中國地方品種黃雞線粒體DNA D-loop遺傳多樣性研究

黃勛和，翁茁先，李威娜，王慶，何丹林，羅威，張細(xì)權(quán)，杜炳旺

中國地方品種黃雞線粒體DNA D-loop遺傳多樣性研究

1嘉應(yīng)學(xué)院/廣東省山區(qū)特色農(nóng)業(yè)資源保護(hù)與精準(zhǔn)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省五華三黃雞科技創(chuàng)新中心，廣東梅州 514015；2華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642

【目的】地方品種黃雞是中國重要的家禽遺傳資源，系統(tǒng)評估其遺傳多樣性水平，為提高利用率和制定科學(xué)的保護(hù)策略提供依據(jù)?！痉椒ā繉π聹y的694份樣本和下載的589份樣本，合計(jì)28個中國南方地方品種黃雞共1 283份的線粒體DNA片段（D-loop，519 bp）遺傳多樣性進(jìn)行整合分析，構(gòu)建單倍型中介網(wǎng)絡(luò)圖，通過單倍型地理分布格局、主坐標(biāo)分析、分子變異分析和中性檢測，確認(rèn)其內(nèi)部的群體遺傳結(jié)構(gòu)和群體歷史。通過分析亞洲和太平洋地方雞線粒體DNA地理分布格局，推測中國南方地方品種黃雞稀有單倍型類群的來源?！窘Y(jié)果】從1 283份樣本檢測到101個變異位點(diǎn)，其中92個為多態(tài)位點(diǎn)。定義了169種單倍型，歸屬于6個單倍型類群A-E和G，其中A-C和E為優(yōu)勢單倍型類群，D和G為稀有單倍型類群，占總體樣本比例分別為15.43%、49.26%、18.55%、16.37%、0.31%和0.08%。河南省單倍型類群最豐富（6個）；廣東省單倍型數(shù)量最多（61），浙江省（19）和海南?。?2）較少。單倍型類群A和B在28個黃雞品種中均有分布；D只分布于淮南麻黃雞、固始雞、寧都黃雞和霞煙雞中；G只分布于固始雞中。從單倍型類群D的分布頻率和單倍型數(shù)量來看，中國南方地方品種黃雞單倍型類群D可能來源于東南亞地區(qū)。從單倍型類群G的地理分布和中介網(wǎng)絡(luò)圖來看，河南和南亞的單倍型類群G可能來源于中國西南地區(qū)。中國南方地方品種黃雞總體單倍型多樣性和核苷酸多樣性分別為0.903±0.005和0.01269±n.d.。河南省和湖南省的單倍型多樣性和核苷酸多樣性最高，分別為0.916±0.011、0.01358±0.00039和0.913±0.012、0.01345±0.00042；海南省的單倍型多樣性最低（0.736±0.076），江西省的核苷酸多樣性最低（0.00981±0.00072）。在不同地方品種間，淮南麻黃雞、固始雞和鄖陽大雞的單倍型多樣性最高，江漢雞、淮南麻黃雞和黃郎雞的核苷酸多樣性最高，洪山雞、廣西三黃雞和蕭山雞的單倍型多樣性和核苷酸多樣性最低。文昌雞與河田雞的遺傳關(guān)系最近，與歷史記載相吻合。地方品種黃雞群體遺傳分化不明顯，分子變異主要來源于品種內(nèi)。中性檢測顯示黃雞在品種水平上近期未經(jīng)歷明顯種群擴(kuò)張，但單倍型類群A、B和E經(jīng)歷明顯的擴(kuò)張歷史。【結(jié)論】結(jié)果表明地方品種黃雞總體上保留著較高的遺傳多樣性水平，處于較好的保種狀態(tài)，但洪山雞、蕭山雞和廣西三黃雞應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)。地方品種黃雞存在雜交現(xiàn)象，整體上經(jīng)歷了群體擴(kuò)張歷史。東南亞和西南地方雞對中國南方地方品種黃雞有一定的遺傳貢獻(xiàn)。

