利用Y染色体基因分析家养梅花鹿的父系类型

发布时间：2018-05-24 08:22

本文选题：梅花鹿 + Y染色体　；参考：《中国农业科学院》2016年硕士论文

【摘要】：梅花鹿(Cervus Nippon)属于哺乳纲(Mammalia),偶蹄目(Artiodactyla),鹿科(Cerridae),鹿属(Cervus),曾广泛分布于亚洲东北部,从西伯利亚的乌苏里江至越南北部,包括朝鲜半岛、中国、日本、越南和俄罗斯。对于梅花鹿起源进化的研究在考古学和分子遗传学领域涉及很少,线粒体DNA的研究也仅能提供梅花鹿母系起源的分子证据,仍需要利用Y染色体雄性特异区的多样性的研究来提供梅花鹿父系起源的证据。本研究通过Y染色体的AMELY、DBY、SRY、USP9Y基因对6个培育品种(敖东梅花鹿、东丰梅花鹿、四平梅花鹿、双阳梅花鹿、西丰梅花鹿、兴凯湖梅花鹿)、1个培育品系(长白山梅花鹿)、1个资源群体(东大梅花鹿)共690个个体的4794bp基因片段进行测定,分析了8个梅花鹿群体Y染色体的单倍型多样性,构建系统进化树,探讨了家养梅花鹿群体遗传多样性和父系起源。为我国梅花鹿遗传资源保护、种质创新及新品种培育提供重要的理论依据,也为我国家养梅花鹿产业的可持续、规范化发展提供数据支撑。8个梅花鹿群体Y染色体AMELY1、AMELY2、DBY、USP9Y、SRY基因扩增片段总长为4794bp,序列分析的碱基组成相似,A+T碱基含量为66.065%~66.070%,G+C碱基含量为33.930%~33.940%。敖东梅花鹿和双阳梅花鹿核酸歧异度最大(Dxy=0.00036);东大梅花鹿和西丰梅花鹿最小(Dxy=0.00017)。敖东梅花鹿和东丰梅花鹿具有最高的核苷酸多样性(π=0.00035),其次为长白山梅花鹿(π=0.00027)。敖东梅花鹿和双阳梅花鹿遗传距离最大(D=0.000357),西丰梅花鹿和东大梅花鹿遗传距离较近(D=0.000174)。共发现了有8个变异位点,其中在65、623、2989位置处出现了C-T转换,在135位置处出现了T-G颠换,在811、3243位置处出现了A-T颠换,在1273、1941、位置处出现了A-G转换,共定义了10个单倍型,单倍型所占的频率分别为62.90%、13.33%、10.72%、6.96%、0.87%、1.01%、1.01%、1.74%、0.86%、5.80%。H2、H4、H1、H3为优势单倍型,所占频率为6.96%~62.90%。其中兴凯湖梅花鹿有6个单倍型(H1、H2、H3、H4、H8、H10),敖东梅花鹿有5个单倍型(H2、H4、H1、H3、H5),长白山梅花鹿(繁荣梅花鹿)有4个单倍型(H2、H4、H1、H3),东大梅花鹿有4个单倍型(H2、H4、H1、H3),东丰梅花鹿有3个单倍型(H2、H1、H3),四平梅花鹿有6个单倍型(H2、H4、H1、H3、H6、H7),双阳梅花鹿有6个单倍型(H1、H2、H4、H5、H8、H9),西丰梅花鹿有4个单倍型(H2、H4、H1、H3);且单倍型H6和H7为四平梅花鹿独有,所占频率均为1.01%。单倍型H8为双阳梅花鹿独有,所占频率为1.74%。单倍型10为兴凯湖梅花鹿独有,所占频率为0.58%。利用Mega 6.0软件对所得到的AMELY、DBY、SRY、USP9Y基因片段序列进行分析发现,AMELY1基因片段存在的变异位点最多3个,单倍型多样性最丰富,而DBY、SRY、USP9Y基因片段仅存在1个变异位点,也进一步说明8个梅花鹿遗传背景相似,这与梅花鹿家养群体均来源于东北亚种的说法相一致。AMELY1、AMELY2基因均显示四平梅花鹿拥有1个单独的单倍型。为进一步完善对梅花鹿群体遗传多样性的分析,将5个Y染色体基因片段序列整合在一起,发现共有8个变异位点,共定义了10个单倍型,四平梅花鹿与双阳梅花鹿均有6个单倍型,另外双阳梅花鹿与兴凯湖梅花鹿均有自己独特的单倍型。将所获得的Y染色体AMELY1、AMELY2、DBY、SRY、USP9Y基因序列整合在一起,利用Mega 6.0软件中的邻接法NJ(Neighbor Joining)和最大似然法ML(Maximum Likeihood)对八个梅花鹿群体以及单倍型分别构建分子系统进化树。NJ法和ML法构建的系统进化树拓扑形状一致,并且都具有较高的置信度,分析表明,梅花鹿起源于2个父系,H3、H5、H9形成单系Ⅰ,H1、H2、H4、H6、H7、H8、H10、形成单系Ⅱ。结合最小跨度网络图,可推测H3、H5、H9是原始单倍型,其他单倍型由这3个单倍型进化而来。利用Y染色体的不同基因片段分别分析梅花鹿群体的遗传多样性,分析结果显示AMELY1、AMELY2、DBY 3个基因片段的结果相一致,东丰梅花鹿、敖东梅花鹿与其他梅花鹿群体间的遗传距离相对较远,东大梅花鹿与四平梅花鹿、双阳梅花鹿、西丰梅花来鹿、兴凯湖梅花鹿遗传距离较近,且东丰梅花鹿具有最高的核苷酸多样性。而SRY、USP9Y基因的结果显示双阳梅花鹿与其他梅花鹿群体间的遗传距离相对较远,而且双阳梅花鹿具有最高的核苷酸多样性。为更准确的描述8个梅花鹿群体间的遗传关系,将5个Y染色体基因片段序列整合在一起,结果显示双阳梅花鹿与敖东梅花鹿、东丰梅花鹿遗传距离相对较远,而其他梅花鹿群体间的遗传距离较近,东丰梅花鹿、敖东梅花鹿具有最高的核苷酸多样性,其次为长白山梅花鹿、双阳梅花鹿,该结果同时也是对单基因分析结果的综合,由此认为多基因片段综合分析的结果更为准确。
[Abstract]:In this study , the genetic diversity and paternal origin of Mei - ka deer population were analyzed . The results showed that the genetic diversity and the paternal origin of Mei - ka deer population were found in the study of genetic resources , germplasm innovation and new breed . The results show that the genetic distance between Sika deer and other plum - deer populations is relatively far . The results show that the genetic distance between Sika deer and other plum - deer populations is relatively far .
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S825

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