全 文 ：河南地方山羊品种的遗传多样性*
陈摇 冰1 摇 刘德稳2 摇 付摇 彤1 摇 吉进卿3 摇 孙摇 宇1 摇 高腾云1**
( 1 河南农业大学, 郑州 450002; 2 德州学院, 山东德州 253023; 3 河南省畜牧局, 郑州 450011)
摘摇 要摇 采用 18 个微卫星位点对河南省 5 个地方山羊品种(牛腿山羊、槐山羊、河南奶山羊、
太行黑山羊和伏牛白山羊)的遗传多样性进行了评价. 结果表明:18 个微卫星位点在 5 个山
羊品种均为高度多态;5 个山羊品种的多态信息含量、群体杂合度、有效等位基因数值较高,说
明其遗传多样性和各品种内的遗传变异比较丰富;聚类分析显示,牛腿山羊与太行黑山羊的
关系较近,与河南奶山羊的关系较远.群体遗传分化系数和群体遗传距离表明,河南省地方山
羊的变异主要存在于品种内,品种间的变异相对较小.结合 5 个山羊品种的实际生态地理分
布,提出了避免近交,并有选择地进行品种间杂交的保种模式.
关键词摇 山羊摇 河南省摇 微卫星标记摇 遗传多样性摇 聚类分析
文章编号摇 1001-9332(2010)04-0979-08摇 中图分类号摇 S813. 9摇 文献标识码摇 A
Genetic diversity of native goat breeds in Henan Province. CHEN Bing1, LIU De鄄wen2, FU
Tong1, JI Jin鄄qing3, SUN Yu1, GAO Teng鄄yun1 ( 1Henan Agricultural University, Zhengzhou
450002, China; 2Dezhou College, Dezhou 253023, Shandong, China; 3Henan Provincial Bureau of
Animal Husbandry, Zhengzhou 450011, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(4): 979-986.
Abstract: In this paper, the genetic diversity of five native goat breeds (Niutui, Huai, Henan
Dairy, Taihang Black, and Funiu White) in Henan Province was evaluated by using 18 microsatel鄄
lite loci. For the five goat breeds, the 18 microsatellite loci were all highly polymorphic. The higher
polymorphism information content (PIC), higher heterozygosity (Hz), and larger number of alleles
suggested the higher genetic diversity, and the greater genetic variation of the breeds. Cluster anal鄄
ysis showed that Niutui goat had a closer relationship with Taihang Black goat, but a relatively far
relationship with Henan Dairy goat. The coefficient of genetic differentiation and the genetic dis鄄
tance indicated that the variation mainly existed within the breeds, but small variation also existed
among the breeds. In combining with the actual eco鄄geographic distribution of the five goat breeds,
a conservation mode of avoiding inbreeding and implementing selective hybridization was proposed
Key words: goat; Henan Province; microsatellite marker; genetic diversity; cluster analysis.
*河南省重大科技攻关项目(0422011200)和河南省地方畜禽遗传
资源调查研究项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: tygao@ 371. net
2009鄄08鄄21 收稿,2010鄄02鄄09 接受.
摇 摇 河南省处于北亚热带与北温带过渡地带,具有
丰富的山羊遗传资源,拥有伏牛白山羊、槐山羊、太
行黑山羊、鲁山牛腿山羊和河南奶山羊 5 个山羊品
种,除河南奶山羊为地方培育品种之外,其余 4 个品
种均为原始品种.河南省是饲养山羊较多的省份,在
现实的山羊生产系统中,多以农户分散饲养为主,由
于缺乏严格的选配计划,局部地区的山羊品种有退
化现象;另外,由于受到一些外来山羊品种的影响,
地方山羊品种的数量有所下降,品种纯度及遗传多
样性在一定程度上受到威胁.因此,开展河南省地方
山羊种质资源的基础研究,查清河南省地方山羊品
种最新动态,弄清其遗传结构和起源分化,对河南省
地方山羊遗传资源的评估、保护和开发利用具有重
要意义.