黃雞；線粒體DNA D-loop；遺傳變異；遺傳分化；群體歷史

0 引言

【研究意義】中國獨(dú)特的地理環(huán)境和多樣的風(fēng)俗文化形成了眾多形態(tài)各異的地方雞品種，僅在《中國畜禽遺傳資源志：家禽志》記載的就有107個，滿足了不同地區(qū)、不同消費(fèi)習(xí)慣及不同消費(fèi)層次的需求[1]。地方品種黃雞是指產(chǎn)于當(dāng)?shù)?、歷史悠久、品種純正、具有“三黃”（毛黃、腳黃、皮黃）或黃麻羽的美麗外觀、獨(dú)特的肉質(zhì)風(fēng)味、廣受消費(fèi)者歡迎的地方品種，早在公元540年前北魏時期的農(nóng)學(xué)專著《齊民要術(shù)》上就有記載[1-2]。地方品種黃雞是祖先留給我們的寶貴財(cái)富，是我國重要的畜禽遺傳資源和極具產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的特色肉雞品種，也是我國畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的種源基礎(chǔ)。在當(dāng)今世界各國把種質(zhì)資源挖掘保護(hù)作為國家戰(zhàn)略高度之際，誰占有資源，誰就占領(lǐng)了制高點(diǎn)[1]?？茖W(xué)認(rèn)識和正確評估遺傳多樣性水平是今后制定家禽遺傳資源保護(hù)規(guī)劃和開展利用工作的重要基礎(chǔ)和依據(jù)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】線粒體DNA（mitochondrial DNA，mtDNA）因母系遺傳、核苷酸突變速率快、無重組等特點(diǎn)，被廣泛用于動物遺傳多樣性和群體母系歷史研究[3-4]。Wu等[5]分析了中國14個地方雞品種的mtDNA控制區(qū)（D-loop，片段長度360 bp）遺傳多樣性，結(jié)果顯示這些品種處于較高的遺傳變異水平，不存在明顯的遺傳結(jié)構(gòu)?；邳S郎雞mtDNA D-loop（片段長度524 bp）的研究顯示其處于較高的遺傳變異水平，起源于中國北方和西南地區(qū)，同時受鄰省地方雞的影響[6]。賈曉旭等[7]評估了華東地區(qū)11個地方雞品種（含白耳黃雞、崇仁麻雞、仙居雞、瑯琊雞等黃雞）的mtDNA D-loop全序列（片段長度1 232 bp）核苷酸多樣性，探討了品種的母系起源，指出部分品種可能受到歐美高產(chǎn)品系的遺傳滲入。基于mtDNA D-loop全序列（片段長度1 232 bp）研究表明江蘇省鹿苑雞、溧陽雞和太湖雞等3個黃雞的遺傳多樣性較低，主要單倍型類群為A和B[8]。黃勛和等[9]分析了廣東省及鄰省共12個黃雞品種的mtDNA D-loop（片段長度520 bp）核苷酸多樣性，結(jié)果顯示廣東省黃雞的遺傳多樣性水平較高，品種的形成受到鄰省和北方家雞，以及東南亞紅原雞的影響。【本研究切入點(diǎn)】然而，這些基于mtDNA D-loop的地方雞遺傳多樣性研究所用的序列長短不同，不同研究結(jié)果存在的差異使得不同研究比較難以進(jìn)行平行比較分析，同時研究材料（品種）數(shù)量較少及覆蓋面較低，不利于摸清中國地方品種黃雞的遺傳多樣性水平及其群體歷史。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究整合中國南方28個地方品種黃雞樣本及mtDNA D-loop數(shù)據(jù)，以統(tǒng)一的分析序列長度大尺度對中國南方地方品種黃雞的遺傳多樣性進(jìn)行整體評估，探討品種的群體歷史，為中國家禽遺傳資源保護(hù)和創(chuàng)新利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

新采集26個中國南方地方品種黃雞694份樣本，同時從GenBank（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ nuccore）數(shù)據(jù)庫下載17個中國南方地方品種黃雞589條mtDNA D-loop序列數(shù)據(jù)，合計(jì)28個地方品種共1 283份樣本（表1）。五華三黃雞之外的27個品種均入選了《中國畜禽遺傳資源志：家禽志》[1]，五華三黃雞入選了《中國禽類遺傳資源》[10]。采集地為保種場。根據(jù)系譜記錄采集無血緣關(guān)系的個體，肱靜脈取血100 μL，置于70%乙醇于-80℃保存。采用標(biāo)準(zhǔn)的酚氯仿方法提取基因組DNA，-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 PCR擴(kuò)增與序列測定

mtDNA D-loop的PCR擴(kuò)增引物為：L16750，5￠-AGGACTACGGCTTGAAAAGC-3￠[11]；H522，5￠-ATG TGCCTGACCGAG-GAACC-AG-3￠[12]。反應(yīng)體系為30 μL，含3 μL10×PCR Buffer（含Mg2+），2.4 μLdNTP mixture（2.5 mmol·L-1），正、反向引物（20 μmol·L-1）各0.3 μL，1 μL模板DNA，0.3 μLDNA聚合酶（寶生物，大連）（5 U/ μL）。PCR擴(kuò)增條件：94℃預(yù)變性4min；35個循環(huán)（94℃變性30 s，63℃復(fù)性1 min，72℃延伸50 s）；最后72℃延伸10 min。PCR擴(kuò)增產(chǎn)物用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測到目標(biāo)條帶后，送廣州艾基生物技術(shù)有限公司雙向測序。

1.3 序列分析

使用軟件ChromasPro 2.1.8（Technelysium，澳大利亞）檢查測序質(zhì)量；以紅原雞mtDNA基因組全序列（NC_007235）作為參考序列，用MEGA 7.0[13]比對序列后，基于序列長度的分布情況和方便不同研究結(jié)果的平行比較分析，本文統(tǒng)一截取序列長度為519 bp（對應(yīng)NC_007235核苷酸序列位置nps：1—519）作進(jìn)一步分析。提取線粒體的SNP位點(diǎn)，利用Structure 2.3.4[14]分析品種間的群體遺傳結(jié)構(gòu)。使用DnaSP 6.12.03[15]定義單倍型，提取變異位點(diǎn)信息（variable sites），計(jì)算單倍型多樣性（haplotype diversity）、核苷酸多樣性（nucleotide diversity）和錯配分布分析（mismatch distribution analysis）。利用Arlequin 3.5[16]以省份和品種為劃分依據(jù)，分別計(jì)算群體間分化指數(shù)（genetic differences among population，ST）、組間分化指數(shù)（genetic differences among groups defined a priori，CT）、組內(nèi)群體間分化指數(shù)（genetic differences among population within groups，SC），進(jìn)行群體內(nèi)和群體間的分子方差分析（Analysis of Molecular Variance，AMOVA）以及中性檢測（Tajima’s和Fu's檢驗(yàn)）。ST數(shù)值用于主坐標(biāo)分析（principal coordinate analysis，PCoA），該計(jì)算由GenAlEx 6.503[17]執(zhí)行。應(yīng)用軟件MitoToolPy（http://www.mitotool.org/）獲得序列變異信息，然后劃入特定的單倍型類群[18-19]。中介網(wǎng)絡(luò)圖（median-joining network）由NETWORK 10.2.0.0[20]繪制。

