基于线粒体COXⅠ基因变异探讨国内外猪种的遗传多样性及系统进化研究

基于mtDNA COXⅠ基因,探讨了6个猪种687个样本(大白猪、长白猪、杜洛克、藏猪、甘肃黑猪和八眉猪)的遗传多样性和各猪种间的亲缘关系。对各猪种样本mtDNACOXⅠ基因构建混合池,并利用直接测序技术获得6个猪种COXⅠ基因的序列,采用MEGA 6.0分析软件基于Kimurk双参数模型应用邻接法构建系统发生树。结果表明,6个猪种mtDNA COXⅠ基因序列共存在21个突变位点,其中8个突变为各群体特有。长白猪与杜洛克猪的多态性较丰富,含有13个相同位点的突变,核苷酸的转换数(si)和颠换数(sv)的比值(R)分别为12和15,序列替换远未达到饱和。而藏猪、黑猪和八眉猪的多态性较贫乏。系统进化树和遗传距离分析显示,6个猪种及野猪先聚为一支而后与同属为偶蹄目的牛、羊聚为一支,3个地方猪种间遗传距离较近。外来猪种引入中国后主要是用作父本以提高生产速度和瘦肉率等,对本地猪种未有母系贡献,线粒体COXⅠ基因可有效区别6个猪种的亲缘关系,在一定程度上为中国地方猪品种的有效保护和合理利用提供理论依据。     

八个猪种PRLR和RBP4基因PCR-RFLP检测及群体遗传特性研究

本研究采用PCR-RFLP方法,对莱芜黑猪、鲁莱黑猪、里岔黑猪、鲁烟白猪、新沂蒙黑猪5个山东本地猪种和大约克夏、长白、杜洛克3个引进猪种共八个猪种323头繁殖母猪进行PRLR和RBP4基因的多态性检测,并对其遗传多样性进行分析。结果表明:两个基因位点在八个猪种的测定群体中均存在多态性,在三种基因型中AB基因型出现频率最高,山东本地猪种与引进猪种间基因型频率存在显著差异(P<0.05)。八个猪种PRLR和RBP4基因位点的期望杂合度分别在0.3265~0.5062和0.2655~0.5019之间,多态信息含量分别在0.2688~0.4268和0.2264~0.3736之间。研究结果提示:杜洛克猪在这两个基因位点的杂合度最低,其遗传一致性最好,其余猪种均表现为中度多态,表明这些猪种具有较为丰富的遗传多态性。     

猪Dlx5基因多态性及其与猪体尺和胸椎数的关系

为探讨猪远端缺失基因5(distal-less homeobox 5,Dlx5)的多态性、群体分布特性及其与体尺和胸椎数的关系,采用PCR-RFLP方法检测了猪Dlx5基因g.394C>T位点在6个中外猪品种中的多态性分布,并分析了该位点与猪体尺和胸椎数的关系。检测结果表明,经HhaⅠ酶切后在6个猪品种群体均发现了CC、CT和TT 3种基因型,其中C等位基因在莱芜黑猪中为优势等位基因,而T等位基因在里岔黑猪、鲁莱黑猪、杜洛克猪、大约克猪和长白猪中占优势。在该多态性位点,莱芜黑猪、里岔黑猪、鲁莱黑猪、杜洛克和长白猪群体均处于哈代—温伯格平衡(P>0.05),而大约克猪群体偏离平衡状态(P<0.05);基因型在群体间的分布差异极显著(P<0.01)。群体遗传特性分析表明,有效等位基因数在1.254～1.991之间;杜洛克猪的多态信息含量为0.182,属于低度多态,其余品种均在0.254～0.374之间,属于中度多态。关联分析结果表明,该多态性位点对莱芜黑猪体长、体高、屠前活重、腹围、胸围、腿臀围和胸椎数以及里岔黑猪胸椎数的影响均不显著(P>0.05)。Dlx5基因g.394C>T位点在猪群中存在多态,基因型分布在莱芜黑猪与其他猪种间不同,与猪体尺和胸椎数无显著关联。     

