利用微衛(wèi)星標(biāo)記分析4個(gè)番鴨品系的遺傳多樣性

張 燕，方 琪，陳興勇，耿照玉

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

利用微衛(wèi)星標(biāo)記分析4個(gè)番鴨品系的遺傳多樣性

張 燕，方 琪，陳興勇，耿照玉*

（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科技學(xué)院，安徽 合肥 230036）

為研究番鴨的遺傳多樣性以及品系間的遺傳關(guān)系，選用3對(duì)微衛(wèi)星引物對(duì)4個(gè)番鴨品系 （Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ）的等位基因數(shù)、等位基因頻率、群體多態(tài)信息含量、基因雜合度和遺傳距離進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，3個(gè)微衛(wèi)星基因座共檢測(cè)到8個(gè)等位基因，基因頻率分布在0.033 4～0.766 6；平均雜合度為0.485 2～0.559 6，品系Ⅰ平均基因雜合度最高，為 0.559 6，品系Ⅲ平均基因雜合度最低，為0.485 2；平均多態(tài)信息含量為0.295 4～0.338 8，4個(gè)品系均屬于中度多態(tài)。聚類分析表明，品系Ⅲ和Ⅳ的遺傳距離最遠(yuǎn)，為0.419 5，表明兩者的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)；品系Ⅰ和Ⅱ的遺傳距離為0.307 1，兩者的親緣關(guān)系較近。

番鴨；微衛(wèi)星標(biāo)記；遺傳多樣性；遺傳距離

番鴨（Cairina moschata domestica），也稱瘤頭鴨（muscovy或domestic muscovy duck），與家鴨同科不同屬，在家禽中有著特殊的地位，我國(guó)將其列為特種經(jīng)濟(jì)禽類。番鴨是優(yōu)良的肉用、肝用禽種之一，因具有體型大、生長(zhǎng)速度快、耐粗飼、抗病力強(qiáng)、易育肥、飼料轉(zhuǎn)化率高、產(chǎn)肝性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為具有較大發(fā)展前途的瘦肉型鴨品系 （種）。

微衛(wèi)星標(biāo)記遵循孟德?tīng)栠z傳法則，且呈等顯性遺傳［1-2］。微衛(wèi)星DNA標(biāo)記因數(shù)量多、多態(tài)性豐富、呈共顯性遺傳方式和檢測(cè)快捷方便等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛應(yīng)用于各種畜禽品種群體遺傳結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系的分析［3-5］。Zhou等［6］利用微衛(wèi)星標(biāo)記分析了多個(gè)雞品系之間的遺傳多樣性和系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)，并找到了品系特征條帶。湯青萍等［7］對(duì)多個(gè)中國(guó)地方烏雞品種的遺傳多樣性進(jìn)行了研究和品種間聚類分析。近年來(lái)，龔道清等［8-9］利用微衛(wèi)星標(biāo)記在鴨遺傳多樣性方面也開(kāi)展了相關(guān)研究報(bào)道。本試驗(yàn)從福建多地共引進(jìn)4個(gè)番鴨品系，檢測(cè)了其遺傳結(jié)構(gòu)，以便為選育和配套系雜交利用提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 血樣來(lái)源

試驗(yàn)鴨群由安慶市永強(qiáng)禽業(yè)有限責(zé)任公司提供。隨機(jī)采集4個(gè)番鴨品系的血樣，每個(gè)品系采集30個(gè)血樣。翅靜脈采血2 m L于EDTA抗凝管中，公母各半。用TIANamp Blood DNA Kit血液基因組DNA提取試劑盒提取DNA，經(jīng)瓊脂糖電泳檢測(cè)合格后于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.1.2 微衛(wèi)星引物