表1 樣品信息

樣品/數(shù)據(jù)來源：1：本研究；2：Miao et al，2013；3：Gao et al，2017；4：黃勛和等，2016；5：黃勛和等，2018；6：Liu et al，2006

Sample or data references: 1: This study; 2: Miao et al, 2013; 3: Gao et al, 2017; 4: Huang et al, 2016; 5: Huang et al, 2018; 6: Liu et al, 2006

2 結(jié)果

2.1 遺傳多樣性

獲得了1 283條519 bp的mtDNA D-loop序列，檢測到101個變異位點(diǎn)，占總分析位點(diǎn)的19.46%，其中92個為多態(tài)位點(diǎn)，定義了169種單倍型。28個黃雞群體的總體單倍型多樣性為0.903±0.005，總體核苷酸多樣性為0.01269±n.d.。河南省和湖南省黃雞的單倍型多樣性和核苷酸多樣性均排在10個省自治區(qū)中的前二位，而海南省的單倍型多樣性最低，江西省的核苷酸多樣性最低（表2）。在地方品種中，淮南麻黃雞、固始雞和鄖陽大雞的單倍型多樣性位列28個品種的前三位，江漢雞、淮南麻黃雞和黃郎雞的核苷酸多樣性位列前三位，而洪山雞、廣西三黃雞和蕭山雞的單倍型多樣性和核苷酸多樣性均排在后三位。值得注意的是，蕭山雞的核苷酸多樣性遠(yuǎn)低于其他黃雞品種。

表2 28個中國南方地方品種黃雞的線粒體DNA D-loop遺傳多樣性

*：在＜0.05水平顯著差異；**：在＜0.01水平顯著差異*: Significant at＜0.05;**: Significant at＜0.01

2.2 單倍型地理分布格局

169種單倍型劃分為6個單倍型類群A-E和G。單倍型類群B為優(yōu)勢單倍型類群，占總樣本數(shù)的49.26%，其次為C（18.55%）、E（16.37%）和A（15.43%），D和G分別只檢測到4個（0.31%）和1個（0.08%）（表3）。廣東省黃雞的單倍型數(shù)量最多（61），河南省次之（41），浙江省（13）和海南?。?2）較少。河南省黃雞的單倍型類群組成最為豐富，覆蓋6個單倍型類群，安徽省、江西省和廣西壯族自治區(qū)有5個單倍型類群，而其他省份只有4種單倍型類群（表3）。中介網(wǎng)絡(luò)圖顯示單倍型類群A、B、C和E為優(yōu)勢單倍型類群，在10個省份的黃雞品種均有分布；并呈星狀分布模式，即每個單倍型類群由一個主導(dǎo)單倍型和一些衍生單倍型組成（圖1）。單倍型類群A和B在28個黃雞品種中均有分布。除寧都黃雞和霞煙雞外，單倍型類群C在其他26個雞品種均有分布；淮北麻雞、洪山雞、寧都黃雞、蕭山雞缺失單倍型類群E。單倍型類群D和G為稀有單倍型類群，D分布于淮南麻黃雞、固始雞、寧都黃雞和霞煙雞中，G只分布于固始雞中。

連接點(diǎn)數(shù)字表示核苷酸轉(zhuǎn)換的位置，圓的大小對應(yīng)單倍型頻率，不同省份用不同顏色標(biāo)注

表3 28個中國南方地方品種黃雞線粒體DNA D-loop的單倍型及其在品種中的分布

1)：單倍型數(shù)量及該品種或地區(qū)的獨(dú)享型單倍型（括號數(shù)值）Numbers in this bracket indicate the private haplotypes to a given breed or region

為進(jìn)一步探討黃雞稀有單倍型類群D和G的來源，我們分析了已發(fā)表的8 076份亞洲（含本研究數(shù)據(jù)）和太平洋地區(qū)的地方雞線粒體D-loop數(shù)據(jù)，定義了1 345個單倍型類群D個體和288個單倍型類群G個體。中國和東亞的單倍型類群D的分布頻率最低，分別為1.55%和1.94%；太平洋和東南亞地區(qū)的最高，分別為74.38%和54.00%；其中東南亞的單倍型數(shù)最為豐富（附表1）。在4 953份中國地方雞樣品中，檢測到76個單倍型類群D，主要分布于斗雞、黑雞、烏雞和藏雞中，其中藏雞分布頻率最高，達(dá)17.73%（50/282）（附表2）。定義的亞洲單倍型類群G個體有288個，主要分布在云南（164），其次是四川（46）、南亞（11）和東南亞（11），而廣西（4）、貴州（2）和河南（1）只有少量分布。值得注意的是，藏雞的單倍型類群G分布頻率較高，達(dá)17.38%（49/282）。中介網(wǎng)絡(luò)圖顯示河南和南亞的單倍型類群G可能來源于西南地區(qū)（附圖1）。

