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。     

Study on Complete Mitochondrial Genome of Oula Sheep(Ovis aries)

Mitochondrial genome has been widely used in species identification and gene conservation.In the present study,the complete mitochondrial genome of Oula sheep(Ovis aries)was determined using next-generation sequencing.This genome was16 618 bp(NCBI accession number:KU575248)and contained 13 protein coding genes,22 transfer RNA genes,two ribosomal RNA genes,and a typical control region.The overall nucleotide composition was 33.7%A,27.4%T,25.8%C,and 13.1%G,with a total A+T content of 61.1%.The phylogenetic analysis of selected sheep breeds showed that Oula sheep were clustered within branch A and originated from approximately 6 ka.This mitochondrial genome will provide valuable information for molecular genetic research of Oula sheep.     

Study on Complete Mitochondrial Genome of Oula Sheep (Ovis aries)

Mitochondrial genome has been widely used in species identification and gene conservation. In the present study, the complete mitochondrial genome of Oula sheep (Ovis aries ) was determined using next-generation sequencing. This genome was 16618 bp (NCBI accession number: KU575248) and contained 13 protein coding genes, 22 transfer RNA genes, two ribosomal RNA genes, and a typical control region. The overall nucleotide composition was 33.7％ A, 27.4％ T, 25.8％ C, and 13.1％ G, with a total A+T content of 61.1％. The phylogenetic analysis of selected sheep breeds showed that Oula sheep were clustered within branch A and originated from approximately 6 ka. This mitochondrial genome will provide valuable information for molecular genetic research of Oula sheep.     

云南文山黄牛mtDNA D-loop区遗传多样性分析*

 为了从母系遗传角度深入阐明云南文山黄牛的群体遗传背景,采用PCR直接测序法测定了24头文山黄牛的线粒体DNA D-loop区全序列。结果表明：文山黄牛D-loop区全序列中,A,C,T和G平均含量分别为33.1%,25.1%,28.3%和13.5%;共检测到核苷酸变异位点50个,核苷酸多样度为0.02416;D-loop区序列存在11种单倍型,单倍型多样度为0.822±0.061,表明云南文山黄牛品种的遗传多样性较丰富。聚类分析显示文山黄牛聚为两大支,一支与普通黄牛聚在一起,另一支与瘤牛聚在一起,说明云南文山黄牛同时含有普通黄牛和瘤牛的血统。      

温州光唇鱼线粒体基因组结构及系统发育分析

采用已公布的鱼类线粒体基因组全序列,设计8对引物扩增、测定并注释温州光唇鱼(Acrossocheilus wenchowensis)线粒体基因组(GenBank登录号:KC_495074)。序列全长16 591 bp,包括13个蛋白质基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个非编码区,各基因的位置及组成与已公布的鲤科鱼类一致;37个基因中,1个蛋白质编码基因(ND6)和8个tRNA基因(tRNAGln、tRNAAla、tRNAAsn、tRNACys、tRNATyr、tRNASer(UCN)、tRNAGlu和tRNAPro)由L链编码,其余的均由H链编码。A、T、G、C碱基组成分别为30.92%、24.86%、16.41%、27.81%;除tRNASer(AGN)外,其它21个tRNA的二级结构均具有典型的三叶草结构;13个蛋白编码基因中,除COⅠ起始密码子为GTG外,其余均以ATG为起始密码子,而COⅡ、ND4和Cytb基因的终止密码子为不完整的T,其它10个基因均具有完整的终止密码子。利用鲤科共17属18种线粒体基因组13个蛋白质基因的氨基酸序列,从线粒体基因组水平探讨了温州光唇鱼在鲤科鱼类中的系统进化地位,为光唇鱼属乃至鲤科鱼类的系统分类学研究提供基础资料。     

SYNJ1基因SNPs与牛、绵羊角的关联性研究

为确定SYNJ1基因与牛、羊角的关联性,利用PCR-SSCP技术并以3个牛品种(荷斯坦奶牛(有角)、安格斯牛(无角)、海福特牛(无角))以及3个不同角型的羊品种河北小尾寒羊(元角)、无角道赛特、杂种蒙古羊(有角、无角)为样本,对SYNJ1基因进行了分析.结果表明:未发现SYNJ1基因C3981T位点的SNP与牛、绵羊角...     

