基于全基因組重測(cè)序分析道州灰鵝保種效果

摘 要：

旨在研究道州灰鵝保種場(chǎng)鵝群的遺傳結(jié)構(gòu)、遺傳多樣性和親緣關(guān)系，為后續(xù)道州灰鵝的保種工作提供參考。道州灰鵝保種場(chǎng)采用單父本家系輪配的保種模式進(jìn)行保種，共49個(gè)家系，每個(gè)家系中取一只200日齡左右的健康公鵝，采靜脈血進(jìn)行DNA抽提，對(duì)DNA樣品進(jìn)行全基因組重測(cè)序，根據(jù)每個(gè)家系公鵝的重測(cè)序數(shù)據(jù)，利用生物信息學(xué)軟件對(duì)群體遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳多樣性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。結(jié)果，共檢測(cè)到道州灰鵝保種群體的SNPs位點(diǎn)15 245 050個(gè)，在過(guò)濾質(zhì)控后得到SNPs位點(diǎn)14 628 485個(gè)。群體遺傳多樣性分析結(jié)果顯示，群體的平均觀測(cè)雜合度（Ho）為0.280，平均期望雜合度（He）為0.288，群體近親系數(shù)（Fis）為0.070，平均多態(tài)信息含量（PIC）為0.262，基因多樣性指數(shù)（Nei）為0.331。道州灰鵝保種群體共檢測(cè)到802個(gè)連續(xù)純合片段（ROH），基于ROH值計(jì)算得出的近交系數(shù)為0.010，近交程度較低。IBS距離矩陣、G矩陣的結(jié)果相似，只有少部分的個(gè)體間親緣關(guān)系較近。群體滲透分析與主成分分析結(jié)果同樣顯示，大部分個(gè)體聚類為一個(gè)亞群，少部分個(gè)體聚類為2個(gè)小亞群。通過(guò)群體分化指數(shù)（Fst）的計(jì)算結(jié)果，2個(gè)小的亞群之間出現(xiàn)了中等程度的分化?？傮w而言，道州灰鵝保種群體的遺傳多樣性較為豐富，近交水平較低，保種效果優(yōu)良，建議減少親緣關(guān)系過(guò)于接近的家系間的配種，以保持遺傳多樣性和群體的長(zhǎng)期健康。

關(guān)鍵詞：

重測(cè)序；道州灰鵝；遺傳結(jié)構(gòu)

中圖分類號(hào)：

S835.2"""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A """"文章編號(hào)： 0366-6964（2025）02-0633-10

收稿日期：2024-07-26

基金項(xiàng)目：湖南省家禽產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（湘農(nóng)函［2023］67號(hào)）；國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2021YFD120030102）

作者簡(jiǎn)介：萬(wàn)偉粲（1997-），男，湖南溆浦人，實(shí)習(xí)研究員，碩士，主要從事水禽遺傳育種的研究，E-mail：478501743@qq.com

*通信作者：李 闖，主要從事家禽遺傳育種研究，E-mail：349969903@qq.com；蔣桂韜，主要從事家禽營(yíng)養(yǎng)與生產(chǎn)，E-mail：jiangguitao@163.com

Evaluation of Daozhou Gray Goose Conservation Based on Whole Genome Resequencing Analysis

WAN" Weican1， HE" Xu1， LIU" Yang1， MA" Yuyong2， JIANG" Yuzhang3， DAI" Qiuzhong1， YAN" Haifeng1， JIANG" Guitao1*， LI" Chuang1*

（1.Hunan Institute of Animal and Veterinary， Changsha 410131， China;

2.Hengyang Academy of Agricultural Sciences， Hengyang 421101， China;

3.Daozhou Animal Husbandry and Fishery Technology Service Center， Yongzhou 425300， China）