2.3 遺傳分化

主坐標(biāo)分析顯示品種間的遺傳距離主要與地理位置相關(guān)，但浙江、廣西壯族自治區(qū)和湖南的黃雞品種遺傳距離較為分散，如蕭山雞與仙居雞、霞煙雞與其他廣西黃雞、黃郎雞與桃源雞和東安雞，而河田雞與文昌雞的遺傳距離最為接近（圖2）。分子變異分析顯示遺傳變異主要來源于品種內(nèi)，其次是品種間，均顯著差異；省份之間的變異很小，差異不顯著（表4）。在群體遺傳結(jié)構(gòu)分析中，= 2時的Δ值遠(yuǎn)大于= 3或其他值（附圖2）。Δ值與群體分化信號的強(qiáng)度呈正相關(guān)，推測= 2為最優(yōu)聚類。然而，黃雞品種內(nèi)部分個體雖含有混合組分，但品種間群體分化不明顯，未形成明顯的群體遺傳結(jié)構(gòu)（圖3）。

2.4 群體歷史

中性檢測顯示只有河南、湖北和廣東黃雞的Fu’s數(shù)值達(dá)到顯著水平，但Tajima’s檢驗(yàn)數(shù)值均不顯著；在品種水平上，只有蕭山雞的Tajima’s檢驗(yàn)數(shù)值達(dá)到顯著水平，而其他品種數(shù)值均不顯著（表2）。基于省份（圖4）和品種（附圖3）的黃雞核苷酸錯配分布圖均為多峰，不符合種群擴(kuò)張的單峰模式。優(yōu)勢單倍型類群A、B和D中性檢測數(shù)值達(dá)到顯著水平（表2），并且核苷酸錯配分布圖為單峰，但單倍型類群C不顯著（圖4）。

A：基于省區(qū)；B：基于品種 A: Based on provinces; B: Based on breeds

表4 28個黃雞品種的群體遺傳結(jié)構(gòu)分子變異分析

CT、SC和ST分別反映組間、群體間和群體內(nèi)的遺傳變異

CT,SCandSTrepresent genetic differences among groups defined a priori, among populations within group, and within populations, respectively

每條豎線表示每個個體被分配到給定聚類中的一個，每個品種用黑色線條分開。GS：固始雞；ZY：正陽三黃雞；HB：淮北麻雞；HN：淮南麻黃雞；HS：洪山雞；JH：江漢雞；YY：鄖陽大雞；TY：桃源雞；HL：黃郎雞；DA：東安雞；BE：白耳黃雞；CR：崇仁麻雞；ND：寧都黃雞；XJ：仙居雞；XS：蕭山雞；HT：河田雞；HY：惠陽胡須雞；QY：清遠(yuǎn)麻雞；WH：五華三黃雞；XH：杏花雞；ZS：中山沙欄雞；HX：懷鄉(xiāng)雞；GXP：廣西麻雞；XY：霞煙雞；YA：瑤雞；GXY：廣西三黃雞；WC：文昌雞

橫坐標(biāo)為成雙配對差異，縱坐標(biāo)為頻率；實(shí)線表示觀察值，虛線表示預(yù)測值

3 討論

本研究應(yīng)用mtDNA D-loop分子標(biāo)記分析了中國南方28個地方品種黃雞的遺傳多樣性和單倍型地理分布格局，探討了品種間的遺傳分化和群體歷史。總體而言，這些黃雞品種保持著較高的遺傳多樣性水平，但洪山雞、蕭山雞和廣西三黃雞核苷酸多樣性明顯較低。洪山雞規(guī)模較小，開發(fā)利用不充分；而廣西三黃雞分布較廣，開發(fā)應(yīng)用程度較高；蕭山雞近期群體數(shù)量急劇減少，在Tajima’s檢驗(yàn)結(jié)果也得以體現(xiàn)，這些因素可能與這3個品種遺傳多樣性較低有關(guān)[1]。因此，這3個品種尤其是蕭山雞，保種工作應(yīng)引起足夠的重視，應(yīng)采取提升保種群體數(shù)量、家系選育等措施，以逐漸提高其遺傳多樣性水平。

不同的樣本來源、樣本數(shù)量或分子標(biāo)記長度差異會對研究結(jié)果造成一定的影響。如廣西地方雞，雖然在LIAO等[21]的研究中核苷酸多樣性均高于本研究，但當(dāng)取相同D-loop長度（nps 189—509）分析時，除了廣西三黃雞之外，其他3個品種均高于LIAO等[21]的研究。在江西地方雞遺傳多樣性研究中，GAO等[22]采用D-loop全序列分析，其遺傳多樣性均低于本研究，這可能與D-loop的突變位點(diǎn)分布頻率的差異有關(guān)，因?yàn)镈-loop的突變位點(diǎn)大部分集中核苷酸序列167—446的位置；而當(dāng)取相同長度分析時，仍然低于本研究的結(jié)果，如白耳黃雞（0.00739）、崇仁麻雞（0.00770），這可能與GAO等[22]的樣本來源有關(guān)。類似的差異還有賈曉旭等[7]的研究等。這些差異不利于不同研究的平行比較分析。因此，本研究統(tǒng)一了D-loop分子標(biāo)記長度，從整體上對中國南方主要的地方品種黃雞進(jìn)行了遺傳多樣性水平評估，分析結(jié)果對制定針對性的保種策略，提高保種利用率具有積極的參考作用。

