基于COI基因的鸽遗传多样性和品种鉴定研究
发布时间：2021-11-23 11:26
我国鸽（Columba livia）产量仅次于鸡（Gallus gallus）、鸭（Anas platyrhynchos）、鹅（Anser cygnoides orientalis）,为名副其实的第四家禽。研究鸽遗传资源的遗传多样性和品种鉴定,对于品种的保护和开发利用有重要的意义。本研究对白羽王鸽、泰深鸽和银王鸽3个群体的线粒体DNA （mitochondrial DNA,mtDNA）细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ（cytochrome C oxidase subunitⅠ, COI）基因全序列进行PCR扩增和测序。结果表明,鸽mtDNA COI基因全长为1 551 bp,没有发现插入和缺失,编码517个氨基酸。共计检测到核苷酸变异位点7个,定义了6个单倍型,其中单倍型Hap1和Hap2为3个鸽品种共享,出现频率分别为26次和15次。总体单倍型多样性、核苷酸多样性和平均核苷酸差异数分别0.726、0.000 98和1.518,其中银王鸽最高,白羽王鸽最低。系统发育分析发现,家鸽和原鸽可以分为A和B 2个世系分支,中介网络图以Hap1为中心节点,呈星状发散分布,经历过群体扩张。上述结果揭示,鸽C...
【文章来源】：农业生物技术学报. 2020,28(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
鸽COI基因PCR扩增
通过对60条鸽COI基因序列分析表明，T、C、A和G 4种碱基含量分别为25.6%、32.1%、26.1%和16.2%,G含量最低，这种“非G”偏爱特性是后生动物线粒体基因组L-链碱基组成的特点。其中A+T含量(51.7%)高于G+C含量(48.3%)，符合大多数动物线粒体DNA的普遍特性。家禽在mtDNA D-loop区序列存在高度的长度变异(贾晓旭等,2017)，本研究3个品种鸽mtDNA COI基因全长均为1,551 bp，与鸡(GenBank No.NC007235)、鹌鹑(GenBank No.AP003195)、鸭(GenBank No.KJ833587)、鹅(GenBank No.KU211647)的序列长度均一致，DNA序列本身不存在插入和缺失，说明线粒体COI基因编码区进化速率要远低于D-loop区。同时COI基因容易被通用引物扩增，本研究引物除了能扩增鸽COI基因，在鸡上也有很好的扩增效果。同时，其还拥有蛋白编码基因所共有的特征，即密码子第3位碱基不受自然选择压力的影响，可以自由变异。因此作为DNA条形码在动物物种鉴定中得到广泛应用(Hebert et al.,2004)。图3 基于鸽COI单倍型构建的中介网络图
图2 基于mtDNA COI基因序列采用NJ法构建的系统发育树本研究中泰深鸽来自法国，属于欧洲地域品种；白羽王鸽和银羽王鸽来自美国，属于北美地域品种。在系统进化分析中没有呈现出地理分化，也没有发现品种特异性单倍型和显著的遗传分化，品种间表现弱的遗传结构，可能跟鸽COI基因序列相对较为保守有关。要想区分不同的品种，需要结合细胞核内的分子标记，通过重测序寻找品种特异性的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)、微卫星(simple Sequence Repeats,SSR)和基因拷贝数变异(copy number variations,CNV)等遗传标记。
【参考文献】：
期刊论文
[1]华东地区地方鸡品种mtDNA控制区遗传多样性[J]. 贾晓旭,唐修君,樊艳凤,陆俊贤,黄胜海,葛庆联,高玉时,韩威. 生物多样性. 2017(05)
[2]DNA条形码技术鉴定中国地方鸡品种的重新评估[J]. 黄勋和,陈洁波,何丹林,张细权,钟福生. 中国农业科学. 2016(13)
[3]基于线粒体基因组D-loop区全序列分析安义瓦灰鸡遗传多样性及其起源进化关系[J]. 高玉时,贾晓旭,唐修君,唐梦君,樊艳凤,陆俊贤,顾荣,葛庆联,苏一军. 农业生物技术学报. 2015(07)
[4]中国部分鸽mtDNA D-loop区遗传多态性与系统进化分析[J]. 付胜勇,刘宏祥,谢鹏,童海兵,徐善金,陈卫彬,卜柱. 江苏农业科学. 2015(04)
[5]江西地方鸡的系统进化及遗传多样性研究[J]. 武艳平,霍俊宏,刘林秀,康昭风,谢明贵,季华员,马月辉,谢金防. 江西农业大学学报. 2011(06)