Abstract：

This study aimed to investigate the genetic structure， diversity， and kinship of geese at the Daozhou gray goose conservation farm to guide future conservation efforts.The Daozhou gray goose conservation farm used a single-sire family rotation model， involving 49 families. A healthy 200-day-old male goose from each family was selected for DNA extraction via venous blood sampling. The DNA samples were subjected to whole-genome resequencing， and the resulting data were analyzed using bioinformatics software to assess the genetic structure and diversity of the population.A total of 15 245 050 SNPs were detected in the Daozhou gray goose conservation population， reducing to 14 628 485 after quality control. Genetic diversity analysis revealed an average observed heterozygosity （Ho） of 0.280， expected heterozygosity （He） of 0.288， inbreeding coefficient （Fis） of 0.070， average polymorphism information content （PIC） of 0.262， and gene diversity index （Nei） of 0.331. A total of 802 runs of homozygosity （ROH） were identified， with an inbreeding coefficient of 0.010， indicating low inbreeding levels. IBS distance matrix and G-matrix results showed that only a few individuals had close kinship. Population admixture and principal component analysis indicated that most individuals clustered into one subpopulation， while a few formed two small subpopulations. Fst calculation result showed moderate differentiation between the two smaller subpopulations.In summary， the conserved population of Daozhou gray goose exhibits relatively rich genetic diversity and a low level of inbreeding， reflecting good conservation outcomes. It is recommended to decrease breeding between family lines with excessively close kinship relationships in order to maintain genetic diversity and ensure the long-term health of the population.

Key words：

resequencing; Daozhou gray goose; genetic structure

*Corresponding authors： LI Chuang， E-mail：349969903@qq.com; JIANG Guitao， E-mail：jiangguitao@163.com

道州灰鵝在2010年被列入《國(guó)家畜禽遺傳資源目錄》，與酃縣白鵝、武岡銅鵝和溆浦鵝共同構(gòu)成了湖南省四大優(yōu)良地方鵝種資源。道州灰鵝體型優(yōu)美、肉質(zhì)滑嫩、骨脆皮白、且含有獨(dú)特的蛋白酶，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與食用價(jià)值高，因此廣銷兩廣地區(qū)與東南亞市場(chǎng)，深受國(guó)內(nèi)外消費(fèi)者青睞［1］。道州灰鵝原產(chǎn)地位于湖南道縣，在周邊地區(qū)均有飼養(yǎng)，生產(chǎn)性能優(yōu)秀，產(chǎn)肉與填肥產(chǎn)肝性能優(yōu)良，但道州灰鵝處于瀕危狀態(tài)，保種形勢(shì)嚴(yán)峻。在國(guó)家畜禽遺傳資源委員會(huì)辦公室公布的《國(guó)家畜禽遺傳資源品種名錄（2021年版）》收錄的30個(gè)地方鵝品種中，道州灰鵝的年末存欄量為0.04萬(wàn)只，年飼養(yǎng)量為0.9萬(wàn)只，綜合排名第25位，按照我國(guó)鵝遺傳資源瀕危等級(jí)評(píng)定的結(jié)果，道州灰鵝屬于瀕危狀態(tài)［2］。