單倍型類群地理格局分析有助于追溯動物的群體歷史[3,23-24]。本研究來源于28個地方品種黃雞的1 283份樣本共檢測到6個單倍型類，其中A、B、C和E是黃雞常見單倍型類群，在黃雞品種中較均勻分布，而D（0.31%）和G（0.07%）則是稀有單倍型類群，這與有關(guān)研究結(jié)果相一致[7,9,18,21-23]。單倍型類群D在中國的分布頻率較低（1.53%），主要分布于斗雞和藏雞群體[4,18,23]，但在東南亞、太平洋等海島地區(qū)，以及馬達(dá)加斯加等部分地區(qū)分布廣泛且單倍型豐富，甚至可達(dá)89.13%[24-26]，并且中性檢測顯示東南亞地區(qū)家雞群體曾經(jīng)歷了顯著的歷史擴(kuò)張。雖然太平洋等海島地區(qū)的家雞單倍型類群D分布頻率高于其他地區(qū)，但其主要來源于東南亞[18,26-27]。中國沿海地區(qū)如廣東、福建等地自古以來與東南亞交流頻繁。基于此，推斷黃雞單倍型類群D可能是通過商貿(mào)等途徑從東南亞地區(qū)攜帶而來。有趣的是，在河南固始雞中檢測到1例單倍型類群G的個體，另外兩個研究中也有報(bào)道[18,28]。該單倍型集中分布在四川、云南地方雞和藏雞群體中，并且單倍型類群G在西南地區(qū)尤其是云南普遍分布，而在中國其他地區(qū)的地方雞品種中均未檢測到。因此，固始雞的單倍型類群G可能是從西南地方雞種中獲得，但具體途徑和時間還有待查證。

分子變異分析顯示變異主要來自于品種內(nèi)，品種間的遺傳變異也達(dá)到顯著水平，說明品種的遺傳特性明顯。但黃雞的遺傳結(jié)構(gòu)不清晰，地區(qū)之間分化也不顯著。一方面，這是持續(xù)多年保種努力的結(jié)果，說明黃雞種群處于穩(wěn)定較好的保種狀態(tài)。國家于2005年12月通過了《中華人民共和國畜牧法》，并于2015年4月進(jìn)行了修正，將49個家禽品種列為國家級保護(hù)品種，97個列為省級保護(hù)品種。廣東省早在20世紀(jì)50年代就開展了地方雞的種質(zhì)資源調(diào)查工作，以及后續(xù)的一系列復(fù)查、再核查、反復(fù)論證和補(bǔ)充調(diào)查等大量工作，挖掘出一批優(yōu)質(zhì)雞品種并建立了相應(yīng)的保種場，制定了科學(xué)的保護(hù)策略，取得了較好的效果[9,29-30]。另一方面，由于地方雞沒有嚴(yán)格的特定分布/飼養(yǎng)范圍，不同品種間可能存在混養(yǎng)/雜交現(xiàn)象，該假設(shè)得到了來自28個品種的核苷酸錯配分布（典型雙峰分布）和遺傳結(jié)構(gòu)分析的支持。并且不同品種建立保種場的時間以及重視程度也存在差異，因此地方品種黃雞的遺傳分化不明顯。商品雞在新品種（配套系）的應(yīng)用對黃雞品種的遺傳特性也具有一定的影響。比如，嶺南黃雞有隱性白洛克的血統(tǒng)，而嶺南黃雞在華南地區(qū)的大量飼養(yǎng)對地方雞有一定的滲透作用[31]；雞60K SNP芯片檢測研究發(fā)現(xiàn)中國地方雞存在廣泛的商品雞基因滲透現(xiàn)象[32]。此外，由于大部分地方品種黃雞的分布范圍和飼養(yǎng)規(guī)模有限，以及悠久的品種形成歷史和復(fù)雜的基因交流，因此未檢測到以品種/省份為單元的明顯擴(kuò)張現(xiàn)象。然而，單倍型類群A、B和E錯配分布分析和中性檢測表明地方品種黃雞整體上經(jīng)歷了顯著的群體擴(kuò)張歷史，形成了目前豐富的地方品種資源分布格局，但地方品種黃雞群體歷史的具體細(xì)節(jié)還需進(jìn)一步研究。

由于不同分子標(biāo)記的分辨率不同，對結(jié)果解析度也存在差異。D-loop突變速率較快，基因覆蓋度低，遺傳分化解析度不如微衛(wèi)星分子標(biāo)記或全基因組。本研究的線粒體DNA群體遺傳分化不明顯，但相同的樣本在微衛(wèi)星或全基因組研究中卻可以明確地劃分群體遺傳結(jié)構(gòu)。HUANG等[31]運(yùn)用微衛(wèi)星分子標(biāo)記將12個華南家雞分為3個明顯的群體遺傳結(jié)構(gòu)，主要與地理位置有關(guān)。HUANG等[33]全基因組重測序分析了10個傳統(tǒng)黃雞的遺傳結(jié)構(gòu)，主成分分析（Principal component analysis）、混合分析（ADMIXTURE）和鄰接系統(tǒng)發(fā)生樹分析（Neighbor-joining phylogenetic tree）均顯示這些雞品種可明顯分為北部、中部和南部，與微衛(wèi)星標(biāo)記分析的趨勢一致[31,34]。在主坐標(biāo)分析中，文昌雞與河田雞、五華三黃雞等客家地區(qū)的品種關(guān)系較近，與全基因組分析結(jié)果一致[33]，也與歷史記錄相符[1]。據(jù)記載，文昌雞早在清代由廣東、福建地區(qū)的客家移民帶入雜交選育而成。因此，遺傳分析結(jié)果與歷史記錄相結(jié)合，是對了解品種形成歷史的有效方法之一。

4 結(jié)論

中國南方地方品種黃雞線粒體DNA D-loop數(shù)據(jù)整合分析顯示，大部分黃雞群體保留著較高的遺傳多樣性和群體間遺傳變異水平，處于穩(wěn)定的保種狀態(tài)，但洪山雞、蕭山雞和廣西三黃雞應(yīng)加強(qiáng)保種工作。中國南方地方品種黃雞遺傳組分混雜，缺乏明顯的遺傳結(jié)構(gòu)，反映了其復(fù)雜的雜交起源歷史。東南亞和中國西南地方雞對中國南方地方品種黃雞有一定的遺傳貢獻(xiàn)。

[1] 國家畜禽遺傳資源委員會. 中國畜禽遺傳資源志-家禽志. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2011.

