親本番鴨微衛(wèi)星標(biāo)記遺傳距離與半番鴨主要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性分析

朱志明，鄭嫩珠，繆中緯，段園園，辛清武，陳 暉*

(1. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 畜牧獸醫(yī)研究所,福建 福州 350013；2. 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與科技信息研究所，福建 福州 350003)

隨著雜種優(yōu)勢(shì)在畜牧業(yè)上的利用日益廣泛，雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)亦越顯重要，對(duì)畜禽雜種優(yōu)勢(shì)做出快速有力的預(yù)測(cè)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)[1]。微衛(wèi)星標(biāo)記因具有數(shù)量多，基因組中分布廣泛，多態(tài)性豐富，呈孟德?tīng)柟诧@性遺傳方式，檢測(cè)容易、快速等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越廣泛應(yīng)用于動(dòng)植物研究中[2]。雜種優(yōu)勢(shì)的利用是提高家畜生產(chǎn)水平的重要手段，而對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的預(yù)測(cè)則是利用雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，尋求最佳雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)方法一直是育種學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。本研究以幾個(gè)白羽半番鴨親本為研究對(duì)象，采用微衛(wèi)星標(biāo)記技術(shù)估測(cè)雜交親本間的遺傳距離，研究微衛(wèi)星標(biāo)記遺傳距離與雜交后代半番鴨生長(zhǎng)性狀雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)關(guān)系，以期為白羽半番鴨優(yōu)良雜交組合的選擇提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)鴨群

試驗(yàn)鴨共分為九組，包括1個(gè)父本(白番鴨)，4個(gè)母本種鴨，其中：M18由克里莫公司培育、大型、中型和小型分別是以北京鴨、白羽蛋鴨與北京鴨雜交合成系以及蛋鴨為素材培育的專門(mén)化品系。4個(gè)雜交后代半番鴨(番鴨♂×大型♀、番鴨♂×中型♀和番鴨♂×小型♀)。每個(gè)親本及其雜交后代半番鴨各100～120只，共900～1 180只。試驗(yàn)鴨群同時(shí)出雛，全程飼養(yǎng)管理?xiàng)l件一致。飼養(yǎng)至70日齡時(shí)，每組選取平均體重6只(公母各半)供屠宰試驗(yàn)，同時(shí)親本各組隨機(jī)采血40只(公母各半)，4 ℃保存?zhèn)溆茫糜谔崛⊙夯蚪MDNA，微衛(wèi)星標(biāo)記分析。

1.2 微衛(wèi)星標(biāo)記選擇

從20多個(gè)微衛(wèi)星引物中篩選了8個(gè)多態(tài)性較好的作為試驗(yàn)位點(diǎn)。所有引物均由上海生工生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成。

1.3 血液基因組DNA的提取

常規(guī)酚/氯仿提取DNA，溶于適量的TE(pH8.0)中，置于-20 ℃保存。

1.4 PCR擴(kuò)增及其產(chǎn)物檢測(cè)

PCR反應(yīng)體系采用25 μL：模板DNA 50 ng，10×buffer 2.5 μL，dNTPs 0.2 mM，上下游引物各5 pM，Mg2+2.0 mM，Taq DNA聚合酶1 U。反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性4 min，94 ℃變性50 s，50～65 ℃復(fù)性50 s，72 ℃延伸1 min，30～35個(gè)循環(huán)；最后72 ℃延伸10 min；4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物95 ℃變性5 min后，放入冰水中冷卻，點(diǎn)樣6 μL在8%變性聚丙烯酰胺凝膠上電泳檢測(cè)，200 V恒壓電泳，電泳時(shí)間的長(zhǎng)短依據(jù)DNA片段大小確定，電泳結(jié)束后銀染。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1.5.1 群體遺傳信息的計(jì)算 統(tǒng)計(jì)5個(gè)鴨群體的等位基因組成，利用PopGen32軟件計(jì)算各微衛(wèi)星座位的基因頻率，多態(tài)信息含量(Polymorplism Information Content, PIC)和平均雜合度(Heterozygosity, H)；利用Phylip軟件計(jì)算各品種間的Nei氏遺傳距離(DA)。