BMP7基因单核苷酸多态性与猪繁殖性状的关联分析

为探讨 BMP7基因遗传变异对杜洛克猪、豫南黑猪繁殖性状的影响。采用PCR RFLP方法检测猪 BMP7基因在杜洛克猪和豫南黑猪中的多态性分布,并分析位点基因型与猪繁殖性能的关联。检测结果表明,杜洛克猪和豫南黑猪群体 BMP7外显子2上T98C和T143C均由碱基T突变为C,属同义突变。多态位点均以A 为优势等位基因,T98C位点AA基因型占总基因型的50.5%,优于AB基因型（38.1%）与BB基因型（11.4%）（呈AA>AB>BB趋势）。该位点AA型个体的总产仔数、产活仔数、出生窝质量、21日龄窝质量显著高于AB型（P<0.05）;T143C位点AA基因型占总基因型的38.8%,优于AB基因型（38.0%）与BB基因型（23.1%）（呈AA>AB>BB趋势）。该位点不同基因型个体的总产仔数,产活仔数和初生质量在不同基因型之间均差异显著（P<0.05）。研究结果说明, BMP7基因多态位点与母猪繁殖性能显著相关,可以用于猪分子遗传育种的候选基因。     

河南地方猪mtDNA D-loop序列遗传多样性 及系统进化分析

为了解河南省地方猪种的遗传资源状况,探究猪种间的亲缘关系,对河南省地方猪种(南阳黑猪、确山黑猪、淮南猪、豫西黑猪)及2个参考猪种(莱芜黑猪、二花脸猪)和野猪共计282个样本的mtDNA D-loop序列进行PCR扩增及序列测定,并结合GenBank中3个国外猪种(杜洛克猪、长白猪、约克夏猪)的38条mtDNA D-loop序列,进行单倍型、遗传多样性、系统发育树、网络分析、歧点分布分析。结果表明,河南省地方猪4个品种共236条序列,定义了32种单倍型,单倍型多样度(Hd)和核苷酸多样度(Pi)分别为0.788～0.854、0.001 56～0.004 55。构建的NJ系统进化树将所有样本分为2个独立分支,一支包含所有河南各猪种和部分约克夏猪,另一支全部为引进猪种,表明河南地方猪和3个国外猪种具有2个明显不同的母系起源。网络中介图和歧点分布显示,在历史驯养过程中,整个河南地方猪群体曾经历过群体扩张事件。说明河南地方猪种具有较为丰富的遗传多样性,且彼此之间有一定的基因交流。     

基于线粒体COX1基因的蚕蛾类系统发育分析

基于生物信息学的方法,以16种蚕蛾类昆虫作为研究对象,利用线粒体基因COX1的碱基序列作为分子标记对其系统发育信息进行分析。结果表明,COX1基因序列具有明显的AT偏倚性,编码氨基酸的密码子有26个具有明显的使用偏好性,种群间的校正遗传距离在0.003～0.177之间,表明蚕蛾类昆虫的亲缘关系近。利用MEGA6软件,分别采用邻接法（NJ）和最大似然法( ML)构建系统发育树,其发育树的分支明显,大部分的节点支持率都很高,进一步说明了蚕蛾类昆虫的亲缘关系较近。本研究补充了对蚕蛾类传统分类的认识,也为蚕蛾类昆虫的分类提供依据。     

4个猪种的PRLR基因多态性与产仔性能的关联分析

采用PCR-Alu Ⅰ-RFLP技术检测了豫南黑猪、杜洛克猪、长白猪和大约克夏猪4个猪种的PRLR基因位点多态性,并采用最小二乘法分析其对产仔数影响的遗传效应.结果表明:4个猪群中均存在A和B2个等位基因.其中A等位基因在豫南黑猪、杜洛克猪和长白猪群中占优势,B等位基因在大约克夏猪中占优势.在豫南黑猪中不同基因型母猪的总产仔数和产活仔数的差异均未达到显著水平(P＞0.05),但呈现AA＜AB＜BB的趋势.引进猪种的经产母猪不同基因型对产仔数有显著影响(P＜0.05).     

