利用古代DNA信息研究家鸡起源驯化模式
发布时间：2020-08-04 15:36
【摘要】：现代家鸡起源于原鸡,但其驯化地、驯化时间及扩散路线等驯化模式问题已经争论了一个多世纪,其争论的主要焦点是做为现代家鸡祖先的红原鸡的野生种目前的栖息地主要集中在亚洲南部地区,而世界上最早的家鸡遗骸却出土于黄河中游地区。要解析家鸡起源驯化模式,必须澄清黄河中游地区的古代遗骸的物种属性及与现代家鸡的遗传关系。 通过环介导引物介导的PCR方法,我们对39个鸡骨残骸进行了DNA分析。样本分别来自黄河流域中下游距今约10000年的南庄头遗址、距今约7500年的磁山遗址和距今约4500年的王因遗址,以及长江中游距今约3000年的九连墩战国楚墓遗址。我们还对南庄头遗址、磁山遗址的骨骼样品进行了碳14年代测定。研究结果表明：(1)南庄头遗址的古代样本来自新石器时代早期文化堆积层距今约10500年；磁山遗址的古代样本来自典型的新石器时代磁山文化堆积层距今约7900年；(2)获得了来自以上4个遗址的13个样品的线粒体COI基因159bp序列。通过与鸡形目6个属的196条COI基因同源序列的遗传分析发现古代样本均源于原鸡属群体；(3)获得了来自以上4个遗址的8个样品的线粒体DNA控制区326bp序列,通过与10条发表的古DNA序列和1001条来自4个原鸡种的同源序列的聚类分析,发现现代家鸡的祖先单倍型群类型在距今约一万年的新石器时代黄河流域中游地区的古代群体中就已经存在,揭示出黄河流域的原始种群是现代家鸡的祖先之一,并证明了中国北方地区曾经存在早期家鸡驯化事件；(4)全新世早期以来华北平原地区气候和环境变化巨大,南庄头遗址和磁山遗址出土的大量热带动植物证明全新世早期中国北方的环境适合原鸡生存。最早的粟类栽种及猪、狗驯化说明当时的生产力发展水平足以进行家鸡驯化。新石器时代早期家鸡遗传多样性丰富反映其驯化的早期阶段,揭示出华北地区从南庄头遗址转型农业到磁山遗址成熟农业的逐渐发展过程；(5)亚洲南部地区的原鸡和现代家鸡群体拥有独特的单倍型,综合农业起源证据,认为家鸡是多地区多物种起源,但亚洲南部的家鸡驯化开始时间还有待进一步探寻。 本研究建立了适用于古代家鸡考古样本DNA研究的技术平台,首次报道了距今超过4500年的古代家鸡样本DNA序列,并获得了世界上最古老的家鸡样本DNA序列,发现中国北方地区是除南亚东南亚地区之外另一个重要的家鸡起源地,其驯化时间从距今大约10000年的新石器时代早期就已经开始。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S831
【图文】：
鸡是人类较早驯养的动物之一，由原鸡驯化而来。在分类学上，家鸡属鸟纲（Aves)、鸡形目（Galliformes)、雉科（Phasianidae)、原鸡属（Gallus)。原鸡属包括4个原鸡种（图1-2),分别是分布于印度次大陆北部、东北部及东部，中国南部，东南亚，苏门答腊及爪哇的红色原鸡(Gallus gallus, G. gallus)^分布于印度尼西亚爪唾的绿领原鸡(^Gallus varius, G. varius)、产于印度西部和南部的灰色原鸡(^Gallus sonneratii, G. sonneratiD及分布于斯里兰卡的黑尾原鸡、Galluslafayetii, G. lafayetii).其中红色原鸡包括5个亚种（图1-1),它们分别是主要分布于印度支那半岛、泰国、苏门答腊的Gallus gallus gallus (G. g. gallus)亚种；分布于印度尼西亚爪哇岛的Gallusgallus bankiva (G. g. bankiva)亚种；分布于越南北部、中国云南东南部，广西西南部，广东雷周半岛的徐闻、海南岛的Ga/?s (G. g. jabouilleO亚种；分布于克什米尔至阿萨姆和印度中部地区的Ga//MS ga//MS WMrg/n' (G. g. znMr妙《?)亚种和分布于中国云南西部和西南部、印度支那半岛、缅甸和马来西亚北部的GW/ms spafiZceMs (G. g. spadiceus)亚种[8]。G. gallus G. van us G. someraiii G. lafayetiiW▲.哪G. g, gallus G. g. bankiva G. g. jabouiilei G. g. nmrghi G. g. spadiceus图1-2原鸡（改自A丨:Nasser[9]Figure 1-2 Gallus species (from Al-Nasser[9])1.1.1家鸡起源驯化问题的提出与争议鸡的起源、驯化几乎是动物驯化和动物考古研究领域目前争议最大的科学问题。在鸡的起源、驯化时间及驯化地的问题上
图I-4古代荟因组