近年來(lái)，地方品種的保護(hù)與管理越來(lái)越受到重視。國(guó)家通過(guò)建設(shè)地方品種保護(hù)場(chǎng)、保護(hù)區(qū)、水禽基因庫(kù)，有效保護(hù)了我國(guó)地方品種畜禽遺傳資源［3-5］。畜禽保種工作十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是通過(guò)遺傳多樣性和近交系數(shù)評(píng)估保種效果，而模糊的親緣關(guān)系、錯(cuò)誤的系譜記錄、混亂的家系結(jié)構(gòu)會(huì)造成保種群體發(fā)生一定程度的近交，使得群體的遺傳多樣性降低，進(jìn)而影響品種的提純復(fù)壯與繁殖更新［6］。由于禽類腳標(biāo)翅標(biāo)容易脫落的特性，鵝群一般難以記錄詳細(xì)的系譜，根據(jù)傳統(tǒng)系譜方法估計(jì)群體內(nèi)個(gè)體間的親緣關(guān)系和近交系數(shù)的結(jié)果不夠準(zhǔn)確［7］。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，多種測(cè)序技術(shù)被應(yīng)用于畜禽育種保種的工作中，其中，全基因組重測(cè)序（whole genome sequencing，WGS）是近年來(lái)應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)［8］。WGS是一種強(qiáng)大的基因組分析手段，通過(guò)對(duì)采樣群體進(jìn)行全基因組重測(cè)序，將獲得的序列信息比對(duì)至參考基因組，從而識(shí)別出大量的單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）位點(diǎn)。SNPs作為一種數(shù)量豐富、分布廣泛、遺傳穩(wěn)定以及廣泛存在于基因組中的遺傳變異標(biāo)記，被廣泛應(yīng)用于種質(zhì)資源評(píng)估、遺傳多樣性分析和系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化等研究［9-11］。李德娟等［12］利用全基因組SNPs標(biāo)記信息分析了太行雞保種群體的保種現(xiàn)狀，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)群體遺傳相似系數(shù)較低，遺傳距離較大，兩個(gè)保種群遺傳結(jié)構(gòu)存在顯著差異。田帥帥等［13］利用全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)對(duì)文昌雞的3個(gè)保種群進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，文昌雞保種群體整體遺傳多樣性較高，其中有一個(gè)保種群的群體內(nèi)遺傳距離相對(duì)較遠(yuǎn)，3個(gè)保種場(chǎng)的群體之間存在一定的遺傳分化。張巖等［14］利用全基因組重測(cè)序?qū)︵P縣紅牛保種群體進(jìn)行遺傳結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，郟縣紅牛的保種群遺傳多樣性豐富，群體結(jié)構(gòu)沒(méi)有出現(xiàn)明顯分層，但是出現(xiàn)了一定的近交風(fēng)險(xiǎn)。

本研究采用全基因組重測(cè)序技術(shù)對(duì)道州灰鵝保種場(chǎng)49個(gè)家系中的公鵝進(jìn)行測(cè)序，將得到的重測(cè)序數(shù)據(jù)比對(duì)到參考基因組獲得SNPs位點(diǎn)，分析道州灰鵝保種群的遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)、近交程度、親緣關(guān)系，以評(píng)估道州灰鵝保種場(chǎng)的保種效果。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究從湖南省道縣的道州灰鵝保種場(chǎng)選取了49個(gè)獨(dú)立家系的200日齡左右的健康公鵝各1只，依次編號(hào)為DZ-01～DZ-49。每只鵝抽取約4 mL翅靜脈血液，置于含有EDTA抗凝劑的采血管中，搖晃均勻后立即低溫運(yùn)輸至實(shí)驗(yàn)室，儲(chǔ)存在―20℃的冰箱中以待后續(xù)的DNA提取工作。

1.2 DNA提取與建庫(kù)

采用CTAB法提取血樣基因組DNA，通過(guò)1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA的完整性和降解程度，并用Nanodrop核酸濃度測(cè)定儀測(cè)量DNA的濃度和純度。處理后的DNA樣本在－20℃條件下儲(chǔ)存以備后續(xù)測(cè)序。