20种溪蟹线粒体COI基因比较分析及系统发育研究

【目的】比较分析20种溪蟹的线粒体COI基因序列,并基于COI基因序列构建溪蟹科系统发育进化树分析不同种类间的亲缘关系,探究COI基因作为分子标记在溪蟹物种鉴定中的适用性,同时为溪蟹科的物种鉴定及系统发育研究提供理论依据。【方法】测定2种龙溪蟹属（Longpotamon）代表种的线粒体COI基因全序列,结合GenBank中已公布的18种溪蟹科COI基因全序列,利用MEGA X计算其碱基组成、保守位点和遗传距离,采用MatGAT 2.02进行多序列相似性比较分析,并以PhyloSuite构建贝叶斯树（BI）和最大似然树（ML）,探究溪蟹科物种内部的亲缘关系。【结果】20种溪蟹的COI基因序列全长1534~1539 bp,连续编码511~512个氨基酸残基,所有物种均以ATG为起始密码子;碱基含量略有不同,分别为35.9%~40.7%（T）、16.4%~20.2%（C）、26.8%~28.9%（A）和14.7%~17.2%（G）,呈明显的AT偏向性。COI基因核苷酸序列及其推导氨基酸序列比较分析结果显示分别有577和98个变异位点,表明密码子存在简并性。20种溪蟹的线粒体COI基因遗传距离、序列相似性及系统发育进化分析结果均显示,长安龙溪蟹（Longpotamon changanense）与龙溪蟹未定种（Longpotamon sp.）的亲缘关系最近。虽然采用不同方法基于不同数据集构建的系统发育进化树在拓扑结构上有所不同,但所有树型均显示龙溪蟹属（Longpotamon）的小龙溪蟹（L.parvum）并未与该属其他物种聚类在一起,华溪蟹属（Sinolapotamon）、近溪蟹属（Potamiscus）和小石蟹属（Tenuilapotamon）物种也散布在系统发育进化树不同分支中,暗示这些物种在分类鉴定上为非单系群,还需进一步研究确定。【结论】20种溪蟹的线粒体COI基因序列平均种间遗传距离为0.173,均具有区别于其他种类的特异位点,即线粒体COI基因序列可作为溪蟹科物种鉴定的分子标记。     

基于Cytb基因的秆野螟属（Ostrinia）昆虫遗传多样性及其系统发育研究

为阐明秆野螟属(Ostrinia)昆虫遗传多样性、系统发育及其种间亲缘关系,为秆野螟属昆虫的物种分化与鉴定研究奠定理论基础,利用DNAMAN 8.0、PAUP 4.0和MEGA 7.0等生物信息学软件对我国秆野螟属8个物种线粒体Cytb基因的碱基组成、碱基变异和偏向性等进行了分析,分别利用最大似然法(ML)、贝叶斯法(BI)和最大简约法(MP)重建其系统发育关系。结果表明:线粒体Cytb基因序列长度为1146bp,碱基组成和密码子碱基分布都表现出较强的AT偏向性;种间保守性位点1051个,可变性位点95个,变异率为8.29%;亚洲玉米螟6个不同地理种群间Cytb基因碱基差异位点0～4个,遗传距离在0～0.0052之间;种间遗传距离在0.0009～0.0698之间;所有样本Cytb基因的碱基替换随着遗传距离的增大呈现出明显的线性关系;利用ML、BI和MP法构建的系统发育关系基本一致,即8种秆野螟属昆虫分为亮大支系,虎杖螟单独形成一支系,亚洲玉米螟等7种螟虫聚在一起形成另一支系。秆野螟属昆虫线粒体Cytb基因序列多样性低,种间界限不明显;进化关系与传统分类结果基本一致。     

番鸭mtDNA D-loop部分序列分析

测定了浙江2个地方群体番鸭共30个个体线粒体D环部分序列,共检测到10个变异位点,8种单倍型。结合鸭科其他3个属的线粒体DNA控制区(D-loop)序列分析表明:番鸭种内遗传变异相对较低,与同科不同属的鸳鸯间的遗传距离小于与家鸭之间的遗传距离。分子系统发生树表明番鸭在分类学上与鸳鸯属的亲缘关系更近。     