将环介导引物扩增产物作为二次PCR反应的模板，使用特异PCR引物扩增获得可用于直接测序的线性古代DNA序列拷贝（图2-1)，我们将这种扩增方法称为环介导PCR(Loop-mediated PCR, L-PCR)。A F3 Flc+F2{FIP)F3 F2 F1 F Blc B2c B3c3' 】 LZXZ>CI>" 5'5' ■■二‘^ W ■ —— _ 3'F3c F2c Flc R B1 B2 B3?■■■■?■(BIP) B2+B1C B3‘ 一环介导引物 特好PCR引物 -扩增 扩增 -模板DNA 莲环状一次产物 线件0标序列图2-1环介导PCR扩增方法原理图示图A所示为环介导扩增方法的引物位置,引物设计包括目标序列外围的F3和B3及nP(Flc+F2)和BIP(B2+Blc)以及特异PCR引物。如图B所示，环介导扩增方法实际上是一个两步扩增方法，包括以高效地丰富模板序列为目的的环介导引物扩增和以获得线性目标序列为目的的特异PCR引物扩增。Figure 2-1 Schematic illumination of L-PCR assayPrimers of L-PCR assay contains a loop-primer set of 4 conserved primers which recognize 6 target DNA regions and a26
本文编号：2780745
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S831
【图文】：
鸡是人类较早驯养的动物之一，由原鸡驯化而来。在分类学上，家鸡属鸟纲（Aves)、鸡形目（Galliformes)、雉科（Phasianidae)、原鸡属（Gallus)。原鸡属包括4个原鸡种（图1-2),分别是分布于印度次大陆北部、东北部及东部，中国南部，东南亚，苏门答腊及爪哇的红色原鸡(Gallus gallus, G. gallus)^分布于印度尼西亚爪唾的绿领原鸡(^Gallus varius, G. varius)、产于印度西部和南部的灰色原鸡(^Gallus sonneratii, G. sonneratiD及分布于斯里兰卡的黑尾原鸡、Galluslafayetii, G. lafayetii).其中红色原鸡包括5个亚种（图1-1),它们分别是主要分布于印度支那半岛、泰国、苏门答腊的Gallus gallus gallus (G. g. gallus)亚种；分布于印度尼西亚爪哇岛的Gallusgallus bankiva (G. g. bankiva)亚种；分布于越南北部、中国云南东南部，广西西南部，广东雷周半岛的徐闻、海南岛的Ga/?s (G. g. jabouilleO亚种；分布于克什米尔至阿萨姆和印度中部地区的Ga//MS ga//MS WMrg/n' (G. g. znMr妙《?)亚种和分布于中国云南西部和西南部、印度支那半岛、缅甸和马来西亚北部的GW/ms spafiZceMs (G. g. spadiceus)亚种[8]。G. gallus G. van us G. someraiii G. lafayetiiW▲.哪G. g, gallus G. g. bankiva G. g. jabouiilei G. g. nmrghi G. g. spadiceus图1-2原鸡（改自A丨:Nasser[9]Figure 1-2 Gallus species (from Al-Nasser[9])1.1.1家鸡起源驯化问题的提出与争议鸡的起源、驯化几乎是动物驯化和动物考古研究领域目前争议最大的科学问题。在鸡的起源、驯化时间及驯化地的问题上
图I-4古代荟因组
将环介导引物扩增产物作为二次PCR反应的模板，使用特异PCR引物扩增获得可用于直接测序的线性古代DNA序列拷贝（图2-1)，我们将这种扩增方法称为环介导PCR(Loop-mediated PCR, L-PCR)。A F3 Flc+F2{FIP)F3 F2 F1 F Blc B2c B3c3' 】 LZXZ>CI>" 5'5' ■■二‘^ W ■ —— _ 3'F3c F2c Flc R B1 B2 B3?■■■■?■(BIP) B2+B1C B3‘ 一环介导引物 特好PCR引物 -扩增 扩增 -模板DNA 莲环状一次产物 线件0标序列图2-1环介导PCR扩增方法原理图示图A所示为环介导扩增方法的引物位置,引物设计包括目标序列外围的F3和B3及nP(Flc+F2)和BIP(B2+Blc)以及特异PCR引物。如图B所示，环介导扩增方法实际上是一个两步扩增方法，包括以高效地丰富模板序列为目的的环介导引物扩增和以获得线性目标序列为目的的特异PCR引物扩增。Figure 2-1 Schematic illumination of L-PCR assayPrimers of L-PCR assay contains a loop-primer set of 4 conserved primers which recognize 6 target DNA regions and a26
【参考文献】
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1 王文，兰宏，刘爱华，施立明;家鸡和原鸡的线粒体DNA多态性比较[J];动物学研究;1994年04期
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本文编号：2780745
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