在动物的遗传多样性研究中,微卫星作为优良
的遗传标记而得到广泛的应用. 这主要是由于微卫
星具有数量多、在基因组内分布均匀、多态性信息丰
富、易于检测.在保护生物学中微卫星检测技术广泛
应用于种群杂合度、种群多态性、种群异质性分析等
研究中[1-2] .
本文运用微卫星标记,从 DNA分子水平研究河
南省 5 个地方山羊品种的异同,揭示其遗传多样性
的现状,探索这些品种的遗传结构及相互关系,以期
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 4 月摇 第 21 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2010,21(4): 979-986
为河南省地方山羊品种资源的保护及开发利用积累
一定的基础资料.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
1郾 1郾 1 样品来源摇 鲁山牛腿山羊(N)60 只,来自平
顶山市鲁山县西部山区 20 个农户羊群;周口槐山羊
(H) 45 只,来自周口市沈丘、项城、淮阳县的 16 个
农户羊群;河南奶山羊(Z)46 只,来自郑州市郊区一
个羊场和 18 个农户羊群;太行黑山羊(TH) 45 只,
来自太行山东麓的沁阳、博爱、修武县的 5 个山区乡
镇的农户羊群;伏牛白山羊(F) 51 只,来自南阳市
内乡县伏牛山区的 16 个农户羊群.
1郾 1郾 2 采样方法及原则摇 本试验的抽样设计参照常
洪[3]、陈幼春等[4]、Barker[5]关于评估遗传多样性抽
样方式和抽样含量的建议. 具体操作中考虑了地方
山羊品种农户小群体公母混养的实际状况,公羊占
10% ,随机采集,采用 5 ml 的一次性真空采血管
(EDTA抗凝),前腔静脉采血,每只取 3 ml 左右,血
样冰块冷藏运回实验室,-20 益冷冻保存.
1郾 1郾 3 引物获取摇 所选用的 18 个微卫星位点从网
站( www. marc. usda. gov;www. roslin. ac. uk;www.
thearkdb. org / browser)上获取,引物均由上海生物工
程技术公司合成.
1郾 2摇 试验方法
1郾 2郾 1 基因组 DNA 的提取 摇 参照本试验创新的微
量血液快速提取方法进行[6] .
1郾 2郾 2 PCR扩增摇 采用 10 滋l 反应体系,反应程序:
94 益预变性 5 min,30 cycles(94 益30 s;退火 30 s;
72 益 1 min),94 益变性 10 min,10 益保存.
1郾 2郾 3 聚丙烯酰胺凝胶电泳检测摇 采用 8% ~ 12%
变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离微卫星等位基因,银
染,照相保存.
1郾 3摇 数据处理
以分子量标记物( pBR322 / Msp玉)为标准,利
用 BandScan分析软件读取各微卫星位点的基因型
和基因片断大小,用 Cervus 软件分别分析各位点的
等位基因频率、杂合度和每个山羊群体内的多态性
信息含量;以等位基因频率为基础,用 DISPAN 软件
计算遗传分化系数、总群体杂合度、亚群体杂合度、
Nei氏标准遗传距离、Da 遗传距离、聚类分析;并绘
出遗传距离图.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 山羊基因组 DNA及微卫星位点产物
图 1A为提取的基因组 DNA在 0郾 6%的琼脂糖
凝胶中的电泳图谱,从中可以看出,提取的基因组
DNA 条带整齐、密集、荧光强,无托尾现象,所得
DNA纯度较高. 图 1B 和图 1C 为部分位点 PCR 扩
增产物用聚丙稀酰胺凝胶(浓度为 12% )的检测结
果,从电泳图谱可以看出,所检测的位点多态性较
好,条带清晰易辩,很少有杂带,说明基因组 DNA质
量高且扩增效率高,银染时间和显色时间控制较好.
2郾 2摇 群体内遗传变异情况
2郾 2郾 1 有效等位基因数摇 有效等位基因数是衡量群
体遗传变异大小的一个指标,反映了等位基因间的
相互影响,其数值越接近所检测到的等位基因的绝
对数,说明等位基因在群体中分布越均匀,遗传多样
性越丰富.从表 1 可以看出,5 个山羊品种 18 个微
卫星位点上有效等位基因数在 3郾 35 ~ 13郾 15,平均
为 6郾 96 个.