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。     

渤海黑牛和日本和牛mtDNAD-loop区遗传变异研究

研究渤海黑牛和日本和牛线粒体DNA控制区(mtDNA D-loop)的遗传变异。采用DNA测序技术测定了这2个品种17个个体mtDNA D-loop区全序列,从Genbank下载了31头日本和牛、9头渤海黑牛、2头欧洲普通牛、2头瘤牛以及21个其他中外黄牛品种mtDNA D-loop区全序列,用lasergene和Mega 4.0.1软件对所得的渤海黑牛和日本和牛57个个体的序列进行了遗传多样性研究,并对渤海黑牛、日本和牛、欧洲普通牛和瘤牛的mtDNAD-loop区全序列进行了同源性分析。以水牛为外群,对23个中外黄牛品种的聚类分析显示它们聚为2类:欧洲型原牛和瘤牛型原牛。渤海黑牛含有这2类的遗传背景,受到过瘤牛血缘渐渗的影响。而日本和牛则来源于欧洲原牛。结论:渤海黑牛和日本和牛mtDNA D-loop区具有丰富的遗传多样性,二者的亲缘关系很近;渤海黑牛含有普通牛和瘤牛的血统、受到过瘤牛血缘渐渗的影响;日本和牛属普通牛类型,欧洲原牛、朝鲜牛和我国北方的部分牛种对于日本和牛的形成可能都起到丰富种群的作用。     

African pastoralism: genetic imprints of origins and migrations

The genetic history of African cattle pastoralism is controversial and poorly understood. We reveal the genetic signatures of its origins, secondary movements, and differentiation through the study of 15 microsatellite loci in 50 indigenous cattle breeds spanning the present cattle distribution in Africa. The earliest cattle originated within the African continent, but Near East and European genetic influences are also identified. The initial expansion of African Bos taurus was likely from a single region of origin. It reached the southern part of the continent by following an eastern route rather than a western one. The B. indicus genetic influence shows a major entry point through the Horn and the East Coast of Africa and two modes of introgression into the continent.     

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。     

Signatures of positive selection for local adaptation of African native cattle populations: A review

Cattle are central to the lives and diverse cultures of African people. It has played a crucial role in providing valuable protein for billions of households and sources of income and employment for producers and other actors in the livestock value chains. The long-term natural selection of African cattle typically signals signatures in the genome, contributes to high genetic differentiations across breeds. This has enabled them to develop unique adaptive traits to cope with inadequate feed supp...     

约束标准化线性回归法估计合成品种动物基因组品种构成

【背景】合成品种是由至少两种纯种(祖先)培育的新品种,旨在兼顾祖先品种的有利遗传特征,并且可以长期保持后代的杂种优势而不需要每个世代都杂交。合成品种的遗传稳定,不同于杂交群体,因而可以像纯种一样繁育。实践中,估计合成品种的祖先品种对每个动物个体基因组的遗传贡献比例,即基因组品种构成(genomic breeding composition, GBC),在畜禽品种登记、品种培育历史和品种构成分析、品种保护和杂交优势预测等方面有着非常重要的意义。利用基因组SNP基因型数据,采用合适的数学模型和统计方法,可以鉴定现有纯种品种的动物个体或纯种品种在杂交个体基因组的遗传贡献比例,而估计合成品种GBC的方法和研究都较少。【目的】线性回归是估计GBC的常用方法之一,但也存在诸多的问题。本研究旨在提出和评估一种约束的标准化线性回归方法(restricted standardized linear regression, RSLR),作为传统线性回归方法的改进方法,应用于估计合成品种动物个体的GBC。【方法】采用肉牛王牛(Beefmaster)及其3个祖先品种(婆罗门牛、海福特牛和短角牛)的GGP 50...     

