牛、羊、马及鹿科动物母系起源和父系起源研究进展

线粒体DNA和Y染色体是哺乳动物母系起源和父系起源的重要分子遗传标记。哺乳动物线粒体DNA在母系起源中的研究主要集中在Cytb基因、D-Loop区、12Sr RNA和16Sr RNA,而利用线粒体DNA全序列进行起源进化的研究则相对较少。Y染色体在父系起源中的研究主要围绕在Y染色体多态性研究、Y染色体微卫星研究、Y染色体基因拷贝数3各方面。本文就近年来线粒体DNA和Y染色体在母系起源、父系起源中的研究现状进行综述,为哺乳动物起源进化的研究提供理论依据。     

鲁西牛4个Y-STR微卫星位点的遗传多态性分析

提取鲁西牛血液DNA样品,PCR扩增后用基因自动测序仪进行基因扫描分型,研究Y-STR微卫星位点UMN0929,UMN0108,UMN0920和INRA124在鲁西牛群体中的遗传多态性。结果发现,156头无亲缘关系的鲁西牛公牛在4个Y-STR微卫星位点均有遗传多态性;UMN0929检测到4种等位基因,UMN0108检测到5种等位基因,UMN0920和INRA124均检测到2种等位基因。UMN0929、UMN0108、UMN0920和INRA124位点各等位基因的频率分别为0.25,0.41,0.17,0.17;0.14,0.28,0.28,0.14,0.16;0.38,0.62和0.73,0.27;基因多样性(GD)分别为0.71,0.78,0.47,0.39。共发现了58种单倍型(Haplotype),单倍型多样性(Haplotype diversity,HD)为0.94。表明UMN0929、UMN0108、UMN0920和INR124 4个微卫星位点在鲁西牛群体中有遗传多态性,在鲁西牛的起源、个体识别和亲子鉴定的研究中有较高的应用价值。     

大额牛起源与系统地位的遗传学分析

 采用PCR直接测序法测定我国大额牛13个个体的线粒体Cyt b基因全序列,并引用其它牛种的序列资料共同构建分子系统树,以探讨大额牛的起源及其系统地位。结果表明,大额牛Cyt b基因全长1140bp,在所有样本中共发现了95个变异位点,定义为5种单倍型。从母系起源的角度来看,我国大额牛种群存在明显的分化,它可能具有十分独特的起源。综合多层次的研究结果可以初步推测,大额牛与印度野牛有着十分密切的关系,它们在较早的世代具有共同的母系起源,并且有可能是现已灭绝的某种野生牛的后代。     

牦牛Y染色体分子遗传学研究进展

为系统了解牦牛Y染色体的分子遗传学研究现状,通过查阅近15年来的研究资料,从Y染色体分子标记和Y染色体基因2个方面对牦牛Y染色体分子遗传学研究进展进行综述。在分子标记方面,研究者已对13个普通牛Y-STRs在牦牛中的特异性进行了检测,发现4个标记(即INRA124、INRA189、UMN2404和BYM-1)为牦牛Y-STRs标记。确定了6个Y-SNPs标记(即USP9Y(223CT)、UTY19(158AC和169CT)、AMELY2(261CT)、OFD1Y9(165AG)和SRY4(104GA))可用于牦牛父系遗传研究。在基因研究上,已对SRY、ZFY、TSPY和HSFY等多个牦牛Y染色体基因进行了克隆、序列比较、多态性检测、系统发育和原核表达分析。在今后的研究中,挖掘更多的牦牛Y染色体特异标记,开展基于多个标记、更多牦牛品种的群体遗传学研究,将是探明牦牛父系遗传多样性、父系起源与驯化、群体历史发展动态与分类等问题的重点和方向。同时,应借鉴灵长类、普通牛等物种Y染色体的研究方法和技术,加强牦牛Y染色体基因组、转录组和蛋白组等研究。     