所用3個(gè)微衛(wèi)星引物序列、重復(fù)序列及PCR退火溫度分別為 （1）AY498540基因，上下游引物序列分別為5＇-GATTCAACCTTAGCTATCAGTCT CC-3＇和5＇-CGCTCTTGGCAAATGTCC-3＇，重復(fù)序列為（CA）15GA（CA）32AAA（CAA）4，退火溫度54.1℃；（2）AJ427847基因，上下游引物序列分別為5＇-TTTTCACCCAGTTCACTTCAGCC-3＇和5＇-GATTCAAATTTGCCGCAGGATTA-3＇，重復(fù)序列為（CT）12，退火溫度54.1℃； （3）AY493282基因，上下游引物序列分別為5＇-CCTGAGAGCTG TGCTACACG-3＇和5＇-ACTCCCAGCCTCCCTTATTC-3＇，重復(fù)序列為 （CA）14CTT（AC）3TT（AC）3，退火溫度61.0℃。

1.2 方法

1.2.1 主要試劑及儀器

Premix TaqTM，DNA Marker，6×DNA Loading Buffer購(gòu)自寶生物工程 （大連）有限公司，丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、N，N，N，N＇-四甲基乙二胺、過(guò)硫酸銨、EDTA-Na2購(gòu)自北京索萊寶科技有限公司，其他試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。PCR擴(kuò)增儀 （app lied biosystems），凝膠成像儀 （江蘇捷達(dá)科技公司）。

1.2.2 PCR反應(yīng)及電泳檢測(cè)

PCR反應(yīng)體系20μL：模板DNA 1μL，Prem ix 10μL，上下游引物各1μL，ddH2O 7μL。反應(yīng)程序：95℃預(yù)變性4 m in；95℃變性30 s，退火30 s，72℃延伸30 s，30個(gè)循環(huán)；最后72℃延伸10 min，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

所有PCR產(chǎn)物進(jìn)行30%聚丙烯酰胺凝膠電泳，130 V電泳3 h，電泳結(jié)束后，用硝酸銀染色，成像后分析結(jié)果，并計(jì)算所有位點(diǎn)的多態(tài)信息含量（polymorphism information content，PIC）、雜合度（heterozygosity，H）和等位基因數(shù)等多項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析

統(tǒng)計(jì)4個(gè)番鴨品系的等位基因組成，計(jì)算3個(gè)微衛(wèi)星座位的基因頻率；根據(jù)Botstein公式計(jì)算各品系的 PIC［10］、參考Zhang等［11］的方法計(jì)算各品系微衛(wèi)星基因座的平均H，根據(jù)Nei公式計(jì)算各品系間的Nei氏遺傳距離［12］。

2 結(jié)果與分析

2.1 微衛(wèi)星引物擴(kuò)增及多態(tài)性的檢測(cè)

番鴨4個(gè)品系的3個(gè)微衛(wèi)星座位共檢測(cè)到8個(gè)等位基因，其中基因座AJ427847的多態(tài)性最為豐富，存在4個(gè)等位基因，分別標(biāo)為C，D，E和F；基因座AY498540和基因座AY493282各檢測(cè)到2個(gè)等位基因，分別為A，B和G，H。在基因座AJ427847上，等位基因D僅見(jiàn)于番鴨品系Ⅰ和Ⅱ。AY493282座位的部分?jǐn)U增結(jié)果如圖1所示。

圖1 AY493282座位的部分?jǐn)U增結(jié)果

2.2 4個(gè)番鴨品系的遺傳多樣性

2.2.1 3個(gè)微衛(wèi)星基因座的等位基因頻率

對(duì)4個(gè)番鴨品系的3個(gè)微衛(wèi)星基因座的等位基因頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果見(jiàn)表1。等位基因頻率分布在0.033 4～0.766 6。各等位基因分布不均勻，每個(gè)基因座均存在1種相對(duì)優(yōu)勢(shì)等位基因。番鴨4個(gè)品系在各基因座的優(yōu)勢(shì)等位基因均為A，C，G等位基因。