2郾 2郾 2 特有等位基因摇 特有等位基因是指在一个位
点上一个品种所特有的等位基因. 这些基因非常珍
贵,可以用这些基因来区分不同的品种,或者把它们
与不同品种的特有生长性状相联系,找到有经济
图 1摇 山羊基因组 DNA电泳结果
Fig. 1摇 Electrophoreses results of genomic DNA of goats.
A:琼脂糖凝胶电泳 Agarose gel electrophoreses; B: BM3413 位点 PCR
扩增 Electrophoreses gel of PCR amplified BM3413; C: BM1818 位点
PCR扩增 Electrophoreses gel of PCR amplified BM1818.
089 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 1摇 5 个山羊品种在各个位点的观察等位基因数(Na)和有效基因数(Ne)
Tab. 1摇 Observed numbers of alleles (Na) and effective numbers of alleles (Ne) of 5 goat breeds at each microsatellite locus
位点
Locus
牛腿山羊
Niutui goat
Na Ne
槐山羊
Huai goat
Na Ne
河南奶山羊
Henan dairy goat
Na Ne
太行黑山羊
Taihang black goat
Na Ne
伏牛白山羊
Funiu white goat
Na Ne
总数
Total
Na Ne
MB023 12 7郾 71 11 8郾 10 10 6郾 12 12 7郾 78 11 7郾 74 14 10郾 87
BM6444 12 9郾 62 12 9郾 06 11 9郾 10 9 7郾 42 8 6郾 39 16 12郾 82
MAF70 9 8郾 05 8 6郾 52 8 7郾 37 9 7郾 01 7 6郾 18 10 8郾 33
BMS1678 9 6郾 96 9 8郾 47 7 5郾 81 8 6郾 65 9 6郾 09 10 8郾 26
INRA063 6 5郾 89 8 5郾 80 5 4郾 83 6 5郾 35 9 8郾 26 10 8郾 00
BM3413 15 13郾 09 11 7郾 17 11 9郾 53 10 7郾 53 13 9郾 64 15 11郾 90
BM315 6 5郾 02 7 4郾 97 5 3郾 35 6 5郾 04 9 8郾 12 10 5郾 95
BM1818 13 9郾 68 10 5郾 53 11 8郾 53 10 8郾 30 11 8郾 06 14 10郾 31
BM1724 15 9郾 40 11 9郾 14 8 6郾 13 15 13郾 15 13 9郾 97 15 13郾 16
BM3033 10 5郾 85 8 6郾 18 7 5郾 54 9 6郾 11 9 7郾 68 13 7郾 09
BM6404 8 6郾 72 9 6郾 69 8 6郾 71 8 5郾 62 7 5郾 59 11 7郾 25
BM1225 8 4郾 11 7 5郾 64 7 5郾 17 6 5郾 18 7 5郾 97 9 6郾 54
TGLA53 9 7郾 25 11 9郾 06 9 7郾 35 11 9郾 17 9 6郾 23 14 11郾 24
MB056 11 7郾 59 10 7郾 35 8 5郾 32 7 5郾 42 11 8郾 18 13 7郾 69
BMC1206 6 5郾 46 6 5郾 13 5 4郾 61 7 5郾 79 8 7郾 27 8 6郾 25
XBM16 7 6郾 40 7 6郾 04 7 6郾 34 6 5郾 43 8 6郾 68 8 7郾 58
XBM7 9 7郾 02 6 5郾 04 6 5郾 41 6 5郾 12 12 9郾 89 12 7郾 04
BM1236 6 5郾 56 8 7郾 17 9 6郾 77 8 7郾 57 7 6郾 43 9 8郾 20
平均 Mean 9郾 50 7郾 30 8郾 83 6郾 84 7郾 89 6郾 33 8郾 50 6郾 87 9郾 33 7郾 46 11郾 72 8郾 80
价值的基因.从表 2 可以看出,本研究中 5 个山羊品
种在 18 个位点中的 14 个位点上检测到了稀有等位
基因.但是这些特有等位基因的频率都很低,只有伏
牛白山羊在 INRA063 的 192 bp 特有等位基因频率
达到了 0郾 1275;在 BM315 的 120 bp 频率达到
0郾 1078,其余的都不足 0郾 1.这些特有等位基因是否
可以作为一个品种某种特征的潜在标记,需要进一
步探索.
