沼泽型水牛mtDNA和Y-STR遗传多样性与起源进化研究

发布时间：2020-09-10 10:40

　　家养水牛是我国南方的一种重要家畜,通常用于水田的耕作,在稻作文化的发展和传播中扮演着重要的角色。家养水牛由亚洲野水牛在3,000-6,000年前驯化而来,主要分布在南亚、东南亚及东亚的热带和亚热带区域。线粒体DNA(mtDNA)、Y染色体微卫星(Y-STR)与Y染色体单核苷酸多态性(Y-SNP)是研究动物起源最有效的母系起源与父系起源的分子遗传标记。近年来对水牛的分子遗传研究表明,沼泽型水牛与江河型水牛是独立驯化的,江河型水牛是在印度次大陆的西部被驯化的。对沼泽型水牛mtDNA、Y-SNP和基因组芯片数据的研究分别认为沼泽型水牛是在中国西南地区、中国西南-东南亚边境地区、泰国北部地区驯化的,关于沼泽型水牛的驯化地点仍然存在争议。为了全面分析沼泽型水牛的起源和驯化,本研究以江河型水牛为外群,采集了中国、越南、泰国、老挝、缅甸、印度共800余份沼泽型水牛样本,对mtDNA D-loop区、mtDNA Cytb基因、mtDNA基因组与Y-STR进行了测序和荧光微卫星毛细管电泳测序,分别分析、讨论了沼泽型水牛的遗传多样性、母系起源、父系起源及驯化地点和时间,得出以下结果:(1)沼泽型水牛具有丰富的mtDNA遗传多样性和较弱的系统地理结构。沼泽型水牛mtDNA包括10个支系:SA1、SA2、SA3、SB1、SB2、SB3、SB4、SC、SD和SE,其中SA1为主要支系,SC、SD、SE和SA3为稀有支系。(2)沼泽型水牛的驯化发生在7,000-3,000年前。SA1支系的驯化在中国长江流域中下游地区约6,400年前,后来的扩张沿着L1和L2路线向长江上游和东南方向迁移,最后到达东南亚;在迁移的过程中,长江流域上游(SB3,约4,100年前)、中国西南-东南亚北部(SB1和SB2,约3,300年前)地区发生了几次后期的驯化活动;发现SA2支系的首次大规模群体扩张(“二次驯化”)发生在约3,300年的中国西南部。首次提出沼泽型水牛的驯化-迁移-驯化的多次非独立驯化模式。沼泽型水牛的驯化与水稻驯化后的大规模传播有密切的关系。(3)江河型水牛与沼泽型水牛的分歧时间为913±78 Kya,江河型水牛R1与R2支系的分歧时间为82±18 Kya,SA、SB支系于189.6±27.2 Kya开始逐渐分化形成。SA、SB、SD、SE支系的分化发生在200-130 Kya的里斯冰期。水牛的系统发育模式是受冰期影响而形成的,在冰期寒冷的气候和适宜栖息地减少的条件下,水牛被长期隔离而分化为不同的支系,在冰期避难所得以幸存的个体在温暖的冰后期被驯化形成家养水牛。(4)Y-STR研究发现沼泽型水牛存在4个父系起源(Y1-Y4),Y1支系是主要的父系起源,长江流域可能是Y1支系的驯化中心,西南边境和东南亚是沼泽型水牛父系起源的重要地点之一。
【学位单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S823.83
【部分图文】：

学系,水牛,亚洲

第一章文献综述水牛（属）（Bubalus）是牛亚科（Bovinae）的重要成员之一，在动物学分类属于脊椎动物门（Vertebrate）、哺乳纲（Mammalia）、偶蹄目（Artiodactyla）Bovidae）、牛亚科（Bovinae）、水牛属（Bubalus）。水牛因其皮厚，汗腺极不发达牛的 1/6），热的调节散热能力差，喜欢在池塘、水坑、河流中浸泡、打滚，而得名。牛亚科包含 6 个属，它们分别是，家牛属（Bos）、牦牛属（Poephag牛属（Bibos)、野牛属（Bison）、水牛属（Bubalus）和非洲水牛属（Syncerus），水牛属（Bubalus）包含亚洲家水牛（Bubalus bubalis）、亚洲野水牛（Buee）、菲律宾水牛（Bubalus mindorensis）又称塔玛劳水牛(Tamaraw)、印度尼西Bubalus depressicornis）又称低地倭水牛（Lowland Anoa），山地倭水牛包括（Bubalusquarlesi 和 Bubalusfergusoni）(常洪, 2009)（牛亚科动物的分类学系1-1）。

分布区域,非洲,水牛

体重 500-700 kg，体长 240-340 cm，为褐色或黑色。此外，森林野水牛（2N=54-56）异(Fritz, 1997; Melletti et al., 2007; Stark, 1986)水牛两个亚种分布于萨赫勒热带稀树大草原，水牛之间，但两者间在形态上较难以区分，其来，由于受到毁灭性牛瘟疫的影响以及人类牛损失了大约群体 90%的个体，从 3000000 头A（mtDNA）和微卫星对各群体的群体遗传并没有导致遗传多样性的显著下降，在绝大多性和低水平的群体分化(Stark, 1986)。但直到影响中恢复过来，并且持续受到栖息地的丧失l., 2013)。2008 年，非洲野水牛被世界自然保，其现存的分布区域见图 1-2。

亚洲,分布范围,水牛

野水牛的分布牛(Bubalus arnee)体型巨大且强壮，体重在 800-1200kg 之间，主要栖息于低洼的冲积草原及其周围，也活动于河岸森在早上和晚上进食，正午高温时，它会退到阴凉处，在水时几乎完全淹没在水中，只露出鼻孔。在有大量的人类活夜间活动。数头雌性亚洲野牛和幼仔组成一个群体，这个性个体带领并伴随着一头成年公牛，而其他雄性个体则独居体(Aryal et al., 2011)。牛被认为是家水牛的祖先，在史前时期，亚洲野水牛的分布度，西到美索不达米亚，东到中国南部和中部(Barker et al. 4000 只野生亚洲水牛存在，它们分布在不丹、柬埔寨、印度尔、泰国（图 1-3），并且正在受到严重的家养水牛的基因，在中国生物多样性红色名录中，被列为 EW，属于已灭绝、印度尼西亚和老挝也已经灭绝( Duckworth, 1999; Hed，并且各地存活的野生亚种都已是濒危种(Aryal et al., 2011)

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