China National Commission of Animal Genetic Resources. Animal Genetic Resources in China: Poultry. Beijing: Chinese Agriculture Press, 2011. (in Chinese)

[2] 孟祥兵, 徐廷生, 杜炳旺, 滕小華. 雞藝——中國古代養(yǎng)雞智慧附書法藝術(shù)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2017.

Meng X B, Xu T S, Du B W, Teng X H. Chicken art - ancient Chinese wisdom on chicken-raising with an appendix of the Chinese art of calligraphy. Beijing: Chinese Agriculture Press, 2017. (in Chinese)

[3] Lan D, Hu YD, Zhu Q, Liu Y P. Mitochondrial DNA study in domestic chicken. Mitochondrial DNA Part A: DNA Mapping, Sequencing, and Analysis, 2017, 28: 25-29.

[4] Zhang L, Zhang P, Li Q Q, Gaur U, Liu Y P, Zhu Q, Zhao X L, Wang Y, Yin H D, Hu Y D, Liu A P, Li D Y. Genetic evidence from mitochondrial DNA corroborates the origin of Tibetan chickens. PLoS ONE, 2017, 12: e0172945.

[5] WU Y P, HUO J H, XIE J F, LIU L X, WEI Q P, XIE M G, KANG Z F, JI H Y, MA Y H. Phylogeography and origin of Chinese domestic chicken. Mitochondrial DNA, 2014, 25(2): 126-130. doi:10.3109/ 19401736.2013.786704.

[6] 黃勛和, 翁茁先, 李威娜, 陳潔波, 鐘福生, 唐壽桂, 趙宇旗. 基于線粒體DNAD-loop序列的黃郎雞遺傳多樣性與品種起源研究. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2016(1): 75-80.

HUANG X H, WENG Z X, LI W N, CHEN J B, ZHONG F S, TANG S G, ZHAO Y Q. Genetic diversity and breed origin of Huanglang chicken inferred from mitochondrial DNA D-loop sequence. Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences), 2016(1): 75-80. (in Chinese)

[7] 賈曉旭, 唐修君, 樊艷鳳, 陸俊賢, 黃勝海, 葛慶聯(lián), 高玉時, 韓威. 華東地區(qū)地方雞品種mtDNA控制區(qū)遺傳多樣性. 生物多樣性, 2017, 25(5): 540-548. doi:10.17520/biods.2017012.

JIA X X, TANG X J, FAN Y F, LU J X, HUANG S H, GE Q L, GAO Y S, HAN W. Genetic diversity of local chicken breeds in East China based on mitochondrial DNA D-loop region. Biodiversity Science, 2017, 25(5): 540-548. doi:10.17520/biods.2017012. (in Chinese)

[8] JIA X X, LU J X, TANG X J, FAN Y F, HUANG S H, GE Q L, GAO Y S. Genetic diversity of Jiangsu native chicken breeds assessed with the mitochondrial DNA D-loop region. British Poultry Science, 2018, 59(1): 34-39. doi:10.1080/00071668.2017.1395391.

[9] 黃勛和, 余哲琪, 翁茁先, 何丹林, 易振華, 李威娜, 陳潔波, 張細(xì)權(quán), 杜炳旺, 鐘福生. 廣東省地方雞線粒體遺傳多樣性與母系起源. 生物多樣性, 2018, 26(3): 238-247. doi:10.17520/biods.2017259.

HUANG X H, YU Z Q, WENG Z X, HE D L, YI Z H, LI W N, CHEN J B, ZHANG X Q, DU B W, ZHONG F S. Mitochondrial genetic diversity and maternal origin of Guangdong indigenous chickens. Biodiversity Science, 2018, 26(3): 238-247. doi:10.17520/ biods.2017259. (in Chinese)

[10] 陳國宏. 中國禽類遺傳資源. 上海: 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 2004.

CHEN G H. Poul Try Genetic Resources in China. Shanghai: Shanghai Scientific & Technical Publishers, 2004. (in Chinese)

[11] FumihitoA, Miyake T, Sumi S, Takada M, Ohno S, Kondo N. One subspecies of the red jungle fowl () suffices as the matriarchic ancestor of all domestic breeds. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 1994, 91: 12505-12509.

[12] 傅衍, 牛冬, 羅靜, 阮暉, 何國慶, 張亞平. 中國家雞的起源探討. 遺傳學(xué)報(bào), 2001, 28(5): 411-417.

FU Y, NIU D, LUO J, RUAN H, HE G Q, ZHANG Y P. Studies of the origin of Chinese domestic fowls. Acta Genetica Sinica, 2001, 28(5): 411-417. (in Chinese)

[13] Kumar S, Stecher G, Tamura K. MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution, 2016, 33: 1870-1874.

[14] Pritchard J K, Stephens M, Donnelly P. Inference of population structure using multilocus genotype data. Genetics, 2000, 155(2): 945-959.