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。     

三江黄牛全基因组数据分析

【目的】研究三江黄牛群体遗传多样性,从基因组层面讨论其群体遗传变异情况。【方法】提取50个体基因组总DNA,等浓度等体积混合,构建混合样本DNA池,利用CovarisS2进行随机打断基因组DNA,电泳回收长度500 bp的DNA片段,构建DNA文库。应用Illumina HiSeq 2000测序,最终得到测序数据。利用BWA软件将短序列比对到牛参考基因组(UMD 3.1),来检测三江黄牛基因组突变情况。SAMtools、Picard-tools、GATK、Reseqtools对重测序数据进行分析,Ensemb1、DAVID、dbSNP数据库对SNPs和indels进行注释。【结果】全基因组重测序分析共计得到77.8 Gb序列数据,测序深度为25.32×,覆盖率为99.31%。测序得到778 403 444个reads和77 840 344 400个碱基,比对到参考基因组(UMD 3.1)的reads为673 670 505,碱基为67 341 451 555,匹配率分别为86.55%和86.51%,成对比对上的reads数为635 242 898(81.61%),成对比对上的碱基数为63 512636 924(81.59%);共确定了20 477 130个SNPs位点和1 355 308个indels,其中2 147 988个SNPs(2.4%)和90 180个indels(6.7%)是新发现的。总SNPs中,鉴定出纯合SNPs989 686(4.83%),杂合SNPs19 487 444(95.17%),纯合/杂合SNP比为1:19.7。转换数为14 800 438个,颠换为6 680 058个,转换/颠换(TS/TV)为2.215。剪切位点突变SNP727个,开始密码子变非开始密码子SNP117个,提前终止密码子的SNP 530个,终止密码子变非终止密码子SNP88个。检测到非同义突变数为57 621,同义突变为83 797,非同义/同义比率为0.69。检测到非同义SNPs分布在9 017个基因上,其中发现567个基因与已报道的重要经济性状相符,肉质、抗病、产奶、生长性状、生殖等相关基因的数量分别为471、77、21、10、8个,其中包括功能相重叠的基因;indels数据中,缺失数量为693 180(51.15%),插入数量为662 148(48.85%),纯合indels数量为161 198(11.89%),杂合indels数量1 194 110(88.11%),大部分的变异都位于基因间隔区和内含子区;三江黄牛全基因组杂合度(H)、核苷酸多样性(Pi)及theta W分别为7.6×10~(-3)、0.0 039、0.0 040,说明其遗传多样性较为丰富。三江黄牛群体Tajima'D为-0.06 832,推测可能由于群体内存在不平衡选择所致。【结论】本研究为进一步分析与经济性状相关的遗传学机制和保护三江黄牛品种遗传多样性提供了基因组数据支持。     

三江黄牛mtDNA D-Loop区遗传多样性及系统进化

根据普通牛线粒体DNA序列设计引物,扩增获得三江黄牛线粒体D-loop区全序列,并以绵羊为外属对牛亚科代表性品种(类群)(九龙牦牛、野牦牛、瘤牛、欧洲野牛、中国水牛、亚洲水牛、德国普通牛、秦川牛、南阳牛、晋南牛、蒙古牛、平武牛、川南牛、凉山牛、湘西牛和昭通牛)的mtDNA D-loop序列进行系统进化分析,以期了解三江黄牛的遗传多样性,分析三江黄牛数量急剧下降的原因并提出参考意见。结果表明,三江黄牛线粒体D-loop区序列长909~911bp,T、C、A、G碱基的平均含量分别为29.08%、24.49%、32.72%和13.71%;三江黄牛共有16种单倍型,平均单倍型多样性(Hd)为0.875 7,平均核苷酸多样性(Pi)为0.022 92,遗传多样性较为丰富;三江黄牛与已知牛品种(类群)mtDNA D-loop序列比对结果表明,与凉山牛差异最小(0.11%),与欧洲野牛差异最大(32.63%);系统进化分析显示三江黄牛是中国众多黄牛类群中的一支,与秦川牛、平武牛亲缘关系较近,推测其是由普通牛和瘤牛共同进化而来。     