2郾 2郾 3 优势等位基因摇 优势等位基因是指某品种在
特定的基因座位上相对集中的等位基因,是群体中
最稳定的基因,可以用这些基因来区分不同的品种,
还可以通过用分子标记的方法跟踪其频率变化来检
测群体结构的变化. 从表 3 可以发现,在很多位点
上,两个或两个以上不同的品种有相同的优势基因,
即至少有两个不同的群体在同一位点上有相同的优
势基因,说明了所研究的 5 个地方山羊品种生活的
生态环境比较接近,群体结构有许多相似之处,为品
种的保护、利用提供了科学依据.
2郾 2郾 4 多态信息含量摇 多态信息含量(polymorphism
information content,PIC)是等位基因频率和等位基
因数变化的函数,是基因丰度的一个指标,用以衡量
基因变异程度的高低,反映遗传信息的多少. Bostein
等[7]提出,当位点 PIC>0郾 5 时,该位点为高度多态
位点;当 0郾 25 点;当 PIC<0郾 25 时,该位点为低度多态位点.从表 4
的统计结果可以看出,本试验所选的18个位点中,
表 2摇 5 个地方山羊品种在各个位点的特有等位基因及其频
率
Tab. 2摇 Private alleles (bp) and corresponding frequencies
of 5 native goat breeds at each microsatellite locus
位点
Locus
基 因
Gene
(bp)
频率 Frequency
牛腿山羊
Niutui
goat
槐山羊
Huai
goat
河 南
奶山羊
Henan
dairy
goat
太 行
黑山羊
Taihang
black
goat
伏 牛
白山羊
Funiu
white
goat
MB023 159 0郾 0778
BM6444 167 0郾 0333
MAF70 165 0郾 0761
BMS1678 147
INRA063 167 0郾 0455
192 0郾 1275
BM3413 190 0郾 0583
214 0郾 0750
BM315 120 0郾 1078
132 0郾 0980
150 0郾 0392
BM3033 112 0郾 0333
120 0郾 0583
124 0郾 0250
136 0郾 0980
BM6404 140 0郾 0667
154 0郾 0667
164 0郾 0333
BM1225 250 0郾 0686
TGLA53 151 0郾 0444
MB056 204 0郾 0444
BMC1206 120 0郾 0588
XBM7 170 0郾 0392
172 0郾 0294
188 0郾 0392
1894 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈摇 冰等: 河南地方山羊品种的遗传多样性摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 3摇 5 个地方山羊品种在不同位点上的优势等位基因及其频率
Tab. 3摇 Dominant alleles (bp) and the corresponding frequencies of 5 native goat breeds at each microsatellite locus
位点
Locus
牛腿山羊
Niutui goat
基 因
Gene(bp)
频 率
Frequency
槐山羊
Huai goat
基 因
Gene(bp)
频 率
Frequency
河南奶山羊
Henan dairy goat
基 因
Gene(bp)
频 率
Frequency
太行黑山羊
Taihang black goat
基 因
Gene(bp)
频 率
Frequency
伏牛白山羊
Funiu white goat
基 因
Gene(bp)
频 率
Frequency
MB023 150 0郾 2034 130 0郾 2000 124 0郾 3043 132 0郾 2444 132 0郾 2500
BM6444 143 0郾 1583 141 0郾 1667 145 0郾 1739 145 0郾 2326 0 0郾 0000
MAF70 159 0郾 1667 0 0郾 0000 0 0郾 0000 150 0郾 2000 150 0郾 1863
BMS1678 165 0郾 2000 165 0郾 1818 0 0郾 0000 161 0郾 2222 161 0郾 2451
INRA063 194 0郾 2000 170 0郾 2159 196 0郾 2609 194 0郾 2667 170 0郾 1569
BM3413 188 0郾 1250 180 0郾 2444 182 0郾 1413 206 0郾 2111 206 0郾 1667