基于生物信息学对主要蜥蜴科动物系统发生关系的研究

利用生物信息学方法从GenBank中下载蜥蜴科20属32种蜥蜴和壁虎科1种壁虎的线粒体16S rRNA基因的部分序列,经比对后序列长度为535 bp,其中有161个变异位点,117个简约信息位点.A+T平均含量为55.1%,C+G平均含量为44.9%.Eremias przewalskii与E. multiocellata之间的遗传距离为0.022,Anatololacerta anatolica与A. oertzeni之间的遗传距离为0.017,这可能是由于线粒体DNA的基因渗入现象所致.以壁虎科的Ebenavia inunguis为外群,用NJ、ME和MP法重建系统发生树,分子系统树显示,分子系统学研究结果和传统的基于形态特征的蜥蜴科分类体系是一致的.     

猪FTO基因多态性与肉质性状的关联分析

为了探究猪FTO基因多态性与肉质性状的关联性,试验通过限制性片段长度多态性聚合酶链式反应(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)的BstuⅠ和TaiⅠ限制性内切酶技术分析了豫西黑猪和长白猪FTO基因第3外显子(c.594C>G)和第4内含子(g.276G>T)的遗传多样性,并将FTO基因的基因型与豫西黑猪背膘厚、pH₁、pH₂₄、滴水损失、肉色和大理石纹等肉质性状进行了关联分析。研究结果表明:FTO基因的c.594C>G位点和g.276G>T位点都具有中度多态性,经检验c.594C>G位点和g.276G>T位点的基因频率均符合χ²检验的Hardy-Weinberg平衡定律(P>0.05)。在c.594C>G位点上,豫西黑猪和长白猪都存在3种不同的基因型,分别为CC、CG和GG基因型,优势等位基因都为C等位基因,且两者C等位基因的频率分别为0.522 7和0.533 3,在肉色评分上,CG基因型和GG基因型个体显著高于CC基因型(P<0.05)。在g.276G>T位点上,豫西黑猪和长白猪都存在3种不同的基因型,分别为GG、GT和TT基因型,优势等位基因均为T等位基因(0.574 1,1.648 1)。结果表明,FTO基因的c.594C>G位点与豫西黑猪的肉质性状具有显著关联性,这在一定程度上说明了FTO基因可以为豫西黑猪肉质性状的遗传选择提供参考依据。     

猪LPL基因PCR-RFLP遗传变异的研究

利用PCR-RFLP技术,对大白猪、长白猪、杜洛克、荣昌猪、内江猪、八眉猪、汉中白猪、汉江黑猪8个家猪品种和1个野猪种共368头猪LPL基因的第6和第8内含子进行遗传变异研究。结果表明:(1)在第6内含子的Sma -RFLP位点上,各猪种均存在多态性,长白、杜洛克、内江猪和八眉猪以AA和AB基因型为主,大白、荣昌猪、汉中白猪、汉江黑猪及野猪以AB和BB基因型为主;在Pvu -RFLP位点上,国外猪种均为DD纯合子,而国内猪种和野猪在此位点上均存在变异;(2)在第8内含子的Hind -RFLP位点上,国外猪种和荣昌猪表现出多态性,而国内其他猪种和野猪均为FF纯合子;在EcoR -RFLP位点上,各猪种均表现多态性,且以GH杂合子为主,没有表现出差异。     