建庫(kù)測(cè)序委托了武漢百易匯能生物科技有限公司完成。對(duì)于DNA文庫(kù)的制備，使用Covaris LE220-PLUS設(shè)備對(duì)gDNA進(jìn)行超聲剪切，選擇適宜的片段篩選策略，運(yùn)用VAHTS DNA Clean Beads產(chǎn)品獲取300～350個(gè)堿基對(duì)的目標(biāo)片段。然后使用VAHTS Universal DNA Library Prep Kit for Illumina V3試劑盒進(jìn)行WGS建庫(kù)，對(duì)DNA片段進(jìn)行末端修復(fù)、5′端磷酸化和3′端的dA尾部添加，連接測(cè)序接頭并純化。PCR擴(kuò)增與純化連接測(cè)序接頭的DNA樣品，采用酶標(biāo)儀/Qubit熒光定量技術(shù)對(duì)文庫(kù)進(jìn)行定量，變性、環(huán)化和消化雙鏈靶區(qū)域文庫(kù)得到單鏈環(huán)狀DNA，通過(guò)滾環(huán)擴(kuò)增技術(shù)得到DNA納米球（DNB）。最后，使用Qubit對(duì)DNB進(jìn)行定量和質(zhì)量控制，并將其加載到微陣列芯片上。利用cPAS進(jìn)行測(cè)序。測(cè)序完成后，通過(guò)高分辨率成像系統(tǒng)捕捉到的光信號(hào)被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息，經(jīng)過(guò)讀取與識(shí)別，從而獲得原始的測(cè)序數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

1.3.1 數(shù)據(jù)質(zhì)控

使用fastq軟件過(guò)濾原始序列文件（raw data），具體包括：去除一端低質(zhì)量的reads；過(guò)濾掉Q值≤15的堿基占比超過(guò)40%的reads；剔除含超過(guò)5個(gè)N的reads；移除長(zhǎng)度小于15 bp的reads；切除接頭序列。得到的clean data經(jīng)FastQC質(zhì)控合格后用于后續(xù)分析［15］。使用bwa mem軟件將clean data比對(duì)到鵝參考基因組（參考基因組網(wǎng)址：https：//ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/refseq/vertebrate_other/ Anser_cygnoides/latest_assembly_versions/GCF_002166845.1_GooseV1.0/），然后用GATK MarkDuplicates 過(guò)濾重復(fù)的reads；使用GATK HaplotypeCaller檢測(cè)SNP［16］，并使用默認(rèn)參數(shù)過(guò)濾SNP，最后使用ANNOVAR對(duì)最終得到的變異位點(diǎn)進(jìn)行注釋［17］。

1.3.2 群體遺傳多樣性分析

采用stacks程序包中的populations命令進(jìn)行群體遺傳多樣性分析。分析的多樣性指數(shù)包括：觀測(cè)雜合度（observed heterozygosity，Ho）、期望雜合度（expected heterozygosity，He）、近親系數(shù)（inbreeding coefficient，F(xiàn)is）、多態(tài)信息含量（polymorphism information content，PIC）、基因多樣性指數(shù)（gene diversity index，Nei）。

1.3.3 ROH分析

在基因組水平上，連續(xù)性純合片段（runs of homozygosity，ROH）是指染色體的某一段區(qū)域內(nèi)存在的連續(xù)純合狀態(tài)現(xiàn)象。ROHs的累積長(zhǎng)度可以用來(lái)估計(jì)個(gè)體的近交系數(shù)。采用Plink v1.9軟件計(jì)算ROHs長(zhǎng)度［18］，通過(guò)計(jì)算ROHs長(zhǎng)度總和占整個(gè)基因組長(zhǎng)度的比例來(lái)代表近交系數(shù)（FROH），ROH片段總長(zhǎng)度越長(zhǎng)，個(gè)體的近交系數(shù)就越高。

1.3.4 親緣關(guān)系分析

采用Plink v1.9軟件構(gòu)建道州灰鵝保種群體的狀態(tài)同源（identical by state，IBS）距離矩陣，計(jì)算保種群體中個(gè)體間的遺傳距離，構(gòu)建G矩陣分析個(gè)體間的親緣關(guān)系，用R軟件中的pheatmap包對(duì)IBS矩陣和G矩陣進(jìn)行可視化，繪制熱圖。