BM315 124 0郾 3083 124 0郾 3222 124 0郾 4333 124 0郾 2778 124 0郾 1863
BM1818 260 0郾 2000 262 0郾 3222 264 0郾 1630 0 0郾 0000 284 0郾 1837
BM1724 195 0郾 2000 190 0郾 1667 186 0郾 2391 198 0郾 1111 200 0郾 1667
BM3033 114 0郾 2667 114 0郾 2556 116 0郾 2717 114 0郾 2889 126 0郾 1863
BM6404 146 0郾 2000 128 0郾 2556 128 0郾 2065 124 0郾 2556 128 0郾 2451
BM1225 226 0郾 3833 224 0郾 2333 248 0郾 3043 244 0郾 2778 226 0郾 2451
TGLA53 125 0郾 2083 145 0郾 1556 0 0郾 0000 145 0郾 1444 137 0郾 2745
MB056 190 0郾 2083 0 0郾 0000 214 0郾 2717 188 0郾 2444 214 0郾 1961
BMC1206 138 0郾 2417 140 0郾 2444 124 0郾 2826 124 0郾 2444 124 0郾 1765
XBM16 154 0郾 2000 150 0郾 2333 138 0郾 2283 154 0郾 2444 136 0郾 2059
XBM7 178 0郾 1917 178 0郾 2778 198 0郾 2391 178 0郾 2889 176 0郾 1471
BM1236 136 0郾 2167 0 0郾 0000 138 0郾 2500 0 0郾 0000 126 0郾 1961
表 4摇 5 个地方山羊品种各个位点的多态信息含量
Tab. 4摇 Polymorphism information contents (PIC) of 5 native goat breeds at each microsatellite locus
位点
Locus
牛腿山羊
Niutui goat
槐山羊
Huai goat
河南奶山羊
Henan dairy goat
太行黑山羊
Taihang black goat
伏牛白山羊
Funiu white goat
总体
Total
MB023 0郾 857 0郾 864 0郾 819 0郾 859 0郾 859 0郾 898
BM6444 0郾 887 0郾 879 0郾 880 0郾 851 0郾 824 0郾 914
MAF70 0郾 863 0郾 829 0郾 849 0郾 841 0郾 817 0郾 866
BMS1678 0郾 840 0郾 870 0郾 805 0郾 832 0郾 816 0郾 865
INRA063 0郾 807 0郾 806 0郾 760 0郾 787 0郾 866 0郾 859
BM3413 0郾 918 0郾 846 0郾 885 0郾 853 0郾 887 0郾 908
BM315 0郾 773 0郾 772 0郾 653 0郾 773 0郾 864 0郾 812
BM1818 0郾 888 0郾 799 0郾 871 0郾 867 0郾 863 0郾 893
BM1724 0郾 885 0郾 880 0郾 817 0郾 919 0郾 891 0郾 916
BM3033 0郾 808 0郾 819 0郾 795 0郾 818 0郾 856 0郾 842
BM6404 0郾 833 0郾 834 0郾 833 0郾 798 0郾 797 0郾 845
BM1225 0郾 723 0郾 799 0郾 780 0郾 779 0郾 811 0郾 826
TGLA53 0郾 847 0郾 879 0郾 849 0郾 881 0郾 821 0郾 902
MB056 0郾 854 0郾 849 0郾 786 0郾 789 0郾 866 0郾 854
BMC1206 0郾 791 0郾 776 0郾 748 0郾 805 0郾 847 0郾 817
XBM16 0郾 824 0郾 813 0郾 822 0郾 789 0郾 832 0郾 851
XBM7 0郾 841 0郾 773 0郾 788 0郾 777 0郾 890 0郾 840
BM1236 0郾 795 0郾 844 0郾 836 0郾 853 0郾 825 0郾 863
平均 Mean 0郾 833 0郾 829 0郾 807 0郾 825 0郾 844 0郾 862
PIC值在 0郾 653 ~ 0郾 919,说明其基因变异较大,5 个
地方群体在这 18 个位点上具有丰富的遗传多样性,
遗传基础比较广泛,保种潜力大.