表1 3個(gè)微衛(wèi)星座位的等位基因頻率分布

2.2.2 微衛(wèi)星基因座的多態(tài)信息含量和基因雜合度

4個(gè)番鴨品系在不同微衛(wèi)星座位的平均基因雜合度、平均多態(tài)信息含量見(jiàn)表2-3。由表2可知，平均基因雜合度在0.485 2～0.559 6，番鴨品系Ⅰ的平均基因雜合度最高 （H=0.559 6），品系Ⅲ的平均基因雜合度最低 （H=0.485 2）。由表3可知，平均多態(tài)信息含量在0.295 4～0.338 8，番鴨品系Ⅰ的平均多態(tài)信息含量最高 （PIC=0.338 8），品系Ⅲ的平均多態(tài)信息含量最低 （PIC=0.295 4）。

表2 各品系不同座位的基因雜合度

表3 各品系不同座位的多態(tài)信息含量

2.3 4個(gè)番鴨品系間的遺傳關(guān)系

計(jì)算4個(gè)番鴨品系間的Nei氏遺傳距離，并采用UPGMA法對(duì)4個(gè)品系進(jìn)行聚類 （圖2）。4個(gè)品系間的遺傳距離在0.307 1～0.419 5，品系Ⅲ與品系Ⅰ，Ⅱ，Ⅳ的遺傳距離均相對(duì)較遠(yuǎn)，與品系Ⅳ的遺傳距離最遠(yuǎn) （0.419 5）；品系Ⅰ與Ⅱ的遺傳距離相對(duì)較近 （0.307 1），說(shuō)明品系Ⅰ和Ⅱ之間的親緣關(guān)系相對(duì)較近。

3 小結(jié)和討論

基因雜合度是估測(cè)群體遺傳變異度的一個(gè)重要指標(biāo)，群體雜合度越低，反映該群體的遺傳一致性越高，群體的遺傳多樣性就越差。本試驗(yàn)中4個(gè)番鴨品系的平均基因雜合度分布在0.485 2～0.559 6，品系Ⅰ群體的遺傳多樣性較為豐富，而品系Ⅲ的純合度較高。從專門化品系選育來(lái)看，品系Ⅰ群體內(nèi)部存在較大的選擇空間，而品系Ⅲ則可用于純繁選育。

由Botstein等［10］提出來(lái)的PIC是衡量基因變異程度的指標(biāo)。當(dāng)PIC＞0.5時(shí)該座位為高度多態(tài)座位，當(dāng)0.25＞PIC＞0.5時(shí)該座位為中度多態(tài)座位，當(dāng)PIC＜0.25時(shí)該座位為低度多態(tài)座位。本研究中，番鴨4個(gè)品系的3個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記的平均多態(tài)信息含量為0.295 4～0.338 8，均呈現(xiàn)中度多態(tài)性，在專門化品系選育中具有一定的利用空間。

群體間的遺傳關(guān)系一般表達(dá)為兩兩群體之間的遺傳距離，而群體之間的遺傳距離為定量描述群體間綜合遺傳差異的重要指標(biāo)。據(jù)此，本研究計(jì)算出了4個(gè)番鴨品系間的遺傳距離，并根據(jù)遺傳距離對(duì)4個(gè)番鴨品系進(jìn)行聚類，其中品系Ⅰ和Ⅱ的遺傳距離最近，品系Ⅲ和Ⅳ的遺傳距離最遠(yuǎn)。現(xiàn)代雜種優(yōu)勢(shì)理論認(rèn)為，雜種優(yōu)勢(shì)的大小在一定程度上取決于親本間遺傳差異的大小，遺傳差異越大的群體間雜交，所產(chǎn)生的雜種優(yōu)勢(shì)越大。本研究中品系Ⅲ和Ⅳ遺傳距離最大，說(shuō)明品系Ⅲ和Ⅳ的遺傳差異最大，它們之間的雜種優(yōu)勢(shì)最大。Melchinger等［13］用RFLP技術(shù)研究玉米雜種優(yōu)勢(shì)與雙親遺傳距離的關(guān)系，結(jié)果顯示，在遺傳距離 ＜0.54的情況下，親本間的遺傳距離越大，雜交子代基因型的雜合度就越高，雜種優(yōu)勢(shì)就越強(qiáng)。但遺傳距離更遠(yuǎn)的親本間，雜種優(yōu)勢(shì)與遺傳距離不相關(guān)。由此可推測(cè)，品系Ⅲ和Ⅳ較適合作為雜交的配套品系。