基于线粒体COⅠ和COⅡ基因的沙果小食心虫与梨小食心虫的分子鉴定

【目的】建立基于线粒体COⅠ和COⅡ基因序列的沙果小食心虫、梨小食心虫分子鉴定方法。【方法】田间采集试虫,利用PCR和基因测序技术,扩增2种食心虫的线粒体COⅠ和COⅡ基因,将获得的COⅠ和COⅡ基因序列在GenBank中进行BLAST比对,并通过GeneDoc软件分析基因序列相似性,利用Mega 5.05软件分别计算基于COⅠ和COⅡ基因序列的遗传距离,并分别构建COⅠ和COⅡ基因的系统发育树。【结果】在分析的2种食心虫样本中,沙果小食心虫COⅠ基因的种内相似度在99.4%以上,梨小食心虫COⅠ基因的种内相似度在99.6%以上,2种食心虫COⅠ基因的种间相似度为95.0%~95.6%;沙果小食心虫COⅡ基因的种内相似度在99.0%以上,梨小食心虫COⅡ基因的种内相似度在99.3%以上,2种食心虫COⅡ基因的种间相似度为94.6%~95.5%;2种食心虫COⅠ基因种间存在30个稳定变异位点,COⅡ基因种间有26个稳定变异位点。2种食心虫种内遗传距离为0.001~0.006(COⅠ)和0.001~0.010(COⅡ),种间遗传距离为0.046~0.052(COⅠ)和0.047~0.057(COⅡ),基于COⅠ和COⅡ基因的种间遗传距离均显著大于种内遗传距离。分别构建COⅠ和COⅡ基因单倍型的系统发育树,结果显示,在2个基因的系统发育树上,2种食心虫的基因序列分别位于不同的进化支,且置信度均达到100%,同种食心虫的基因序列位于相同的进化枝。【结论】可以根据本研究所用的COⅠ和COⅡ基因序列的差异性,进行沙果小食心虫和梨小食心虫的分子鉴定。     

刺鳅属(Mastacembelus)鱼类和中华刺鳅的线粒体COI基因序列比较

应用生物信息学方法对27种刺鳅属鱼类和中华刺鳅的线粒体COI基因序列片段进行了比较分析,结果表明:COI基因碱基组成偏倚明显,27种刺鳅属鱼类COI基因中,A+T含量(53.6%)明显高于G+C含量(46.4%);在中华刺鳅COI基因中,A+T含量(57.8%)也明显高于G+C含量(42.2%),这与大部分鱼类的COI基因序列研究结果一致。中华刺鳅与大多数刺鳅属鱼类均保持中等遗传距离(0.162～0.217),但与非洲坦噶尼喀湖特有的Mastacembelus albomaculatus的遗传距离较远,达到0.268,计算了27种和26种(剔除Mastacembelus albomaculatus)刺鳅属鱼类的平均遗传距离,分别为0.134和0.123。基于COI基因构建的系统发育树分析,27种刺鳅属(Mastacembelus)鱼类和中华刺鳅可以明显区分为3个类群,即以大刺鳅等大多数刺鳅属鱼类、中华刺鳅、Mastacembelus albomaculatus。研究结果支持中华刺鳅属于刺鳅科,同时建议重新整理刺鳅属。由NJ和MP法构建的系统发生树均提示,非洲坦噶尼喀湖特有的Mastacembelus albomaculatus是相对较古老的类群,刺鳅属鱼类可能起源于非洲,但这需要进一步更加全面的分子生物学分析。同时,大刺鳅和中华刺鳅保持相对较近的遗传距离,通过种间杂交,培育耐低温且营养高的新品种具有较大的可行性。     

微卫星标记分析福建地方品种猪的遗传多样性

采用8个微卫星座位对福建省5个地方品种猪(槐猪、官庄花猪、莆田黑猪、闽北花猪、武夷黑猪)的遗传结构进行了分析,计算了遗传杂合度(H)、有效等位基因数、多态信息含量(PIC)、Nei氏标准遗传距离.结果表明:8个微卫星位点均为高度多态位点;5个品种间的遗传多样性比较高;8个微卫星位点H平均为0.7006-0.7760;PIC为0.6917-0.7609;莆田黑猪与闽北花猪的遗传距离最小(0.5531),官庄花猪与闽北花猪的遗传距离最大(0.8618).     

IGF2基因的多态性对辽宁黑猪胴体指标和肉质指标的影响

为探究猪IGF2不同基因型与猪肉酮体品质和肉质指标的关系,选择胰岛素样生长因子2（Insulin-like growth factor 2,IGF2） AA、AB和BB 3种基因型体重60kg左右辽宁黑猪和杜洛克猪各6头,共36头,同等条件下饲养至100kg进行屠宰,测定胴体指标和肉质指标,结果表明,IGF2不同基因型对辽宁黑猪和杜洛克猪的背膘厚和瘦肉率的影响均达到了显著水平（P<0.05）,且AA型背膘厚最低,瘦肉率最高。IGF2不同基因型对辽宁黑猪和杜洛克猪的肉色、嫩度、肌内脂肪含量、肌肉hart值、肌纤维直径、肌纤维面积等肉质指标产生显著影响（P<0.05）,AA型的大理石纹、肌内脂肪含量高于其他两种基因型。可见,可将IGF2 AA型基因作为候选基因进行遗传选择。     

