中国地方家鸭品种的分子遗传多样性研究

中国地方家鸭品种的分子遗传多样性研究

论文摘要

为全面了解中国家鸭遗传资源的现状、遗传多样性及遗传关系,本研究通过原产地调查并采集了来自中国不同地区的24个地方鸭种,通过微卫星标记技术,检测了24个中国地方鸭种1440个个体在28个微卫星基因座的基因型。分析了等位基因频率、群体杂合度(H)、有效等位基因数、多态信息含量、群体间的Nei氏标准遗传距离(DS)和DA遗传距离,采用邻近结合法、主成分分析和群体遗传结构分析等方法,对24个中国地方鸭种的群体内的遗传变异进行了分析。研究结果如下:1.原产地调查显示,我国26个地方鸭品种中,文登黑鸭和中山麻鸭濒临灭绝,现存的24个地方鸭种中,建昌鸭和四川麻鸭处于危险状态,其他22个鸭品种均处于正常状态。2.进行了血样保存方法的比较,研究了乙醇保存家禽血样的效果,结果表明,利用75%的乙醇按4:1的体积比处理家禽血样,不仅操作简便快捷,常温保存较长的时间;而且,从该血样中可以提取高质量的DNA。3.检测了28个微卫星座位在24个地方鸭种中的等位基因数及多态信息含量。28个微卫星座位总共检测到236个等位基因,拥有的等位基因数量非常丰富(5-13),平均值为8.428;检测到134.4个有效等位基因,平均值为4.800。有效等位基因数小于实际观察等位基因数。除座位APL23和APL79的PIC为中度多态外,其它座位的PIC均具有较高的多态性。平均期望杂合度为0.7613,显示出丰富的遗传多样性和较高的选择潜力。各座位的有效等位基因数、平均多态信息含量和期望杂合度三者呈正相关的关系。从品种的角度看,贵州省的三穗鸭和兴义鸭在28个微卫星标记中的平均等位基因数最高,皆为4.25,而平均等位基因数最低出现在福建省的连城白鸭,平均等位基因数只有3.36。4.检测了24个地方鸭品种在同一微卫星座位上等位基因数目和频率的差异。结果显示:24个地方品种拥有27个特有等位基因以及数量相当的优势等位基因,28个微卫星基因座都有优势等位基因存在。24个品种中,三穗鸭的期望杂合度最高,0.6166;其次为微山麻鸭;杂合度最低的为金定鸭,0.5137。24个鸭群体的平均杂合度为0.569,遗传多样性较低,选择的潜力相对较小。5.群体间的遗传变异经F统计量分析,单个座位偏离Hardy-Weinberg平衡的群体数从0到8不等。对于整个群体而言存在着极显著的遗传分化,群体间遗传分化系数达到0.264(P<0.001),并且所有座位都显著地贡献于这一结果(P<0.001);杂合子缺失的水平很低。24个鸭群体之间的Nei氏标准遗传距离DS和DA遗传距离的结果一致。金定鸭和山麻鸭的遗传距离最近;四川麻鸭和汉中麻鸭的遗传距离最远。Nm值变异范围为从0.4620(四川麻鸭—汉中鸭)到1.3692(金定鸭—山麻鸭)。6.利用微卫星DNA标记分析24个中国鸭种遗传距离与地理距离的关联性,对于特定的群体而言,遗传距离与地理距离表现出相当程度的关联性,但24鸭个种间遗传距离和地理距离回归公式:FST/(1-FST) = 0.1976736 +0.0000578ln(d)以及Mantel’s检验的结果(P= 0.19192)并不能为两者间的显著联系提供足够的证据,表明在中国地方鸭品种的形成过程中,各自的地理分布可能并不是影响其群体遗传结构的决定因素。7.利用28对微卫星标记基于DA遗传距离对24个群体的亲缘关系进行分析,结合中国地方鸭种的历史起源、地理位置、生态条件、特定性状以及形态特征等,NJ聚类法将24个中国地方鸭种分为5大类:恩施麻鸭、荆江麻鸭、沔阳麻鸭、建昌鸭、四川麻鸭、靖西大麻鸭和广西小麻鸭聚为一类群;三穗鸭、兴义鸭、云南麻鸭、、连城白鸭、莆田黑鸭、金定鸭和山麻鸭聚为一类群;绍兴鸭和高邮鸭聚为一类;巢湖鸭、汉中麻鸭和大余鸭聚类一类;攸县麻鸭、临武鸭、北鸭、微山麻鸭和淮南麻鸭聚为一类。8.群体结构分析表明24个地方鸭品种1440个个体的平均基因组分数在所属推断类别中的平均基因组分数都大于0.800,表明我国24个鸭群体各具有本品种的特征特性。9.根据实验数据,提出对现有中国地方鸭种的保种措施:可采集组织和血样,贮存DNA信息,分析评价遗传结构的动态变化;在活体保种中,要采取保种场和保种区相结合的保种措施。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 文献综述
  • 1 中国家禽资源保护利用现状
  • 1.1 中国家禽资源的遗传多样性
  • 1.2 中国家禽遗传资源的开发利用
  • 1.3 畜禽遗传资源保护理论及保种方法
  • 1.3.1 保种理论
  • 1.3.2 保种方法
  • 2 遗传多样性研究对畜禽遗传资源保护利用的意义