2郾 2郾 5 杂合度摇 5 个地方山羊品种各个位点的群体
杂合度如表 5.从表 5 的统计结果可以看出,平均杂
合度从河南奶山羊的 0郾 838 到伏牛白山羊的
0郾 869,山羊群体内的平均杂合度都较高,说明群体
遗传变异较大,对环境的适应能力较强.
2郾 3摇 河南地方山羊群体间的遗传关系分析
2郾 3郾 1 河南 5 个地方山羊品种的遗传分化系数摇 表
6 列出了各位点的遗传分化系数 ( coefficient gene
differentiation,Gst)、总群体杂合度( total heterozygosi鄄
ty,Ht)、亚群体杂合度( heterozygosity in subpopula鄄
tion,Hs)的计算结果,从中可以看出,总群体的杂合
289 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 5摇 5 个地方山羊品种各个位点的群体杂合度
Tab. 5摇 Heterozygosity (He) of 5 native goat breeds at each microsatellite locus
位点
Locus
牛腿山羊
Niutui goat
槐山羊
Huai goat
河南奶山羊
Henan dairy goat
太行黑山羊
Taihang black goat
伏牛白山羊
Funiu white goat
总体
Total
MB023 0郾 878 0郾 886 0郾 846 0郾 881 0郾 880 0郾 908
BM6444 0郾 904 0郾 900 0郾 900 0郾 876 0郾 852 0郾 922
MAF70 0郾 883 0郾 856 0郾 874 0郾 867 0郾 847 0郾 880
BMS1678 0郾 864 0郾 892 0郾 837 0郾 859 0郾 844 0郾 879
INRA063 0郾 837 0郾 837 0郾 801 0郾 822 0郾 888 0郾 875
BM3413 0郾 931 0郾 870 0郾 905 0郾 877 0郾 905 0郾 916
BM315 0郾 808 0郾 808 0郾 709 0郾 811 0郾 885 0郾 832
BM1818 0郾 904 0郾 828 0郾 892 0郾 889 0郾 885 0郾 903
BM1724 0郾 901 0郾 901 0郾 846 0郾 934 0郾 909 0郾 924
BM3033 0郾 836 0郾 848 0郾 828 0郾 846 0郾 878 0郾 859
BM6404 0郾 858 0郾 860 0郾 860 0郾 831 0郾 829 0郾 862
BM1225 0郾 763 0郾 832 0郾 816 0郾 816 0郾 841 0郾 847
TGLA53 0郾 869 0郾 900 0郾 873 0郾 901 0郾 848 0郾 911
MB056 0郾 875 0郾 874 0郾 821 0郾 824 0郾 886 0郾 870
BMC1206 0郾 824 0郾 814 0郾 792 0郾 837 0郾 871 0郾 840
XBM16 0郾 851 0郾 844 0郾 851 0郾 825 0郾 859 0郾 868
XBM7 0郾 865 0郾 811 0郾 824 0郾 814 0郾 908 0郾 858
BM1236 0郾 827 0郾 870 0郾 862 0郾 878 0郾 853 0郾 878
平均 Mean 0郾 858 0郾 856 0郾 838 0郾 854 0郾 869 0郾 877
表 6摇 各位点的遗传分化系数、总群体杂合度和亚群体杂合
度
Tab. 6 摇 Coefficient gene differentiation (Gst ), total het鄄
erozygosity (Ht) and heterozygosity in subpopulation (Hs)
at each microsatellite locus
位 点
Locus
遗传分化系数
Gst
总群体杂合度
Ht
亚群体杂合度
Hs
MB023 0郾 045 0郾 906 0郾 865
BM6444 0郾 046 0郾 919 0郾 877
MAF70 0郾 024 0郾 878 0郾 857
BMS1678 0郾 030 0郾 877 0郾 850