1.3.5 群體滲透分析與主成分分析

采用Plink v1.9軟件進(jìn)行群體結(jié)構(gòu)分析。首先創(chuàng)建Plink的輸入文件——ped文件，然后利用admixture軟件［19］構(gòu)建群體滲透分析。針對(duì)研究群體，預(yù)先設(shè)定亞群數(shù)目（K值）為1～10進(jìn)行聚類，并對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行交叉驗(yàn)證，根據(jù)交叉驗(yàn)證誤差（CV error）的最小值確定最優(yōu)分群數(shù)。群體結(jié)構(gòu)聚類圖中不同顏色代表該樣本來(lái)自不同的子群落，如果一個(gè)樣本有不止一種顏色，表明該樣本評(píng)估同時(shí)跨越了這幾個(gè)子群落。利用EIGENSOFT軟件包中的smartpca軟件［20］進(jìn)行主成分分析（principal component analysis，PCA），過(guò)濾高于2個(gè)等位基因位點(diǎn)以及錯(cuò)配數(shù)據(jù)。

1.3.6 群體分化指數(shù)分析

群體分化指數(shù)（Fst）是群體遺傳學(xué)中用來(lái)量化不同群體間遺傳變異相對(duì)于總遺傳變異比例的一個(gè)統(tǒng)計(jì)量［21］。Fst代表一個(gè)種群內(nèi)亞群間的遺傳分化程度，F(xiàn)st值一般在0～1之間，F(xiàn)st值越小，代表亞群間的遺傳分化越小，反之亦然，采用vcftools（參數(shù)：--fst-window-size 10000--fst-window-step 10000）對(duì)Fst指數(shù)進(jìn)行分析。

2 結(jié) 果

2.1 道州灰鵝重測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)控與比對(duì)基因組

通過(guò)測(cè)序獲得49只道州灰鵝的全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)，原始下機(jī)后得到每只鵝的raw reads數(shù)量范圍為48 789 762～88 855 710個(gè)，質(zhì)控篩選后得到的clean reads數(shù)量范圍為48 761 584～88 803 266個(gè)，Q30比率均值為96.32%，GC含量均值為42.74%，樣本建庫(kù)良好，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。將質(zhì)控后的clean data比對(duì)到鵝參考基因組，比對(duì)上的reads數(shù)量范圍為48 323 021～88 009 031個(gè)，比對(duì)率均高于99%，測(cè)序深度在5.89×～10.67×之間，數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行后續(xù)進(jìn)一步分析與研究。

2.2 道州灰鵝SNPs位點(diǎn)分布

檢測(cè)到采樣群體合格的SNPs位點(diǎn)15 245 050個(gè)，經(jīng)數(shù)據(jù)質(zhì)控和過(guò)濾篩選出SNPs位點(diǎn)14 628 485個(gè)。以0.5 Mb為窗口統(tǒng)計(jì)SNPs的數(shù)目，最長(zhǎng)的20條重疊群（contig）上SNPs的分布情況見(jiàn)圖1A。對(duì)SNPs進(jìn)行注釋統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1B所示，內(nèi)含子區(qū)域占比49.06%，基因間區(qū)占比42.83%，外顯子區(qū)域占比1.75%，其他區(qū)域占比6.36%。

2.3 道州灰鵝群體多樣性分析

對(duì)道州灰鵝采樣群體進(jìn)行遺傳多樣性的分析，結(jié)果如表1所示，群體的觀測(cè)雜合度（Ho）均值為0.280，期望雜合度（He）均值為0.288，觀測(cè)雜合度與期望雜合度相差不大。群體近親系數(shù)（Fis）為0.070。多態(tài)信息含量（PIC）均值為0.262，在0～0.25的為42.17%，0.25～0.5之間的為57.83%，大部分位于中度多態(tài)性位點(diǎn)?；蚨鄻有灾笖?shù)（Nei）均值為0.331。

