中国西南马mtDNA序列进化与群体遗传结构分析
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摘要
本研究从中国贵州黔西南州册亨县、广西百色德保地区、云南丘北县、大理、文山州和陕西宁强地区等省、市地区采集了贵州马(GZ,30匹)、德保马(DB,34匹)、丘北马(YN,30匹)、文山马(WS,18匹)、大理马(DL,10匹)、宁强马(NQ,20匹)、建昌马(LC,2匹)七个西南马品种,并在山东济南动物园采集到了外来纯种设特兰矮马(ST,3匹)作为对照。共计147个马品种的样品,基于PCR-SSCP和DNA测序技术,利用自行设计的3对引物(MT2、MT3、MT5)和参照Stephen Paul Harrison等(2006)[50]的两对引物(MT1、MT4)对以上马品种线粒体DNA编码区进行多态性分析,从而进一步探讨了群体内和群体间的mtDNA的遗传变异,目的是为了西南马遗传资源的合理利用及保护提供科学的依据。研究结果如下:
1.五对引物中,只有三对引物扩增片段出现多态性。MT2、MT4多态位点上存在两种单倍型(即A和B),而且B单倍型出现频率均高于A单倍型;在MT3位点上,共检测到四种单倍型,其中A单倍型占优势。
2.所测序的线粒体ND4和ND4L基因的部分核苷酸序列平均GC含量在74.3%～47.1%之间,核苷酸组成偏倚不严重,但密码子使用存在偏倚。
3.西南马品种内核苷酸多样性(Pi)较高(0.00467～0.00737),其中大理马的核苷酸多样性(Pi)最低,为0.00467,贵州马、德保马、文山马和宁强马均为0.00649,丘北马最高,为0.00737。各品种间的遗传距离小(0.003～0.007),遗传相似度高(0.998～0.999)。
4.各品种间的核苷酸分化系数(Nst)在-0.35665至0.01694之间,丘北马与其它马种的核苷酸分化系数均较大。
5.丘北马独立性最高,可作为独立的管理单元;大理马核苷酸歧异度最低,分化最小,保持着品种的特有的遗传特质,应该得到良好的保护。
The genetic diversity of 147 horses of eight horse breeds was analyzed. The horse breeds were collected from Ceheng country of Guizhou province (Guizhou horse, n=30), Debao district of Guangxi province (Debao horse, n=34), Qiubei country of Yunnan province (Qiubei horse, n=30) , Wenshan country of Yunnan province (Wenshan horse, n=18), Dali district of Yunnan province (Dali horse, n=10), Ningqiang district of Shanxi province (Ningqiang horse, n=20), Shandong province (Jianchang horse, n=2) And the shelted pony (n=3) from Jinan zoo as a control. The study was based on PCR-SSCP and subsequent clone sequencing protocols. Three pairs of primers for the PCR-SSCP of horse mtDNA were designed by author (MT2、MT3、MT5) and other primers (MT1、MT4 ) were designed by Stephen Paul Harrison. The main thesis objective of this study was to address the genetic variation within population and between populations which could provide baseline information for conservation and utilization of the South West Horse genetic resources. The results were as following:
1. The amplified products of 3 pairs of primers were polymorphic. In MT2 and MT4, there were existed two haplotypes and the frequency of haplotype B was higher than A. We detected four haplotypes in MT3 and haplotype A is prevalent.
2. In ND4 and ND4L sites, the average percent value of G+C was 42.3%～47.1%, the bias of nucleotide composition is not prominence, but the bias of the frequency of codon usage is prominence
3. Nucleotide diversity was high in all of South west horses (0.00467～0.00737), Dali horse’Pi was lowest (Pi=0.00467); Qiubei horse’was highest (Pi =0.00737). The genetic distance among horse breeds was nearest; coefficient of similarity was high.
4. Nst of South west horses is among -0.35665～0.01694.
5. Independence of Qiubei horse was highest among horse breeds and they can be viewed as a MU independently; Average number of nucleotide differences of Dali horse was lowest among horse breeds and signified the breed seldom inlet gene of others breeds, so they should be protected.
1.五对引物中,只有三对引物扩增片段出现多态性。MT2、MT4多态位点上存在两种单倍型(即A和B),而且B单倍型出现频率均高于A单倍型;在MT3位点上,共检测到四种单倍型,其中A单倍型占优势。
2.所测序的线粒体ND4和ND4L基因的部分核苷酸序列平均GC含量在74.3%～47.1%之间,核苷酸组成偏倚不严重,但密码子使用存在偏倚。
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4.各品种间的核苷酸分化系数(Nst)在-0.35665至0.01694之间,丘北马与其它马种的核苷酸分化系数均较大。
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The genetic diversity of 147 horses of eight horse breeds was analyzed. The horse breeds were collected from Ceheng country of Guizhou province (Guizhou horse, n=30), Debao district of Guangxi province (Debao horse, n=34), Qiubei country of Yunnan province (Qiubei horse, n=30) , Wenshan country of Yunnan province (Wenshan horse, n=18), Dali district of Yunnan province (Dali horse, n=10), Ningqiang district of Shanxi province (Ningqiang horse, n=20), Shandong province (Jianchang horse, n=2) And the shelted pony (n=3) from Jinan zoo as a control. The study was based on PCR-SSCP and subsequent clone sequencing protocols. Three pairs of primers for the PCR-SSCP of horse mtDNA were designed by author (MT2、MT3、MT5) and other primers (MT1、MT4 ) were designed by Stephen Paul Harrison. The main thesis objective of this study was to address the genetic variation within population and between populations which could provide baseline information for conservation and utilization of the South West Horse genetic resources. The results were as following:
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4. Nst of South west horses is among -0.35665～0.01694.
5. Independence of Qiubei horse was highest among horse breeds and they can be viewed as a MU independently; Average number of nucleotide differences of Dali horse was lowest among horse breeds and signified the breed seldom inlet gene of others breeds, so they should be protected.
引文
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