绍兴鸭线粒体基因组全序列测定与分析

参照近源物种线粒体基因组序列设计15对引物,通过PCR扩增、测序、拼接,获得绍兴鸭(Anas platyrhychos)线粒体基因组全序列并进行序列分析。绍兴鸭线粒体基因组全长16 604 bp,碱基组成为29.20%A,22.19%T,15.78%G,32.83%C,包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(D-loop),基因组成及排列顺序与其他鸟类相似,表明鸟类线粒体DNA进化上有较高的保守性。     

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。     

中国3个牛种cytb基因多态性及其系统发育研究

基于mtDNA cyt b基因全长序列,对中国黄牛、牦牛和水牛的遗传多态性和系统发育关系进行了分析。结果表明,中国黄牛、牦牛和水牛cyt b基因序列中碱基A和T的含量均比较高,A T的平均含量分别为56.6%,58.2%和56.0%。黄牛在cyt b基因全长序列具有较丰富的核苷酸多样性(Pi=0.016 84),水牛的核苷酸多样性相对贫乏(Pi=0.003 51),牦牛的核苷酸多样性介于二者之间(Pi=0.012 28)。中国黄牛与牦牛和欧洲野牛之间的亲缘关系相对较近,而与水牛间的亲缘关系则相对较远,黄牛有普通牛和瘤牛2个母系起源;中国牦牛和斑腾牛以及羯牛的亲缘关系相对较近;中国水牛和沼泽型水牛具有较近的亲缘关系,也可能有2个或者2个以上的母系起源。     

闽南牛结构基因座多型性的研究

以中心产区典型群简单随机抽样原则在福建省漳州市抽取闽南牛64头,采集血样,按常规方法分离血浆和血细胞,冷冻后带回实验室-20℃保存备用。用垂直平板聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)和水平淀粉凝胶电泳技术(SGE)检测21个编码血液蛋白(酶)的结构基因座。同时引用其他学者用相同方法获得的国内外12个牛群体7个相同座位的研究资料,进行聚类分析。结果表明:在所检测的21个基因座中,有10个存在多型,多态位点百分比为47.62%,群体内遗传变异水平相对较高,平均杂合度为0.1593;证实了闽南牛与东南亚牛种亲缘关系较近,闽南牛是南方黄牛和瘤牛的混血种,但不应含有巴厘牛或斑腾牛的血统。     

哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织差异表达基因和可变剪接的鉴定与分析

为鉴定哈萨克羊和藏绵羊尾部脂肪组织的差异表达基因和可变剪接,分别提取6只(3公,3母)无亲缘关系的2岁成年哈萨克羊与藏绵羊尾部脂肪组织总RNA,构建2个高通量测序文库,利用TopHat2软件将短序列定位到绵羊参考基因组,采用cuffdiff软件分析基因表达丰度和差异表达基因。结果表明,共有19个基因在2个品种绵羊尾脂中的表达丰度均高于1 000FPKM,包括ADIPOQ、SPARC、VIM等。其中,2个品种尾部脂肪组织中表达量最高的转录本均定位于线粒体基因组5 331~14 154bp,该区域主要包含COX1、COX2、ATP8等基因,其表达丰度在哈萨克羊和藏绵羊中分别高达29 724.20和28 818.80FPKM。而FABP4则是表达丰度最高的核基因,在哈萨克羊和藏绵羊中的表达量分别为3 194.03和2 667.09。差异表达基因分析共鉴定出627个差异表达的基因,与藏绵羊尾部脂肪组织的表达量相比,哈萨克羊的尾部脂肪组织中共有221个上调基因和406个下调基因。其中,HBB基因表达量的变化倍数最大,下调约98倍。差异表达基因的富集分析结果表明,哈萨克羊尾脂中上调表达的基因主要参与脂肪酸代谢过程。另外,在2个品种尾脂中鉴定出11 870个可变剪接事件,其中383个为差异剪接事件。对相关差异表达基因和可变剪接的进一步研究将有助于揭示绵羊肥脂尾形成的分子机制。