[15] RozasJ, Ferrer-Mata A, Sánchez-DelBarrio J C, Guirao-Rico S, Librado P, Ramos-Onsins S E, Sánchez- Gracia A. DnaSP 6: DNA sequence polymorphism analysis of large datasets. Molecular Biology Evolution, 2017, 34: 3299-3302.

[16] Excoffier L, Lischer H E. Arlequin suite ver. 3.5: a new series of programs to perform population genetics analyses under Linux and Windows. Molecular Ecology Resources, 2010, 10: 564-567.

[17] Peakall R, Smouse P E. GENALEX6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Molecular Ecology Notes, 2006, 6: 288-295.

[18] Miao Y W, Peng M S, Wu G S, Ouyang Y N, Yang Z Y, Yu N, Liang J P, Pianchou G, Beja-Pereira A, Mitra B, Palani-chamy M G, Baig M, Chaudhuri T K, Shen Y Y, Kong Q P, Murphy R W, Yao Y G, Zhang Y P. Chicken domestic-ation: An updated perspective based on mitochondrial gen-omes. Heredity, 2013, 110: 277-282.

[19] Peng M S, Fan L, Shi N N, Ning T, Yao Y G, Murphy R W, Wang W Z, Zhang Y P. DomeTree: a canonical toolkit for mitochondrial DNA analyses in domesticated animals. Molecular Ecology Resources, 2015, 15: 1238-1242.

[20] Bandelt H J, Forster P, Rohl A. Median-joining networks for inferring intraspecific phylogenies. Molecular Biology and Evolution, 1999, 16: 37-48.

[21] Liao Y Y, Mo G D, Sun J L, Wei F Y, Liao D J. Genetic diversity of Guangxi chicken breeds assessed with microsa-tellites and the mitochondrial DNA D-loop region. Molecu-lar Biology Reports, 2016, 43: 415-425.

[22] Gao Y S, Jia X X, Tang X J, Fan Y F, Lu J X, Huang S H, Tang M J. The genetic diversity of chicken breeds from Jiangxi, assessed with BCDO2 and the complete mitochondrial DNA D-loop region. PLoS ONE, 2017, 12: e0173192.

[23] Huang XH, Wu YJ, Miao YW, Peng MS, Chen X, He DL, Suwannapoom C, Du BW, Li XY, Weng ZX, Jin SH, Song JJ, Wang MS, Chen JB, Li WN, Otecko NO, Geng ZY, Qu XY, Wu YP, Yang XR, Jin JQ, Han JL, Zhong FS, Zhang XQ, Zhang YP. Was chicken domesticated in north-ern China? New evidence from mitochondrial genomes. Science Bulletin, 2018, 63: 743-746.

[24] Herrera M, Thomson V A, Wadley J J, Piper P J, Sulandari S, Dharmayanthi A B, Kraitsek S, Gongora J, Austin J J. East African origins for Madagascan chickens as indicated by mitochondrial DNA. Royal Society Open Science, 2017(4): 160787.

[25] Dancause K N, Vilar M G, Steffy R, Lum J K. Characterizing genetic diversity of contemporary pacific chickens using mitochondrial DNA analyses. PloS ONE, 2011, 6(2): e16843.

[26] Langford S M, Kraitsek S, Baskerville B, Ho S Y W, Gongora J. Australian and Pacific contributions to the genetic diversity of Norfolk Island feral chickens. BMC Genetics, 2013, 14: 91.

[27] Thomson V A, Lebrasseur O, Austin J J, Hunt T L, Burney D A, Denham T, Rawlence N J, Wood J R, Gongora J, Flink G L, Linderholm A, Dobney K, Larson G, Cooper A. Using ancient DNA to study the origins and dispersal of ancestral Polynesian chickens across the Pacific. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 111(13): 4826-4831.

[28] Liu Y P, Wu G S, Yao Y G, Miao Y W, Luikart G, Baig M, Beja-Pereira A, Ding Z L, Palanichamy M G, Zhang Y P. Multiple maternal origins of chickens: Out of the Asian jungles. Molecular Phylogenetics and Evolution, 2006, 38: 12-19.

[29] 瞿浩, 舒鼎銘, 楊純芬. 廣東優(yōu)質(zhì)雞種質(zhì)資源的現(xiàn)狀及發(fā)展建議. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2004, 31(6): 4-7.

Qu H, Shu D M, Yang C F. The actuality and develop-ment proposal in Guangdong quality chicken germplasm resources. Guangdong Agricultural Sciences, 2004, 31(6): 4-7. (in Chinese)

[30] 張細(xì)權(quán), 梁少東, 張德祥. 廣東優(yōu)質(zhì)雞新品種選育回顧. 中國家禽, 2006, 28(1): 9-11.

Zhang X Q, Liang S D, Zhang D X. Review on new breed selection of quality chicken in Guangdong Province. China Poultry, 2006, 28(1): 9-11. (in Chinese)

[31] Huang X H, Zhang J F, He D L, Zhang X Q, Zhong F S, Li W N, Zheng Q M, Chen J B, Du B W. Genetic diversity and population structure of indigenous chicken breeds in South China. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2016, 3: 97-101.

[32] Zhang C Y, Lin D, Wang Y Z, PENG D Z, LI H F, FEI J, CHEN K W, YANG N, HU X X, ZHAO Y Q, LI N. Widespread introgression in Chinese indigenous chicken breeds from commercial broiler. Evolutionary applications, 2019, 12(3): 610-621.