[6]基于线粒体CO Ⅰ基因15个鸡种的DNA编码研究[J]. 高玉时,唐修君,屠云洁,陆俊贤,薛茂云,施祖灏,张小燕. 中国农业科学. 2011(03)
[7]利用羽毛对鸽子进行分子性别鉴定[J]. 贾晓旭,牛鲜艳,何宗亮,徐善金,杜文兴. 农业生物技术学报. 2010(05)
[8]鸽mtDNA遗传多样性及系统进化研究[J]. 胡永胜,方梅霞,何丹林,聂庆华,张细权. 中国家禽. 2010(14)
硕士论文
[1]鸽生长激素（GH）基因多态性及其与早期体重和屠宰性状的关联分析[D]. 贾晓旭.南京农业大学 2009
本文编号：3513782
【文章来源】：农业生物技术学报. 2020,28(09)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
鸽COI基因PCR扩增
通过对60条鸽COI基因序列分析表明，T、C、A和G 4种碱基含量分别为25.6%、32.1%、26.1%和16.2%,G含量最低，这种“非G”偏爱特性是后生动物线粒体基因组L-链碱基组成的特点。其中A+T含量(51.7%)高于G+C含量(48.3%)，符合大多数动物线粒体DNA的普遍特性。家禽在mtDNA D-loop区序列存在高度的长度变异(贾晓旭等,2017)，本研究3个品种鸽mtDNA COI基因全长均为1,551 bp，与鸡(GenBank No.NC007235)、鹌鹑(GenBank No.AP003195)、鸭(GenBank No.KJ833587)、鹅(GenBank No.KU211647)的序列长度均一致，DNA序列本身不存在插入和缺失，说明线粒体COI基因编码区进化速率要远低于D-loop区。同时COI基因容易被通用引物扩增，本研究引物除了能扩增鸽COI基因，在鸡上也有很好的扩增效果。同时，其还拥有蛋白编码基因所共有的特征，即密码子第3位碱基不受自然选择压力的影响，可以自由变异。因此作为DNA条形码在动物物种鉴定中得到广泛应用(Hebert et al.,2004)。图3 基于鸽COI单倍型构建的中介网络图
图2 基于mtDNA COI基因序列采用NJ法构建的系统发育树本研究中泰深鸽来自法国，属于欧洲地域品种；白羽王鸽和银羽王鸽来自美国，属于北美地域品种。在系统进化分析中没有呈现出地理分化，也没有发现品种特异性单倍型和显著的遗传分化，品种间表现弱的遗传结构，可能跟鸽COI基因序列相对较为保守有关。要想区分不同的品种，需要结合细胞核内的分子标记，通过重测序寻找品种特异性的单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)、微卫星(simple Sequence Repeats,SSR)和基因拷贝数变异(copy number variations,CNV)等遗传标记。
【参考文献】：
期刊论文
[1]华东地区地方鸡品种mtDNA控制区遗传多样性[J]. 贾晓旭,唐修君,樊艳凤,陆俊贤,黄胜海,葛庆联,高玉时,韩威. 生物多样性. 2017(05)
[2]DNA条形码技术鉴定中国地方鸡品种的重新评估[J]. 黄勋和,陈洁波,何丹林,张细权,钟福生. 中国农业科学. 2016(13)
[3]基于线粒体基因组D-loop区全序列分析安义瓦灰鸡遗传多样性及其起源进化关系[J]. 高玉时,贾晓旭,唐修君,唐梦君,樊艳凤,陆俊贤,顾荣,葛庆联,苏一军. 农业生物技术学报. 2015(07)
[4]中国部分鸽mtDNA D-loop区遗传多态性与系统进化分析[J]. 付胜勇,刘宏祥,谢鹏,童海兵,徐善金,陈卫彬,卜柱. 江苏农业科学. 2015(04)
[5]江西地方鸡的系统进化及遗传多样性研究[J]. 武艳平,霍俊宏,刘林秀,康昭风,谢明贵,季华员,马月辉,谢金防. 江西农业大学学报. 2011(06)
[6]基于线粒体CO Ⅰ基因15个鸡种的DNA编码研究[J]. 高玉时,唐修君,屠云洁,陆俊贤,薛茂云,施祖灏,张小燕. 中国农业科学. 2011(03)
[7]利用羽毛对鸽子进行分子性别鉴定[J]. 贾晓旭,牛鲜艳,何宗亮,徐善金,杜文兴. 农业生物技术学报. 2010(05)
[8]鸽mtDNA遗传多样性及系统进化研究[J]. 胡永胜,方梅霞,何丹林,聂庆华,张细权. 中国家禽. 2010(14)
硕士论文
[1]鸽生长激素（GH）基因多态性及其与早期体重和屠宰性状的关联分析[D]. 贾晓旭.南京农业大学 2009
本文编号：3513782
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