2.4 道州灰鵝ROH統(tǒng)計(jì)與分析結(jié)果

在保種群體的49只道州灰鵝中共檢測(cè)到802個(gè)ROHs片段，ROHs總長(zhǎng)度為533.54 Mb，平均每只鵝有16.36個(gè)ROHs片段，個(gè)體平均ROHs總長(zhǎng)度為10.88 Mb，單個(gè)ROH片段平均長(zhǎng)度為646.84 kb，如圖2A所示，ROHs長(zhǎng)度在1 Mb以內(nèi)的最多，有749個(gè)，1～2 Mb的有51個(gè)，2～3 Mb的有2個(gè)，其中長(zhǎng)度最長(zhǎng)的片段為2086.79 kb，大片段較少?；赗OH的近交系數(shù)FROH計(jì)算結(jié)果如圖2B所示，個(gè)體近交系數(shù)的平均值為0.010，其中最大值僅為0.020，個(gè)體近交系數(shù)均較小。

2.5 道州灰鵝群體親緣關(guān)系分析

對(duì)采樣群體進(jìn)行親緣關(guān)系分析，利用Plink v1.9軟件計(jì)算保種場(chǎng)采樣道州灰鵝個(gè)體間的遺傳距離，構(gòu)建IBS遺傳距離矩陣，結(jié)果顯示，個(gè)體間遺傳距離范圍在0.1612～0.3122之間，平均值為0.2833，IBS遺傳距離矩陣的可視化結(jié)果如圖3所示，大部分個(gè)體之間的遺傳距離較遠(yuǎn)（圖 3中紅色方格），少部分個(gè)體間的遺傳距離較近（圖3中黃色方格），說(shuō)明這部分個(gè)體間可能存在近交風(fēng)險(xiǎn)。

利用GCTA軟件基于全基因組SNPs位點(diǎn)構(gòu)建基因組關(guān)系G矩陣，并用R軟件的pheatmap包進(jìn)行可視化，結(jié)果如圖4所示，G矩陣的親緣關(guān)系結(jié)果與IBS遺傳距離矩陣的結(jié)果相似。矩陣中顏色越接近紅色表明個(gè)體間親緣關(guān)系越近，越接近藍(lán)色表明個(gè)體間親緣關(guān)系越遠(yuǎn)。從圖中可以看出，大多數(shù)個(gè)體間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)（圖4中藍(lán)色方格），也有少部分個(gè)體間親緣關(guān)系較近（圖 4中橙色方格）。

2.6 道州灰鵝群體滲透分析與主成分分析

利用admixture軟件進(jìn)行道州灰鵝的群體滲透分析，根據(jù)CV error最小確定最佳K值，結(jié)果如圖5A所示，最佳K值為2。群體滲透分析結(jié)果如圖5B所示，在群體結(jié)構(gòu)聚類圖中，當(dāng)K=2時(shí)群體分為了兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的亞群，分別有41個(gè)個(gè)體和8個(gè)個(gè)體；當(dāng)K=3時(shí)，采樣群體被分為3個(gè)亞群，分別有36個(gè)個(gè)體、8個(gè)個(gè)體、5個(gè)個(gè)體；當(dāng)K≥4時(shí)，由于離最佳K值較遠(yuǎn)，劃分的群體沒(méi)有太大的參考意義。

使用GCTA軟件分析群體的主成分，PCA結(jié)果如圖5C所示，使用PC1與PC2可以將道州灰鵝的49個(gè)樣本分為3個(gè)聚類亞群：亞群1包含8個(gè)個(gè)體，亞群2包含36個(gè)個(gè)體，亞群3包含5個(gè)個(gè)體，這與群體滲透分析中K=3時(shí)的分群結(jié)果一致。在IBS遺傳距離矩陣（圖3）中，左上角的5個(gè)個(gè)體的亞群與右下角8個(gè)個(gè)體的亞群和剩下36個(gè)個(gè)體形成的亞群也與群體滲透分析和PCA的分群結(jié)果一致。