表1 8對(duì)微衛(wèi)星引物信息Table 1 Information of 8 pair primers of microsatellite

1.5.2 雜種優(yōu)勢(shì)率的計(jì)算 每組試驗(yàn)鴨測(cè)定0～10周齡體重、耗料量，10周齡時(shí)隨機(jī)抽取接近組平均體重的6只試驗(yàn)鴨(公母各半)按照中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(NY/T823-2004)“家禽生產(chǎn)性能名詞術(shù)語(yǔ)和度量統(tǒng)計(jì)方法”進(jìn)行相應(yīng)性狀的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，計(jì)算各性狀雜交后代雜種優(yōu)勢(shì)率。雜種優(yōu)勢(shì)率(H%)的計(jì)算公式[3]如下：

H%=H/(P1+P2)/2×100%

式中：H為雜種優(yōu)勢(shì)值，P1、P2分別代表父本、母本均值。

1.5.3 遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)分析 采用SPSS13.0軟件對(duì)親本間的遺傳距離與各性狀的雜種優(yōu)勢(shì)率進(jìn)行相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1 群體遺傳信息

等位基因數(shù)、有效等位基因數(shù)、多態(tài)信息含量和基因雜合度，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，8個(gè)微衛(wèi)星測(cè)定的5個(gè)種群等位基因數(shù)在3.1250～4.0000之間，平均等位基因數(shù)為3.6250；有效等位基因數(shù)在2.5699～3.0737之間，平均有效等位基因數(shù)為2.8881；基因雜合度在0.5918～0.6580之間，平均基因雜合度為0.6331；多態(tài)信息含量在0.4222～0.5977之間，平均多態(tài)信息含量為0.5181。結(jié)果顯示5個(gè)種群的雜合度和多態(tài)性為中等。

表2 供試種群遺傳信息Table 2 Genetic information of populations tested

注：M18-M18母本；LFP-大型母本；MFP-中型母本；SFP-小型母本；MD-番鴨。下表同。

Note:M18-M18 female parent；LFP-Large female parent；MFP-Middle female parent；SFP-Small female parent；MD-Mule duck。The same in the below.

2.2 親本種群間遺傳距離(DA)

根據(jù)親本間的奈氏遺傳距離(DA)見(jiàn)表3。由表3可知，番鴨♂×M18♀的遺傳距離最大，其次番鴨♂×中型♀、番鴨♂×大型♀，而番鴨♂×小型♀的遺傳距離最小，分別為0.4452、0.3671、0.3623和0.3224。

2.3 遺傳距離與雜種主要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性分析

2.3.1 親本間的遺傳距離與半番鴨日增重雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)性 表4為各親本及其后代半番鴨各周齡日增重實(shí)測(cè)值，表5為親本間的遺傳距離與半番鴨各周齡日增重雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)關(guān)系。由表5可知，4組半番鴨在各個(gè)周齡的累積日增重呈現(xiàn)明顯的雜種優(yōu)勢(shì)，其中番鴨♂× M18♀最大，其次為番鴨♂×大型♀、番鴨♂×中型♀，番鴨♂×小型♀雜種優(yōu)勢(shì)最小。各組半番鴨的雜種優(yōu)勢(shì)率隨著周齡日益遞減。半番鴨日增重的雜種優(yōu)勢(shì)率與其親本間的遺傳距離相關(guān)分析結(jié)果表明，它們之間存在較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在0.9285～0.9978，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明親本間遺傳距離與8周齡日增重呈極顯著相關(guān)(P<0.01)，與10周齡日增重呈顯著相關(guān)(P<0.05)。

表3 親本種群間的遺傳距離(DA)Table 3 Genetic distance between parental populations

表4 親本及后代半番鴨日增重實(shí)測(cè)值Table 4 Observerd value of ADG of parental population and its hybrid offspring with mule duck

表5 親本間遺傳距離與半番鴨日增重的相關(guān)性 Table 5 Correlation between genetic distance of parental populations and ADG of hybrid offspring of mule duck

注：*表示差異顯著，**表示差異極顯著。

Note: * means significant difference, ** means extreme difference.