INRA063 0郾 051 0郾 873 0郾 828
BM3413 0郾 025 0郾 912 0郾 889
BM315 0郾 040 0郾 829 0郾 796
BM1818 0郾 031 0郾 899 0郾 871
BM1724 0郾 036 0郾 922 0郾 889
BM3033 0郾 022 0郾 857 0郾 839
BM6404 0郾 024 0郾 860 0郾 839
BM1225 0郾 050 0郾 847 0郾 805
TGLA53 0郾 046 0郾 911 0郾 869
MB056 0郾 022 0郾 867 0郾 847
BMC1206 0郾 022 0郾 838 0郾 819
XBM16 0郾 034 0郾 867 0郾 837
XBM7 0郾 022 0郾 854 0郾 836
BM1236 0郾 033 0郾 878 0郾 849
平均 Mean 0郾 034 0郾 877 0郾 848
度、亚群体杂合度较大,反映了群体遗传变异大,这
与前面的多态信息含量、杂合度的分析结果一致.而
群体的平均遗传分化系数(Gst)为 0郾 034,表明 5 个
地方山羊群体中,96郾 6%的遗传变异是由群体内遗
传多态现象引起的,只有 3郾 4%来自品种间的差异,
即大的总群体变异主要存在品种内,群体间的分化
程度比较低,它们之间的距离是比较近的.
2郾 3郾 2 河南 5 个地方山羊品种的遗传距离分析 摇 5
个地方山羊群体的标准遗传距离和 Nei氏几何遗传
距离如表 7. 在表 7 中,通过 Nei 氏几何遗传距离
(Da)可以看出,牛腿山羊与太行黑山羊的遗传距离
最近,其次是槐山羊、伏牛白山羊,与奶山羊距离最
远;从标准遗传距离(Ds)看,牛腿山羊与太行黑山
羊距离最近,接着是槐山羊、伏牛白山羊,与奶山羊
最远.两种距离结果基本一致,牛腿山羊与太行黑山
羊的距离最近,奶山羊与其他品种的距离最远.
2郾 3郾 3 河南五个山羊群体的聚类分析摇 根据标准遗
传距离和 Nei氏几何遗传距离用非加权配对算术平
均法(UPGMA)对河南 5 个地方山羊品种进行聚类
分析,得到两种聚类图(图 2).
摇 摇 从图 2 可以看出,两种聚类结果是一致的,即牛
腿山羊与太行黑山羊距离较近,首先聚为一类,其次
是与槐山羊、伏牛白山羊聚到一起,最后再与河南奶
山羊聚为一大类.这一结果同牛腿山羊和太行黑山
羊有共同的生活环境的事实相一致;河南奶山羊与
其他 4 个品种距离最远,与河南奶山羊是引进外血
的培育品种的事实相符.
3894 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 陈摇 冰等: 河南地方山羊品种的遗传多样性摇 摇 摇 摇 摇 摇
表 7摇 5 个地方山羊群体的标准遗传距离(Ds)和 Nei氏几何遗传距离(Da)
Tab. 7摇 Standard genetic distance (Ds) and Nei geometrical genetic distance (Da) of 5 native goat breeds
品 种
Breed
牛腿山羊
Niutui goat
槐山羊
Huai goat
河南奶山羊
Henan dairy goat
太行黑山羊
Taihang black goat
伏牛白山羊
Funiu white goat
牛腿山羊 Niutui goat 0郾 1315 0郾 1979 0郾 0878 0郾 1587
槐山羊 Huai goat 0郾 1669 0郾 1536 0郾 1153 0郾 1602
河南奶山羊 Henan dairy goat 0郾 1998 0郾 1806 0郾 1575 0郾 2066
太行黑山羊 Taihang black goat 0郾 1432 0郾 1598 0郾 1891 0郾 1459
伏牛白山羊 Funiu white goat 0郾 1824 0郾 1784 0郾 2062 0郾 1914
上三角为标准遗传距离(Ds),下三角为 Nei 氏几何遗传距离(Da ) Above diagonal was standard genetic distance (Ds ), and below diagonal was
Nei爷s geometrical genetic distance (Da) .
图 2摇 5 个山羊品种的聚类图
Fig. 2摇 Dendrogram of five goat breeds.