2.7 群體分化指數(shù)Fst

采用vcftools通過(guò)滑窗分析，計(jì)算上述分出的3個(gè)亞群的平均Fst值，結(jié)果如表2所示，亞群1和亞群3的值為0.100 8，亞群1和亞群2與亞群2和亞群3的Fst值分別為0.037 4和0.026 7。

3 討 論

地方品種是家畜遺傳多樣性的重要組成部分，有很大的育種潛力［22］，大部分地方品種與國(guó)外的一些專用品種相比，具有耐粗飼、肉質(zhì)好、適應(yīng)性強(qiáng)和抗病力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但由于受到外來(lái)品種對(duì)市場(chǎng)的沖擊，大量地方品種的存欄量與養(yǎng)殖量大幅降低，甚至部分品種進(jìn)入瀕危狀態(tài)［23］。地方品種的保種工作是為了保護(hù)我們國(guó)家畜禽遺傳資源的多樣性，而準(zhǔn)確的評(píng)估保種工作的效果是制定下一步保種策略的重要前提，只有充分的了解保種群體的遺傳多樣性信息，并作出科學(xué)的分析，才能有針對(duì)性地提出能夠改善與加強(qiáng)保種效果的方案［24］?；蚪M中的SNP標(biāo)記作為承載著遺傳信息的分子標(biāo)記，成為評(píng)估種群多樣性的理想載體。隨著測(cè)序技術(shù)的發(fā)展與普及，SNP芯片和高通量測(cè)序技術(shù)逐漸應(yīng)用到了各項(xiàng)生命科學(xué)的研究當(dāng)中，目前，鵝產(chǎn)業(yè)中沒(méi)有成熟的商業(yè)SNP芯片，因此，本研究利用全基因組重測(cè)序技術(shù)分析了道州灰鵝保種群體的遺傳結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性，評(píng)估了道州灰鵝的保種效果。

本研究使用了道州灰鵝保種場(chǎng)49個(gè)家系公鵝個(gè)體的重測(cè)序數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列的整理與分析，得到了道州灰鵝保種群體的遺傳結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性結(jié)果。通過(guò)對(duì)道州灰鵝保種群體進(jìn)行遺傳多樣性分析，能夠揭示群體內(nèi)部的適應(yīng)潛能和生存能力。為了全面評(píng)估采樣群體的遺傳多樣性，本研究采用了多個(gè)量化指標(biāo)，包括觀測(cè)雜合度（Ho）、期望雜合度（He）、近交系數(shù)（Fis）、多態(tài)信息含量（PIC）以及基因多樣性指數(shù)（Nei）。結(jié)果顯示，群體觀測(cè)雜合度為0.280，期望雜合度為0.288，觀測(cè)雜合度略微小于期望雜合度，二者相差不大，也說(shuō)明了群體內(nèi)近交現(xiàn)象較少，群體近親系數(shù)Fis為0.070也證明了這個(gè)現(xiàn)象。多態(tài)信息含量（PIC）結(jié)果顯示，PIC均值為0.262，且大部分位點(diǎn)屬于中度多態(tài)性位點(diǎn)，基因多樣性指數(shù)Nei為0.331，綜合分析得出，道州灰鵝保種群體的遺傳多樣性良好。湯青萍等［25］對(duì)包括道州灰鵝在內(nèi)的6個(gè)鵝種進(jìn)行種群動(dòng)態(tài)分析，采用微衛(wèi)星標(biāo)記的方法計(jì)算了各鵝種的遺傳參數(shù)，其中道州灰鵝基于微衛(wèi)星基因座計(jì)算出的遺傳雜合度為0.670，多態(tài)信息含量為0.386，由于方法不同以及時(shí)間久遠(yuǎn)，與本研究的結(jié)果難以進(jìn)行比較。