从mtDNA和SRY基因多态揭示云南大额牛杂交起源

从父系、母系全面揭示云南大额牛的遗传背景.采集了云南大额牛、印度野牛(Bosgaurus)、迪庆黄牛、怒江黄牛以及文山高峰牛共5个种群的血液样品,对其中70头牛mtDNA D-loop和39头公牛Y染色体非同源部分SRY基因序列多态检测,结合GenBank已经报道的相关序列,对所构建的单倍型NJ系统树和网络图进行了聚类分析.线粒体DNA数据显示,云南大额牛母系来源于瘤牛(B.indicus)和普通黄牛(B.taurus),云南本地牛母系也来源于瘤牛和普通黄牛;SRY基因序列信息显示,云南大额牛父系来源于大额牛(B.frontalis),云南本地牛父系来源于印度瘤牛.结果说明,云南大额牛为大额牛与黄牛的杂交后代,云南本地牛主要为瘤牛血统.     

贵州务川黑牛mtDNA Cytb基因遗传多样性研究*

 务川黑牛是贵州省新近发现的独特地方品种,其起源和系统地位尚存争议。测定了22个务川黑牛的Cyt b基因全序列,结合已报道的中国9个黄牛品种17个个体的Cyt b基因全序列进行分析,结果显示：务川黑牛的Cytb基因全长1140 bp,共检测到21个核苷酸多态位点。碱基A+T平均含量为567%,显著高于G+C平均含量43.4%,第3密码子表现出较强的碱基组成偏倚。定义了8种单倍型且突变类型仅存在转换,表明务川黑牛的Cyt b基因的遗传多态性较为丰富。邻接法(NJ）构建的分子系统树表明,务川黑牛有2个母系起源即普通牛起源和瘤牛起源。     

贵州白香猪母系与父系遗传检测

采用PCR测序技术分析贵州白香猪两品系(Ⅰ系、Ⅱ系)mtDNA D-loop区和Y染色体SRY基因编码区序列.结果表明,在遵循母系遗传的mtDNA D-loop区,贵州白香猪Ⅰ系具有3种单倍型H1、N2和H3;Ⅱ系具有1种单倍型H1;在遵循父系遗传的SRY基因编码区,两品系共享单倍型GWXP Ⅰ.说明贵州白香猪Ⅰ系具有3个母系血统,Ⅱ系具有1个母系血统;Ⅰ系和Ⅱ系具有1个父系血统.通过与GenBank上收录的其他猪品种的同源序列比对发现,贵州白香猪具有独特的线粒体遗传结构,且其线粒体基因纯合性较高.     

基于Y染色体ZFY-10标记多态性探究柴达木黄牛父系支系组成和起源

为从分子水平上揭示柴达木黄牛的父系遗传结构组成、遗传多样性水平及父系遗传背景,通过PCR方法和直接测序技术,以8头大别山牛(瘤牛)公牛为试验对照,对106头柴达木黄牛公牛Y染色体ZFY-10标记进行多态性检测分析。结果表明:1)通过ZFY-10标记上变异位点的联合定型分析,可以准确地检测普通牛Y1和Y2单倍型组及瘤牛Y3单倍型组;2)柴达木黄牛在ZFY-10标记上存在GT核苷酸插入/缺失多态性,依据该标记多态位点确定单倍型组,表明柴达木黄牛包含Y1和Y2两种普通牛单倍型组,所占频率分别为0.217和0.783。在柴达木黄牛品种内,大柴旦、乌兰、格尔木、茫崖和都兰5个群体Y2单倍型组的频率依次为1.000、0.933、0.907、0.650和0.522,而Y1单倍型组频率依次为0、0.067、0.093、0.350和0.478,表明茫崖和都兰2个群体具有较高的Y1单倍型组比例;3)柴达木黄牛总的单倍型多样度为0.343 0±0.045 6。在柴达木黄牛品种内,大柴旦、乌兰、格尔木、茫崖和都兰5个群体的单倍型多样度分别为0、0.133 3、0.172 8、0.478 9和0.521 7,表明都兰和茫崖2个群体相比其他3个群体具有较高的父系遗传多样性。综上所述,Y染色体ZFY-10标记变异位点的联合定型分析可以确定和推断黄牛的父系支系组成和起源;柴达木黄牛含有Y1和Y2两个普通牛父系支系,具有2个普通牛父系起源,父系遗传多样性较低,品种内茫崖和都兰2个群体遗传变异相对丰富。     