  • 3 畜禽资源遗传多样性的评估内容
  • 4 畜禽资源遗传多样性的评估方法
  • 4.1 形态学方法
  • 4.2 细胞遗传学方法
  • 4.3 蛋白质检测方法
  • 4.4 分子生物学方法
  • 5 动物遗传多样性评价指标
  • 5.1 平均数和变异系数
  • 5.2 基因和基因型频率
  • 5.3 遗传平衡检验
  • 5.4 遗传变异的度量参数
  • 5.5 遗传距离估计数学模型
  • 5.6 系统发育分化推断方法
  • 6 微卫星标记及其应用
  • 6.1 微卫星标记概述
  • 6.2 微卫星的类型
  • 6.3 微卫星在基因组中的作用
  • 6.4 微卫星突变
  • 6.5 微卫星标记的优点
  • 6.5.1 广泛分布于基因组中
  • 6.5.2 多态性丰富
  • 6.5.3 遗传共显性
  • 6.5.4 相对保守性
  • 6.5.5 容易检测,重复性好
  • 6.6 微卫星标记的局限性
  • 6.6.1 哑等位基因或无效等位基因(null allele)的存在
  • 6.6.2 PCR 过程本身的缺陷
  • 6.6.3 “异源同形”现象的存在
  • 6.6.4 微卫星突变的偏向性
  • 6.7 微卫星标记在群体遗传多样性研究中的应用
  • 6.7.1 构建遗传连锁图谱
  • 6.7.2 制作DNA 指纹图
  • 6.7.3 QTL 定位和标记辅助选择(marker assisted selection, MAS)
  • 6.7.4 个体及亲缘关系的鉴定
  • 6.7.5 监测遗传操作效应和保种效果
  • 6.7.6 品种或品系遗传关系确定
  • 7 家鸭遗传资源多样性评估的研究进展
  • 7.1 形态学水平遗传多样性
  • 7.2 染色体水平遗传多样性
  • 7.3 生物化学水平遗传多样性研究
  • 7.4 分子遗传学水平遗传多样性研究
  • 7.4.1 mtDNA 遗传多样性
  • 7.4.2 核基因遗传多样性
  • 8 本研究的目的和意义
  • 第二章 中国地方家鸭品种保种现状的调查研究
  • 1 家鸭的起源
  • 2 中国家鸭资源的多样性
  • 3 我国地方鸭品种保存状况
  • 4 对我国地方鸭品种保护的建议
  • 第三章 采用微卫星标记评估中国地方家鸭品种的遗传多样性
  • 第一节 乙醇保存家禽血样的效果检测
  • 1 材料与方法
  • 1.1 血样的采集与保存
  • 1.2 试剂及仪器
  • 1.3 DNA 的提取
  • 1.4 DNA 的检测及PCR
  • 2 结果与分析
  • 2.1 电泳
  • 2.2 产量
  • 2.3 微卫星扩增的鉴定
  • 3 讨论
  • 第二节 中国地方家鸭品种的遗传多样性
  • 1 材料与方法
  • 1.1 样品采集
  • 1.2 微卫星引物
  • 1.3 药品和酶
  • 1.4 主要仪器
  • 1.5 DNA 提取
  • 1.6 溶液配制
  • 1.7 PCR 反应体系及其条件优化
  • 1.8 凝胶电泳
  • 1.9 银染
  • 1.10 统计方法
  • 1.11 统计分析
  • 2 结果与分析
  • 2.1 微卫星座位的等位基因数及多态信息含量
  • 2.2 群体内的遗传变异
  • 2.2.1 特有等位基因及其频率
  • 2.2.2 优势等位基因及其频率
  • 2.2.3 24 个群体共有等位基因
  • 2.2.4 各品种平均杂合度和群体统计数据
  • 2.3 群体间的遗传变异
  • 2.3.1 F-统计量
  • 2.3.2 遗传距离的估计
  • 2.3.3 遗传距离与地理距离的相关性
  • 2.3.4 群体每代迁移数
  • 2.3.5 聚类分析
  • 2.3.6 主成分分析
  • 2.3.7 群体结构分析
  • 3 讨论
  • 3.1 微卫星分析群体遗传多样性时抽样和样本量的确定
  • 3.2 微卫星座位数目的选择
  • 3.3 群体内的遗传多样性现状
  • 3.4 群体间的遗传分化
  • 3.5 品种间遗传距离与地理距离的关联性
  • 3.6 中国24 个地方鸭种间的系统发生关系
  • 3.7 聚类方法的选择和比较
  • 3.8 我国地方鸭种保种与选育的建议
  • 全文结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间已正式录用的学术论文目录
  • 相关论文文献

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