[33] Huang X H, Otecko N O, Peng M S, Weng Z X, Li W N, Chen J B, Zhong M, Zhong F S, Jin S H, Geng Z Y, Luo W, He D L, Ma C, Han J L, Ommeh S C, Zhang Y P, Zhang X Q, Du B W. Genome-wide genetic structure and selection signatures for color in 10 traditional Chinese yellow-feathered chicken breeds. BMC Genomics, 2020, 21: 316.

[34] Qu L J, Li X Y, Xu G F, Chen K W, Yang H J, Zhang L C, Wu G Q, Hou Z C, Xu G Y, Yang N. Evaluation of genetic diversity in Chinese indigenous chicken breeds using mic-rosatellite markers. Science in China Series C: Life Science, 2006, 49: 332-341.

Genetic Diversity of Indigenous Yellow-Feathered Chickens in Southern China Inferred from Mitochondrial DNA D-Loop Region

1Jiaying University/Guangdong Provincial Key Laboratory of Conservation and Precision Utilization of Characteristic Agricultural Resources in Mountainous Areas/Guangdong Science and Technology Innovation Centre of Wuhua Yellow Chicken, Meizhou 514015, Gugangdong;2College of Animal Sciences, South China Agricultural University, Guangzhou 510642

【Objective】Indigenous yellow-feathered chicken is an important poultry genetic resource in China. The genetic diversity of these chickens was evaluated to facilitate scientific protection policies and to improve their use.【Method】 A total of 1283 mitochondrial DNA fragments (mtDNA D-loop, 519 bp) were investigated including 694and 589 previously published units from 28 indigenous yellow-feathered chicken breeds from southern China. These data were subsequently used to calculate the genetic diversity, to construct median-joining networks of haplotypes, and to investigate geographical distribution patterns of haplotypes by using principal coordinate analysis, analysis of molecular variance, and neutral test. The origin of rare haplogroups was inferred from the geographical distribution pattern of mitochondrial DNA haplogroups of Asian and Pacific indigenous chickens.【Result】One hundred and one mutation sites were detected in 1 283 samples, of which 92 were polymorphic. One hundred and sixty-nine haplotypes, belonging to haplogroups A-E and G, were defined. The predominant haplogroups were A (15.43%), B (49.26%), C (18.55%), and E (16.37%), while D (0.31%) and G (0.08%) were the rare haplogroups within the total samples. Chickens from Henan Province covered all six haplogroups; Chickens from Guangdong Province had the largest number of haplotypes (64), whereas those from Zhejiang (19) and Hainan (12) Provinces had the lowest. Haplogroups A and B occurred in all 28 breeds. Haplogroup D existed only in Huainan yellow, Gushi, Ningdu yellow and Xiayan chickens, whereas haplogroup G only occurred in Gushi chickens. The distribution frequency of haplogroup D and the number of haplotypes indicated that haplogroup D of indigenous yellow-feathered chickens in southern China could originated from Southeast Asia. The evidence from geographical distribution and median-joining networks of haplogroup G indicated that haplogroup G of chickens from Henan Province and South Asia could originated from Southwest China. The indigenous yellow-feathered chickens in southern China had a total haplotype diversity of 0.903±0.005 and nucleotide diversity of 0.01269±n.d. Indigenous yellow-feathered chickens from Henan and Hunan Provinces had the highest level of haplotype diversity of 0.916±0.011 and 0.01358±0.00039, respectively, and the nucleotide diversity of 0.913±0.012 and 0.01345±0.00042, respectively. The lowest level of haplotype diversity was found in Hainan Province (0.736±0.076), and the lowest level of nucleotide diversity was found in Jiangxi Province (0.00981±0.00072). Huainan yellow, Gushi and Yunyang da chickens retained the highest level of haplotype diversity; Jianghan, Huainan yellow and Huanglang chickens had the highest level of nucleotide diversity, whereas the haplotype diversity and nucleotide diversity in Hongshan, Guangxi yellow and Xiaoshan chickens were the lowest. Wenchang chickens were genetically close to Hentian chickens, which was consistent with their breeding history. The population genetic structure of yellow-feathered chickens was less clear, and the molecular variance component of within-population was significantly higher than others. The neutral test indicated that the yellow-feathered chickens in southern Chinadid not sustain obvious population expansion at the breed level, with the exception of haplogroups A, B and E.【Conclusion】The results suggested that yellow-feathered chickens had a good conservation status with high level of genetic diversity, although Hongshan, Xiaoshan and Guangxi yellow chickens required further protection. Hybridization between chickens was common in yellow-feathered chickens, which had experienced population expansion. Indigenous chickens from Southeast Asia and Southwest China had substantial genetic contributions to indigenous yellow-feathered chickens in southern China.

yellow-feathered chicken; mitochondrial DNA D-loop; genetic variation; genetic divergence; demographic history

10.3864/j.issn.0578-1752.2022.22.016

2021-09-13；

2021-12-16

廣東省自然科學(xué)基金（2014A030307018）、廣東省公益研究與能力建設(shè)項(xiàng)目（2016A030303068）、廣東省高等教育“沖補(bǔ)強(qiáng)”提升計(jì)劃重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科（農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境）建設(shè)項(xiàng)目（粵教科函[2018]181號）、梅州市應(yīng)用型科技專項(xiàng)資金項(xiàng)目（2019B0201003、2019B0201006）

黃勛和，E-mail：hxh826@126.com。通信作者杜炳旺，E-mail：dudu903@163.com

（責(zé)任編輯 林鑒非）