应用mtDNA和Y染色体基因片段解析梅花鹿种公鹿的母系及父系类型

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jimmyeccic
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梅花鹿(Cervus nippon)属于哺乳纲(Mammala)、偶蹄目(Artiodactyla)、鹿科(Cervidae)、鹿属(Cervus),雌性无角,雄性有角,是重要的经济动物,具有极高的观赏价值、药用价值和食用价值。中国有着丰富的梅花鹿资源和悠久的梅花鹿驯养历史,已经育成的品种有双阳梅花鹿、敖东梅花鹿、四平梅花鹿、东丰梅花鹿、兴凯湖梅花鹿和西丰梅花鹿,育成的品系有长白山梅花鹿。但现有品种退化现象严重,种间杂交严重,种源系谱混乱,遗传背景不清晰。种公鹿的选育主要是根据产茸性能、年龄、体质外貌、遗传性能、繁殖性能等表型性状进行选择,无分子水平上的数据支撑。本文通过PCR产物直接测序法对来自双阳梅花鹿、敖东梅花鹿、四平梅花鹿、东丰梅花鹿、兴凯湖梅花鹿、长白山梅花鹿、东大梅花鹿群体的145只种公鹿的mtDNA全序列和198只种公鹿的Y染色体AMELY、DBY、USP9Y、SRY基因片段进行测序分析,探讨我国梅花鹿种公鹿的遗传多样性,摸清我国梅花鹿种公鹿的母系类型和父系类型,为我国梅花鹿的种质资源保护和育种工作提供数据支撑与理论指导。  梅花鹿种公鹿mtDNA全长为16426bp~16435bp,由13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和控制区(D-loop区)组成。本文分别从mtDNA的13个蛋白质编码基因和非编码区(D-loop区)进行分析。145只梅花鹿种公鹿mtDNA的13个蛋白质编码基因长度均为11406bp,共有267个突变位点,定义了62种单倍型(P1~P62),P1、P2和P3是优势单倍型,P1频率为2413%,P2频率为1724%,P3频率为1172%。7个梅花鹿种公鹿群体的单倍型多样性为08997,核苷酸多样性为000477。D-loop区全序列的长度为988~994bp,共有55处碱基突变,其中9处碱基缺失/插入和46处碱基替换,定义了15种单倍型(D1~D15),D1和D2是优势单倍型,D1频率为6000%,D2频率为1724%。7个梅花鹿种公鹿群体的单倍型多样性为06047,核苷酸多样性为001308。两种分析方法的数据均表明我国梅花鹿种公鹿的线粒体具有较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性,NJ进化树和structure群体结构分析的结果显示我国梅花鹿种公鹿有两个母系类型,命名为M1和M2,其中M1频率为1586%,M2频率为8414%,M2是优势母系类型,M1和马鹿的亲缘关系较近,M2和马鹿的亲缘关系较远,M1和M2内部单倍型序列差异较大。除四平梅花鹿种公鹿均来自M2,其余梅花鹿种公鹿群体均为M1和M2的混合群体。  198只梅花鹿种公鹿AMELY、DBY、USP9Y、SRY基因片段总长度是4775bp,共有8个突变位点,AMELY1、AMELY2、DBY、USP9Y、SRY基因片段分别有3个、2个、1个、1个、1个突变位点,定义了10种单倍型(H1、H2、H3、H4、H5、H6、H9、H11、H12、H13),其中H1、H2、H3是优势单倍型,H1存在于7个梅花鹿种公鹿群体中,频率为4947%,H2频率为2172%,H3频率为1161%。H5和H12为东丰梅花鹿种公鹿独有,H9是最原始的单倍型。7个梅花鹿种公鹿群体的单倍型多样性为069041,核苷酸多样性为000034,表明我国梅花鹿种公鹿Y杂色体具有较高的单倍型多样性和极低的核苷酸多样性。NJ进化树和structure群体结构分析的结果显示我国梅花鹿种公鹿有3个父系类型,命名为Y1、Y2和Y3,其中Y1由单倍型H9组成,Y2由H3、H5和H12组成,Y3由H1、H2、H4、H6、H11和H13。除双阳梅花鹿种公鹿和四平梅花鹿种公鹿均来自Y3,其余梅花鹿种公鹿群体均为多父系类型。  利用mtDNA的13个蛋白质编码基因和D-loop区对28只鹿王评比梅花鹿的母系类型进行鉴足,M1占46%,M2占954%。利用Y染色体AMELY、DBY、USP9Y、SRY基因片段对24只鹿王评比的梅花鹿进行父系类型鉴定,所有梅花鹿均属于父系类型Y3。鹿王评比的梅花鹿一般都是鹿茸产量较高的梅花鹿,对这些梅花鹿母系类型和父系类型的鉴定,为我国梅花鹿种公鹿和种母鹿的选择提供了分子水平上的数据支撑与理论依据。
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