北方地区种公牛遗传多样性评估及个体识别研究

论文摘要

为满足畜牧业生产的需求,提高生产效率,种公牛被集中饲养生产冻精,优良的种公牛在我国养牛业生产中起着很重要的作用。理清我国现役种公牛的资源状况和遗传基础,收集和系统整理它们的家系性能和亲缘关系资料,健全国内种公牛数据库,绘制出能清晰反映全国公牛亲缘关系的家系图,无疑是实现科学引种和合理利用的基础。因此评估我国种公牛遗传多样性,开发和建立种公牛个体识别技术和体系,对我国养牛业健康可持续发展具有重要意义。本研究从联合国粮农组织（FAO）和国际动物遗传学会（ISAG）联合推荐的具有高度多态性的微卫星位点中选择了14个微卫星位点,并随机采集我国北方地区主要种公牛站内种公牛330头（其中荷斯坦230头,利木赞80头,夏洛莱20头）,以ABI3100-Avant全自动基因序列分析仪为平台,结合荧光引物利用PCR技术对11个常染色体微卫星位点（TGLA227、BM2113、TGLA53、ETH10、SPS115、TGLA126、TGLA122、INRA23、ETH3、ETH225、BM1824）和3个Y染色体微卫星位点（UMN0108、MCM158、MAF45）进行扩增,扩增产物经过毛细管电泳仪,用仪器自带软件GeneMapperVersion3.2对微卫星基因型进行分析。计算14个基因座的基因频率（Pi）、杂合度（H）、多态信息含量（PIC）、个体识别力（DP）、累计个体识别能力（TDP）、偶合机率（PM）、非父排除率（PE）和累积非父排除率（TPE）等。得出以下结论:1.14个微卫星基因座具有高度遗传多态性,奶牛中,共检测到了133个等位基因,平均等位基因数为9.5个,MCM158座位的等位基因数最多,为17个,IBM1824座位的等位基因数最少,有5个。在肉牛中,共检测到了137个等位基因,平均等位基因数为9.8个,TGLA 122座位的等位基因数最多,为19个,BM1824和TGLA126座位的等位基因数最少,有5个。奶牛的平均多态信息含量为0.804,肉牛为0.735,除ETH10位点在肉牛上多态信息含量为中度多态外,其余位点都表现出高度多态。奶牛的平均杂合度也相对高于肉牛品种,对随机抽取的种公牛遗传多样性检测表明,我国北方地区种公牛遗传多样性较丰富,具有一定的选择潜力。2.奶牛与肉牛在各个位点不同等位基因上的分布频率有所不同。并且发现奶牛和肉牛中均存在特有等位基因,共41个。在奶牛与肉牛中14个微卫星位点的基因型分布都不符合Hardy-Weinberg平衡,显然与种公牛是经过人为高强度选择这一事实相符。3.微卫星用于个体识别、亲缘鉴定的可行性分析表明:所选取的14个微卫星位点在奶牛中的个体识别能力在0.696-0.935之间,在肉牛中个体识别能力在0.807-0.968之间,在奶、肉牛中累计个体识别能力均能达到99.99%,偶合机率（PM）均≤10-14。在亲缘鉴定方面奶牛的非父排除率在0.155-0.662之间,肉牛的非父排除率在0.206-0.694之间,累计非父排除率在奶、肉牛中均能达到99.99%,满足法医学要求。说明这14个位点可以用于奶、肉种公牛的个体识别、亲缘鉴定等研究领域。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1 遗传标记概述
• 1.1 微卫星概述
• 1.2 微卫星的结构
• 1.3 微卫星标记的应用
• 1.3.1 遗传图谱构建
• 1.3.2 用于标记辅助选择及QTL探测
• 1.3.3 遗传多样性评估
• 1.3.4 谱系确证
• 1.4 Y染色体微卫星与常染色体微卫星的异同
• 1.5 Y染色体微卫星的应用
• 2 畜禽遗传多态性的评估方法
• 2.1 形态学水平
• 2.2 细胞学水平
• 2.3 生化水平
• 2.4 DNA水平
• 3 种公牛个体识别、亲缘鉴定
• 3.1 种公牛个体识别、亲缘鉴定的重要性
• 3.2 个体识别
• 3.3 亲缘鉴定
• 4 DNA数据库发展状况
• 5 研究目的及意义
• 第二章 试验研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验样本的采集
• 1.2 主要仪器、设备和试剂
• 1.2.1 仪器、设备
• 1.2.2 实验试剂
• 1.2.2.1 常用试剂
• 1.2.2.2 ABI3100遗传分析仪使用的化学试剂
• 1.2.2.3 常用试剂的配制
• 1.3 样本DNA的提取、纯化及质量鉴定
• 1.3.1 血液基因组DNA提取
• 1.3.2 模板DNA稀释
• 1.4 微卫星引物
• 1.5 PCR扩增
• 1.5.1 PCR扩增产物的检测
• 1.5.2 制胶
• 1.5.3 聚丙烯酰胺凝胶的银染
• 1.6 微卫星DNA多态性分析
• 1.6.1 ABI3100遗传分析仪对微卫星DNA进行分析的工作流程
• 1.6.2 具体操作步骤
• 1.7 统计分析方法及软件
• 1.7.1 等位基因频率
• 1.7.2 杂合度
• 1.7.3 多态信息含量
• 1.7.4 个体识别能力
• 1.7.5 亲缘鉴定
• 2 结果与分析
• 2.1 DNA的提取
• 2.2 PCR扩增产物的聚丙烯酰胺凝胶电泳银染检测
• 2.3 ABI3100遗传分析仪的检测
• 2.4 微卫星座位的等位基因
• 2.5 遗传多样性研究
• 2.5.1 Hardy-Weinberg平衡检验
• 2.5.2 多态信息含量
• 2.5.3 遗传杂合度
• 2.6 个体识别与亲缘鉴定
• 2.6.1 个体识别
• 2.6.2 亲缘鉴定
• 3 讨论
• 3.1 关于微卫星位点的选择
• 3.2 种公牛遗传多样性分析
• 3.3 微卫星标记应用于个体识别的优势
• 3.4 种公牛个体识别与亲缘鉴定
• 3.5 Y染色体应用于个体识别中的探讨
• 3.6 关于ABI3100-Avant全自动基因序列分析仪
• 3.7 实验室水平的分子鉴定与实践中个体识别
• 4 结论
• 致谢
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介