6个微卫星基因座与西农萨能奶山羊产羔数相关性的研究

选择与羊高繁殖力嚓密关联的微卫星基因座OarAl7,101、BMl329、OarHH55、BMl43、BMS2508和LSCV043,分析其在西农萨能奶山羊群体中的遗传多态性及与西农萨能奶山羊产羔数的关系。结果表明：6个微卫星基因座在西农萨能奶山羊中的有效等位基因数在6．5713～8．9925,多态信息含量在0．8301～0．8781,属于高度多态基因座。6个微卫星基因座对西农萨能奶山羊产羔数的效应分析表明：OarAEl01基因座的109bp等位基因、OarHH55基因座的165和140bp等位基因、BMS2508基因座的140bp等位基因,BMl43基因座的124bp等位基因、BM]329基因座的219bp／185bp基因型以及LSCV043基因座的140bp／120bp基因型,均对西农萨能奶山羊产羔数具有正效应。以上6个微卫星基因座可作为西农萨能奶山羊产羔性状候选基因的遗传标记。     

Y染色体多态性与中国黄牛起源和分类研究

通过常规法、G带和C带对7个黄牛品种染色体进行系统研究所获得的资料,同时汇集了近20年来中国境内22个黄牛品种和1个大额牛种共计30个黄牛品种（其中4个外来牛品种）染色体的研究资料,分析和探讨了中国黄牛的起源、进化与分类。结果表明,中国黄牛Y染色体具有多态性,有中、亚中和近端着丝点Y染色体。中国北方黄牛多为中部和亚中部着丝点Y染色体,南方黄牛多近端丝点Y染色体,中原黄牛在品种内个体间多具有中、亚中和近端着丝点Y染色体3种类型。说明中国黄牛起源的多元性,即源于普通牛和瘤牛。在进化过程中,中国北方黄牛受普通牛的影响大,南方黄牛受瘤牛的影响大,中原黄牛同时受普通牛和瘤牛的影响,是由普通牛和瘤牛长期交汇融合形成的。根据26个黄牛品种Y染色体形态类型,绘制了中国黄牛Y染色体在中国的分布地域图。     

中国黄牛Y染色体多态性及品种起源演变的探讨

 用G带、C带、RBA带、常规和C带或RBA带连续染色技术研究了中国9个地方黄牛品种的66头人工授精用公牛、41头小公牛和12头母牛的染色体，着重研究了它们Y染色体的多态性。北方的蒙古牛和延边牛是无肩峰牛，具有普通牛核型，其Y染色体分别为亚中和中着丝点。中原地区的秦川牛、晋南牛在每个品种中均发现了亚中、中和近端着丝点Y染色体，而郏县红牛中存在着中和近端着丝点两种形态Y染色体、这几个品种应是由肩峰牛和无肩峰牛长期融合形成的。西镇牛、鲁西牛、南阳牛、温岭高峰牛均具有瘤牛类型的Y染色体，是以瘤牛为基础形成的品种。经RBA带鉴别，西镇牛Y染色体无短臂，为端着丝点染色体，其余3个品种为近端着丝点Y染色体。结合国内有关黄牛染色体研究材料，讨论了中国黄牛的分类和起源。认为中国的无肩峰黄牛除来源于具亚中着丝点Y染色体的蒙古牛之外，还应来源于另一种分布范围很广的，具中着丝点Y染色体的无肩峰牛。鉴于现有的肩峰黄牛品种中Y染色体形态和带型差异，可能古代生存于中国的瘤牛已发生分化。中国黄牛诸品种应由不同类型的无峰牛和肩峰牛经长期选育和杂交而形成的。     

