
• 1.2 研究方法
• 1.3 分析方法
• 2 研究结果
• 2.1 梅花鹿日平均行为时间分配
• 2.2 不同个体间行为差异
• 2.3 不同游客密度条件下梅花鹿的行为时间分配
• 2.4 不同游客密度条件下个体间的取食及观望行为
• 3 讨论
• 3.1 不同时段个体之间行为差异
• 3.2 游客密度对梅花鹿行为的影响
• 3.3 对动物园管理的建议
• 参考文献
• 第三章 梅花鹿的遗传标记与行为性状的相关性分析
• 第一节 梅花鹿微卫星标记与行为性状的相关分析
• 1 材料与方法
• 1.1 研究材料及研究方法
• 1.2 微卫星位点信息
• 1.3 微卫星多态性检测方法
• 1.3.1 主要仪器
• 1.3.2 主要试剂及配制
• 1.3.3 梅花鹿基因组 DNA 的提取与检测
• 1.3.4 PCR 反应体系
• 1.3.5 PCR 反应条件
• 1.3.6 琼脂糖凝胶电泳检测PCR 产物
• 1.3.7 聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染检测
• 1.4 统计分析
• 1.4.1 基因频率计算
• 1.4.2 基因杂合度和有效等位基因数
• 1.4.3 多态信息含量
• 1.4.4 遗传分化系数
• 1.4.5 线性模型
• 2 研究结果
• 2.1 DNA提取和PCR扩增产物检测
• 2.2 微卫星位点检测
• 2.3 梅花鹿微卫星位点多态性
• 2.4 梅花鹿不同微卫星位点与行为性状的最小二乘分析
• 2.5 同一微卫星位点不同基因型个体与行为性状的多重比较
• 2.5.1 动物园梅花鹿不同基因型个体行为性状的比较
• 2.5.2 平山堂养殖场梅花鹿不同基因型个体行为性状的比较
• 3 讨论
• 3.1 梅花鹿微卫星位点的群体遗传特性
• 3.2 微卫星位点不同基因型与行为性状的关联分析
• 第二节 梅花鹿BDNF 和OPRK1 基因多态性与行为性状的关联分析
• 1 材料与方法
• 1.1 实验材料
• 1.2 主要仪器和试剂
• 1.3 主要试剂及配制
• 1.3.1 琼脂糖与聚丙烯酰胺凝胶电泳所用的相关试剂
• 1.3.2 转化所用的相关试剂
• 1.4 梅花鹿基因组DNA 提取与检测
• 1.4.1 梅花鹿血液基因组DNA 的提取方法
• 1.4.2 DNA 浓度和纯度的检测
• 1.5 引物设计、合成与稀释
• 1.5.1 引物设计
• 1.5.1.1 BDNF 基因引物设计
• 1.5.1.2 OPRK1 基因引物设计
• 1.5.2 引物的合成与稀释
• 1.6 最佳PCR 条件的建立
• 1.6.1 最佳PCR 扩增体系
• 1.6.2 BDNF 基因和OPRK1 基因引物最佳PCR 扩增条件
• 1.7 PCR-SSCP 分析方法
• 1.7.1 PCR-SSCP 检测
• 1.7.1.1 非变性聚丙烯酰胺凝胶制备及电泳
• 1.7.1.2 基因型判定
• 1.7.2 DNA 片段的琼脂糖检测、回收克隆及测序
• 1.7.2.1 DNA片段的回收
• 1.7.2.2 纯化的PCR产物与载体的连接
• 1.7.2.3 DH5α感受态细胞制备
• 1.7.2.4 质粒转化
• 1.7.2.5 质粒DNA小规模制备SDS碱裂解法
• 1.7.2.6 质粒DNA的PCR鉴定及测序
• 2 分析方法
• 2.1 遗传学统计分析
• 2.1.1 群体基因频率和基因型频率计算
• 2.1.2 Hardy-Weinberg 平衡检验
• 2.2 BDNF 和OPRK1 基因多态性与梅花鹿行为性状关系的分析
• 3 研究结果
• 3.1 基因组 DNA 提取结果
• 3.2 PCR 扩增产物及SSCP 电泳检测
• 3.3 测序结果与同源性分析
• 3.3.1 BDNF 基因测序结果及同源性比较
• 3.3.2 OPRK1 基因测序结果及同源性分析
• 3.4 BDNF 和OPRK1 基因的遗传学特征
• 3.4.1 BDNF 基因的基因和基因型频率及Hardy-Weinberg 平衡检验
• 3.4.2 OPRK1 基因的基因和基因型频率及Hardy-Weinberg 平衡检验
• 3.5 BDNF 和 OPRK1 基因多态性与行为性状的相关性
• 3.5.1 BDNF 基因多态性与行为性状的关系
• 3.5.2 OPRK1 基因多态性与行为性状的关系
• 4 讨论
• 4.1 试验方法
• 4.2 BDNF 和OPRK1 基因多态性与群体遗传学
• 4.3 BDNF 和OPRK1 基因多态性与行为性状的关系
• 4.3.1 BDNF 基因多态性与行为性状的关系
• 4.3.2 OPRK1 基因多态性与行为性状的关系
• 参考文献
• 小结
• 致谢
• 攻读学位期间论文发表