基于线粒体COI基因的DNA条形码技术对小叶蝉亚科昆虫种类的分子鉴定

【目的】为更进一步研究小叶蝉亚科昆虫分子鉴定技术提供理论依据和实践基础。【方法】以小叶蝉亚科:叉脉叶蝉族Dikraneurini、小叶蝉族Typhlocybini、小绿叶蝉族Empoascini、斑叶蝉族Erythroneurini、眼小叶蝉族Alebrini昆虫为研究对象,选取其中22种叶蝉测定分析线粒体COI基因646 bp碱基序列,运用Kimura 2-parameter模型分析叶蝉物种间的遗传距离,探讨线粒体细胞色素C氧化酶亚基I(COI)基因片段作为DNA条形码准确鉴定小叶蝉亚科昆虫种类的可行性。【结果】变异位点512个,保守位点134个,简约信息位点415个,自裔位点97个。所有位点中A、G、C和T碱基含量分别为27.6%、15.5%、15.3%和41.6%;A+T含量较高,为69.2%,明显高于G+C含量,A+T碱基偏嗜,符合昆虫线粒体基因碱基组成的基本特征。该段序列没有饱和,可以得到准确的进化分析。同物种间和不同物种间的遗传距离分别为0.025～0.044和0.024～0.291,平均为0.358。基于COI基因序列应用邻接法构建系统发育树(NJ树)显示,同一物种聚为同一小支,分支自展值均为100%:近缘种能聚集在一起,且置信度很高(≥97%)。【结论】昆虫COI序列能够区分不同物种,COI基因片段的DNA条形码进行小叶蝉亚科昆虫分类鉴定具有可行性。     

基于线粒体COⅠ基因的DNA条形码在沼虾属种类鉴定中的应用

为探索DNA条形码在沼虾属(Macrobrachium)种类鉴定中的可行性,对21种沼虾(亚洲群体7种和美洲群体14种)的COⅠ基因片段序列进行分析。结果显示:沼虾COⅠ基因组成偏倚明显,AT含量(57.74%)高于GC(42.26%),GC在各个密码子位点的含量由高到低分别为第1密码子位点(49.24%)、第2密码子位点(40.72%)、第3密码子位点(36.82%);基于Kimura2–Parameter模型分析21种沼虾的种间和种内平均遗传距离分别为0.753和0.005,种间平均遗传距离是种内遗传距离的150.6倍,符合HEBERT所推荐的鉴定不同物种的最小有效种间遗传距离为0.02以及种间遗传距离大于或等于10倍种内遗传距离的标准;在分子系统发育树中,NJ树和ML树的拓扑结构基本一致,亚洲种群和美洲种群分别以100%和82%的置信度形成2个姐妹支,并且同种沼虾都以较高的置信度聚集在同一分支内。研究结果证明,线粒体COⅠ基因能有效地对沼虾属的种类进行鉴别。     

IGF2基因的多态性与辽宁黑猪生产性能的关联分析

胰岛素样生长因子-2（insulin-like growth factor 2,IGF2）是动物体内重要的调节因子之一,并且已经确定该基因能够影响猪的生产性能。本研究以PCR-SSCP方法分析了IGF2基因在辽宁黑猪和杜洛克猪中的多态性分布及其与生产性能的相关性。结果发现,IGF2基因第8外显子（exon8）上存在多态性位点,有AA、AB和BB三种基因型。进一步研究发现AA型辽宁黑猪的料重比的值最小,AB型辽宁黑猪的料重比最大;AA型杜洛克猪的日增重最大,料重比最小,BB型杜洛克猪的日增重最小,料重比最大。AA型的辽宁黑猪日增重最高,采食量最低,直接影响其料重比。所以3种基因型相比经济效应较好的为AA型。