2.3.2 親本間的遺傳距離與半番鴨飼料轉(zhuǎn)化率雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)性 表6為各親本及其后代半番鴨飼料轉(zhuǎn)化率實(shí)測(cè)值，表7為親本間的遺傳距離與半番鴨飼料轉(zhuǎn)化率雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)關(guān)系。由表7可知，4組半番鴨各周齡的累積飼料轉(zhuǎn)化率的雜種優(yōu)勢(shì)呈負(fù)值，且隨著周齡日益遞減。半番鴨累積飼料轉(zhuǎn)化率的雜種優(yōu)勢(shì)率與其親本間的遺傳距離相關(guān)分析結(jié)果表明，它們之間呈較強(qiáng)的負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在-0.8246～-0.9426，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明各性狀相關(guān)系數(shù)均不顯著(P>0.05)。

表6 親本及后代半番鴨累積飼料轉(zhuǎn)化率實(shí)測(cè)值Table 6 Observerd value of feed conversion rate of parental population and its hybrid offspring with mule duck

2.3.3 親本間的遺傳距離與半番鴨10周齡屠宰性狀雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)性 表8為各親本及其后代半番鴨10周齡屠宰性狀實(shí)測(cè)值，表9為親本間的遺傳距離與半番鴨10周齡屠宰性狀雜種優(yōu)勢(shì)率的相關(guān)關(guān)系。由表9可知，4組半番鴨10周齡屠宰性狀中的半凈膛率、全凈膛率、胸肌率和腿肌率的雜種優(yōu)勢(shì)均呈正值，皮脂率和腹脂率呈負(fù)值。半番鴨10周齡屠宰性狀的雜種優(yōu)勢(shì)率與其親本間的遺傳距離相關(guān)分析結(jié)果表明，它們之間呈較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.7983～0.9378，顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明各性狀的相關(guān)系數(shù)均不顯著(P>0.05)。

表7 親本間遺傳距離與半番鴨飼料轉(zhuǎn)化率的相關(guān)性 Table 7 Correlation between genetic distance and heterosis of feed conversion rate

表8 親本及后代半番鴨10周齡屠宰性狀測(cè)定值Table 8 Observerd value of carcass traits at 10 weeks age of parental population and its hybrid offspring with mule duck

表9 親本間遺傳距離與半番鴨10周齡屠宰性狀的相關(guān)性Table 9 Correlation between genetic distance and heterosis of carcass traits at 10 weeks age

3 討 論

本研究所用的番鴨和M18母本是從法國(guó)克里莫公司引進(jìn)的經(jīng)多年提純選育的品種，大、中、小型白羽半番鴨母本為福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)過(guò)4～8個(gè)世代選育的白羽半番鴨母本專門(mén)化品系[4]。 利用8個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記測(cè)定的5個(gè)半番鴨親本種群均表現(xiàn)中度雜合度和多態(tài)性，這與5個(gè)親本均為高度選育的品系，基因純合度較高有關(guān)。

番鴨與各個(gè)母本雜交后代半番鴨的日增重、飼料轉(zhuǎn)化率和屠宰性能分別為番鴨♂×M18♀最高、番鴨♂×大型♀和番鴨♂×中型♀次之、而番鴨♂×小型♀最低。一般來(lái)說(shuō)，來(lái)源差別較大的種群間雜交以及基因型相對(duì)較純的種群間雜交，可以獲得較大的雜種優(yōu)勢(shì)[5]。雜種優(yōu)勢(shì)的大小主要決定于雙親的遺傳差異和性狀互補(bǔ)，差異越大雜種優(yōu)勢(shì)越明顯，而本研究獲得的結(jié)果可能是由于各個(gè)母本早期生長(zhǎng)速度差異較大，決定了各雜交組合各個(gè)性狀上的遺傳差異的原因。由估測(cè)的遺傳距離可以看出，番鴨♂×M18♀的遺傳距離最大，其次為番鴨♂×中型♀、番鴨♂×大型♀，而番鴨♂×小型♀的遺傳距離最小。一般而言，種群間的遺傳差異可用遺傳距離定量描述[6]，遺傳距離越大，雜種優(yōu)勢(shì)越大。這與本研究結(jié)果相一致。