3个黄牛品种Y STR多态性

利用14个家牛Y染色体特异性微卫星标记分析秦川牛、大别山黄牛和郧巴黄牛3个品种Y染色体多态性。UMN0920和UMN2303标记呈现不规则梯状条带,不适于研究中国黄牛Y染色体多态性。5个标记(UMN2908、UMN3008、UMN3007、UMN2001和UMN0504)呈现单态,另外7个标记(UMN0108、UMN2404、UMN0929、INRA189、UMN0905、UMN0103和UMN0803)表现多态,能用于中国黄牛Y染色体多态性分析。3个品种在7个多态标记的期望杂合度分别为0.412、0.442和0.470,多态信息含量分别为0.319、0.349和0.374,说明3个黄牛品种Y染色体上呈现中度多态。UMN2404和INRA189标记对所有公牛的瘤牛和普通牛单倍型鉴别率达到100%的一致,瘤牛和普通牛单倍型频率为17.3%和82.7%。瘤牛和普通牛单倍型频率在3个黄牛品种中频率不同,但普通牛单倍型为优势单倍型。     

晋南种公牛染色体的监测

通过淋巴细胞培养法对拟选入精子库的 1 3头晋南种公牛的染色体进行了研究和监测 ,结果表明 ,晋南牛 Y染色体存在多态性 ,具有中 (亚中 )部 (7头 )和近端 (6头 )着丝粒 Y染色体双重核型 ;对其体细胞染色体畸变类型和频率分析表明 ,染色体多倍体有三倍体、四倍体和六倍体 ,其总畸变率为 4.1 3%。结构畸变的类型有染色单体缺失、断裂、间隙和染色体间隙、着丝点断裂等 ,其总畸变率为 2 .54%。经比较分析 ,研究的 1 3头晋南种公牛染色体的畸变率在正常范围内。     

IGFBP3基因多态性与鲁西牛和晋南牛部分屠宰性状的相关性

利用PCR-RFLP技术对24头鲁西牛和19头晋南牛的IGFBP3基因多态性及与屠宰性状的关系进行了研究。结果表明,鲁西牛和晋南牛IGFBP3基因存在多态性,但只有AA、AB2种基因型,基因型频率分别为0.875/0.125和0.895/0.105,等位基因A/B的频率分别为0.938/0.062和0.948/0.052。对IGFBP3基因座基因型与19个屠宰性状进行了分析,在鲁西牛群体中,除胴体深、日增重、净肉率、屠宰率4个指标外,其它指标AB型均好于AA型,但差异不显著;在晋南牛群体中,除屠宰率、骨重、膘度、胴体胸深、后腿围、后腿宽、后腿长、腰部肉厚这8个指标外,其它指标AA型均好于AB型,差异也不显著。     

牛BRY基因的分子克隆及序列分析

以荷斯坦奶牛、西门塔尔牛和甘南牦牛为观测对象,利用Y染色体上特异性序列BRY基因进行性别预测,并对其进行PCR扩增、分子克隆及序列分析;最后以牛基因组DNA为模板,利用牛BRY基因作为雄性特异性基因,ZFX/ZFY作为内标基因进行双重PCR.结果表明:公牛可获得长度约为300 bp和445 bp两条扩增带的PCR产物,母牛则仅获得1条长度约为445 bp的PCR产物,与实际性别完全相符,说明该基因可用于牛的性别预测.对BRY-PCR产物克隆测序,得到300 bp的BRY基因部分核苷酸序列,与GenBank上登录的牛和绵羊的同源性序列进行比对发现,同源性都高于87.0%,表明哺乳动物的BRY基因具有高度保守性,种间差异很小.     

牛DGAT1基因K232A取代对3个品种奶牛群体部分经济性状的影响

利用单链构向多态性方法检测了牛DGAT1基因第8外元AA→GC碱基突变,分析了该突变在三河牛、中国荷斯坦奶牛和中国西门塔尔奶牛中等位基因的分布频率,以及该突变对这3个品种奶牛群体产奶量、乳脂和乳蛋白含量的影响,并分析了该突变在鲁西牛、晋南牛、秦川牛和南阳牛中等位基因分布频率。结果表明,编码赖氨酸的等位基因K在三河牛、中国荷斯坦牛和中国西门塔尔牛中的分布频率分别为0.17,0.33和0.04,在鲁西牛、晋南牛、秦川牛和南阳牛4个中国地方品种中的分布频率分别为0.72,0.39,0.46和0.83;K232A取代与三河牛的平均乳脂率相关(P=0.017),KK和KA基因型个体的平均乳脂率分别较AA基因型个体高0.80%和0.41%。