ROH片段的長(zhǎng)短能夠揭示群體內(nèi)近交積累的程度，長(zhǎng)的ROH片段說(shuō)明發(fā)生在最近世代的近交關(guān)系，越多說(shuō)明群體內(nèi)存在近交的可能性越高［26-28］。通過(guò)分析SNP位點(diǎn)信息，能夠運(yùn)用ROH來(lái)估算分子水平上的近交系數(shù)［29］，與傳統(tǒng)基于系譜估計(jì)的近交系數(shù)（FPED）或者利用SNPs位點(diǎn)雜合度計(jì)算的近交系數(shù)相比較，基于ROH估計(jì)出的FROH值更加接近真實(shí)的近交系數(shù)。在群體系譜信息缺失的情況下，F(xiàn)ROH可以作為替代方法評(píng)價(jià)畜禽群體的近交程度［30，31］。黃紅艷等［32］在對(duì)獅頭鵝群體遺傳多樣性的研究中，計(jì)算出基于ROH的近交系數(shù)FROH值為0.223，存在一定的近交積累現(xiàn)象。本研究中，在道州灰鵝保種群體檢測(cè)出的ROH片段，通過(guò)計(jì)算，結(jié)果顯示有少量長(zhǎng)的ROH片段，反映了在道州灰鵝群體中發(fā)生了少量的近交事件，根據(jù)FROH值看出，個(gè)體的近交系數(shù)平均值為0.010，最大值僅為0.020，說(shuō)明群體的近交積累并不多，只有少部分個(gè)體存在一定的近交現(xiàn)象。

我國(guó)目前大部分保種場(chǎng)都采用閉鎖繁育的策略進(jìn)行遺傳資源的保護(hù)，但封閉的繁育環(huán)境使得種群的遺傳多樣性容易受到人工選擇的影響［33］。IBS遺傳距離矩陣和親緣關(guān)系G矩陣結(jié)果顯示，大部分家系之間的遺傳距離較遠(yuǎn)，只有少部分家系例如：1號(hào)、2號(hào)和9號(hào)家系之間，25號(hào)、26號(hào)和49號(hào)家系之間的親緣關(guān)系較近，為了避免進(jìn)一步的近交積累，后續(xù)這部分家系之間應(yīng)避免進(jìn)行繁育。群體滲透分析與主成分分析結(jié)果顯示，道州灰鵝保種群體被分為3個(gè)亞群，其中亞群1和亞群3分別聚類了8只鵝和5只鵝，和上述IBS矩陣與G矩陣共同分析，這些亞群中公鵝代表的家系之間存在親緣關(guān)系較近的情況。根據(jù)群體分化指數(shù)Fst的結(jié)果，亞群1和亞群3的Fst值為0.1008，F(xiàn)st值范圍在0.05～0.15，說(shuō)明兩個(gè)亞群之間出現(xiàn)了中等程度的遺傳分化［34］，后續(xù)可以加強(qiáng)兩個(gè)亞群所代表家系之間的繁殖交流，亞群內(nèi)各家系間應(yīng)減少繁殖交流，以降低遺傳分化與近交積累。

4 結(jié) 論

本研究利用全基因組重測(cè)序技術(shù)得到道州灰鵝保種場(chǎng)49個(gè)家系的公鵝重測(cè)序數(shù)據(jù)，比對(duì)到鵝基因組，得到SNP位點(diǎn)信息，分析得到保種群體的遺傳多樣性、近交程度、親緣關(guān)系以及種群結(jié)構(gòu)等結(jié)果。根據(jù)分析結(jié)果推測(cè)，道州灰鵝保種場(chǎng)的鵝遺傳多樣性較為豐富，近交現(xiàn)象較少，只有少部分家系間親緣關(guān)系較近，后續(xù)應(yīng)當(dāng)調(diào)整配種計(jì)劃，減少這部分家系間的配種，也可以適量從外部引種，豐富保種群體的遺傳多樣性，減少近交事件的發(fā)生，為后續(xù)本品種的提純復(fù)壯建立良好的基礎(chǔ)。

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（編輯 郭云雁）