研究結(jié)果表明，親本間的遺傳距離與不同經(jīng)濟(jì)性狀呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，相關(guān)程度的大小亦不同。遺傳距離與雜交后代日增重呈強(qiáng)正相關(guān)關(guān)系，與飼料轉(zhuǎn)化率呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)關(guān)系，與屠宰性狀的部分性狀呈正相關(guān)(10周齡的半凈膛率和全凈膛率等)或負(fù)相關(guān)系數(shù)(如腿肌率)。黃生強(qiáng)等[2]對(duì)微衛(wèi)星標(biāo)記與豬經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)關(guān)系的研究結(jié)果表明，遺傳距離與日增重、料肉比呈正相關(guān)，與胴體性狀呈負(fù)相關(guān)。左福元等[7]開(kāi)展的肉牛雜交親本遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)性研究的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，親本間遺傳距離與體尺、體重雜種優(yōu)勢(shì)相關(guān)系數(shù)偏小(-0.003～0.304)，未達(dá)到顯著水平。朱慶等[8]利用微衛(wèi)星分析了不同品系黃羽肉雞的遺傳距離與體重雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)遺傳距離與后代體重雜種優(yōu)勢(shì)率多數(shù)沒(méi)有相關(guān)性，僅C×B組合遺傳距離與8周齡體重雜種優(yōu)勢(shì)率呈顯著相關(guān)。此外，國(guó)內(nèi)不少研究人員對(duì)其他物種進(jìn)行了相類似的研究。從研究結(jié)果可以看出，親本間的遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)程度隨不同性狀而異，造成差異的因素有很多，包括研究的物種不同，遺傳背景不同，選取微衛(wèi)星標(biāo)記的位點(diǎn)、數(shù)量不同，用于試驗(yàn)的樣本含量差異較大等因素。因此，要準(zhǔn)確評(píng)價(jià)微衛(wèi)星標(biāo)記遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)性，還需要更加深入地研究。

4 結(jié) 論

本研究表明，親本種群間的遺傳距離與后代半番鴨累積日增重呈強(qiáng)正相關(guān)，與飼料轉(zhuǎn)化率呈強(qiáng)負(fù)相關(guān)，與10周齡的屠宰性狀均呈較強(qiáng)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.8以上。利用微衛(wèi)星標(biāo)記預(yù)測(cè)半番鴨主要經(jīng)濟(jì)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)是可行的。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王淑新，連林生．畜禽雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)方法的研究進(jìn)展[J]．當(dāng)代畜牧，2008(1)：39-41．

[2] 黃生強(qiáng)，柳小春，晏光榮，等．微衛(wèi)星標(biāo)記預(yù)測(cè)豬部分經(jīng)濟(jì)性狀雜種優(yōu)勢(shì)的研究[J]．湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，33(5)：592-594．

[3] 趙宗勝，李大全，李應(yīng)生，等．微衛(wèi)星標(biāo)記遺傳距離與雞雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)分析[J]．中國(guó)畜牧獸醫(yī)，2010，37(8)：112-115．

[4] 鄭嫩珠，李盛霖，陳 暉．福建省白羽半番鴨及其母本選育[J]．中國(guó)家禽，2010，32(14)：5-8．

[5] 張英杰，趙有璋，劉月琴，等．3個(gè)山羊群體中4個(gè)微衛(wèi)星DNA多態(tài)性及其與雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系[J]．遺傳，2004，26(5)：631-636．

[6] 李明爽，傅洪拓，龔永生，等．雜種優(yōu)勢(shì)預(yù)測(cè)研究進(jìn)展[J]．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，24(1)：117-122．

[7] 左福元，王 玲，劉昌林．肉牛雜交親本遺傳距離與雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)性研究[J]．中國(guó)畜牧雜志，2010，46(1)：1-4．

[8] 朱 慶，張義正，劉繼霞，等．黃羽肉雞群體遺傳變異的微衛(wèi)星分析及其與體重雜種優(yōu)勢(shì)的關(guān)系[J]．畜牧與獸醫(yī)，2006，38(3)：8-10．