［1］ 楊寧.現(xiàn)代養(yǎng)雞生產(chǎn) ［M］.北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1994.

［2］ 吳常信.雞的遺傳育種 （四）［J］.中國(guó)畜牧雜志，1989，25（4）：56-58.

［3］ Zhang X，Leung F C，Chan D K，et al.Genetic diversity of Chinese native chicken breeds based on protein metamorphism，random ly amplified polymorphic DNA，and microsatellite polymorphism［J］.Poultry Science，2002，81（10）：1463-1472.

［4］ 王惠影，常洪，徐偉，等.家鶉與野生日本鳴鶉群體微衛(wèi)星DNA標(biāo)記的遺傳學(xué)分析 ［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2004，35（4）：367-371.

［5］ 朱慶，李亮.不同地方烏雞種群遺傳多樣性的微衛(wèi)星DNA分析 ［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2003，34（3）：213-216.

［6］ Zhou H J，Lamont S J.Genetic characterization of biodiversity in highly inbred chicken lines by microsatellite markers［J］. Animal Genetics，1999，30（4）：256-264.

［7］ 湯清萍，陳寬維，李慧芳，等.應(yīng)用微衛(wèi)星標(biāo)記對(duì)12個(gè)中國(guó)地方烏骨雞品種遺傳多樣性的研究 ［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2005，36（8）：755-760.

［8］ 龔道清，張紅，張軍，等.運(yùn)用微衛(wèi)星標(biāo)記分析11個(gè)鴨種 （群）的親緣關(guān)系 ［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2005，36（12）：1256-1260.

［9］ 馬月輝，湯青萍，屠云潔.中國(guó)地方鴨品種資源的分子遺傳多樣性 ［J］.畜牧獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2006，37 （11）：1107-1113.

［10］ Botstein D，White R L，Skolnick M，et al.Construction of a genetic linkage map in man using restriction fragment length polymorphisms［J］.American Journal of Human Genetics，1980，32（3）：314-331.

［11］ 張沉，張勤.動(dòng)物育種原理與方法 ［M］.北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，1995.

［12］ Nei M，Tajima F，Tateno Y.Accuracy of estimated phylogenetic trees from molecular data［J］.Journal of Molecular Evolution，1983，19（2）：153-170.

［13］ Melchinger A E，Lee M，Lamkey K R，et al.Genetic diversity for restriction fragment length polymorphisms and heterosis for two diallel sets of maize inbreds［J］.Theoretical and Applied Genetics，1990，80（4）：488-496.

（責(zé)任編輯：侯春曉）

S 834+.89；Q 953+.3

A

0528-9017（2015）04-0558-03

10.16178/j.issn.0528-9017.20150436

2015-01-24

安徽省大學(xué)生創(chuàng)新基金 （AH201310364036）

張 燕 （1993-），女，碩士研究生，主要從事家禽遺傳育種研究工作。E-mail：1306319012@qq.com。

共同第一作者：方 琪 （1992-），女，本科生，主要從事家禽生產(chǎn)工作。E-mail：596226927@qq.com。

耿照玉 （1963-），教授，博士生導(dǎo)師，主要從事家禽遺傳育種與生產(chǎn)研究工作。E-mail：gzy@ahau.edu.cn。

文獻(xiàn)著錄格式：張燕，方琪，陳興勇，等.利用微衛(wèi)星標(biāo)記分析4個(gè)番鴨品系的遺傳多樣性 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，56（4）：558-560.