A: Da鄄UPGM; B: Ds鄄UPGMA. 1) 牛腿山羊 Niutui goat; 2) 太行黑山
羊 Taihang black goat; 3) 槐山羊 Huai goat; 4) 伏牛白山羊 Funiu
white goat; 5) 河南奶山羊 Henan dairy goat.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 关于抽样与样本含量
确定适当的样本规模和恰当的抽样方案及抽样
方法,是试验结果可靠性的重要保证. 常洪[3]和陈
幼春等[4]分别提出“中心产区系统随机整群抽样
法冶和“品种分布区的亚群定点随机抽样法冶,根据
Tajima[8]的 DNA 序列抽样分布理论,在 DNA 水平
上估计群体变异时,样本数量 n = 10 (甚至 5) 就可
以了. Semenova 等[9]指出,应用 DNA 指纹标记时,
每群体或品系有 13 ~ 20 个个体就可以获得遗传变
异的合理估计值. Barker[5]提出每个品种应为 25 个
个体;如果样本数达到 50 个,则可弥补可能的失误,
并允许对特殊品种进行更详尽的分析. 综合以上的
优缺点,本研究采用中心产区系统随机抽样方式采
样,每个品种采样样本数不低于 45 个,符合遗传精
度估测的要求,并且通过对养羊农户进行调查的方
式尽量弄清品种内的亲缘关系,来保证样本为无关
个体,提高了抽样效率.
3郾 2摇 关于微卫星位点的数目
微卫星位点的数目对所研究群体的平均基因多
样度、品种间遗传距离及绘制系统发生树的精确性
和可靠性是至关重要的,是影响精度的最重要因素
之一[10] .在应用微卫星标记分析品种的遗传多样性
时,使用更多的微卫星位点,才可以获得更准确更具
普遍性的结论[11] .许多研究表明,由欧洲绵羊、山羊
生物多样性计划推荐的 17 个微卫星位点可用来分
析山羊品种的遗传多样性. 姚绍宽等[12]用 26 个微
卫星座位数据为基础,按 5、10、15、20 个座位分组进
行分析后得出,5 个微卫星座位组的遗传距离相关
系数在 0郾 9 左右,而 20 个微卫星座位组的相关系数
则达 0郾 99.如果采用 10 对以上引物进行试验,使微
卫星标记尽量覆盖整个基因组,这样的结果将会更
加真实可靠并且具有说服力[13] . 总之,在进行遗传
多样性分析时,在有限的时间内和人力、物力允许的
条件下,微卫星位点数最低选多少就能较准确地说
明问题,到现在还没有一个统一的结论,有待于在实
践中进一步比较论证.
本研究选取了山羊的分布在 17 条染色体上的
20 个微卫星位点,试验扩增出 18 个位点,多态性较
好,运用多种遗传距离和多种聚类方法进行聚类分
析,结果一致且与品种的生态地理分布吻合,说明所
选的 18 对微卫星标记能比较客观地反映所研究品
种的情况.
3郾 3摇 关于群体内和群体间的遗传变异
多态信息含量(PIC)、遗传杂合度(He)和有效
等位基因(Ne)都是反映群体内遗传变异的指标.所
研究的 5 个地方品种多态信息含量较高,平均值变
化范围为 0郾 807 ~ 0郾 844;杂合度也较高,平均为
0郾 838 ~ 0郾 869;有效等位基因数在 3郾 35 ~ 13郾 15. 这
些指标都反映了河南 5 个地方山羊品种的遗传多样
性十分丰富,有足够的遗传变异适应环境的变化和
人们的选择需要.
所研究群体的遗传分化系数为 0郾 034,品种(类
群)间的变异较小,提示我们在保种过程中要尽量
避免近交,以免使品种间遗传多样性降低;另外,在
489 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
杂交利用时要选择关系较远的品种,这样才能充分
体现杂种优势.苑存忠等[14]在研究山东省 4 个地方
绵羊种群时发现,品种内存在着一定程度的近交,并
且指出在相近生态区域内的品种分布界线往往不太
分明,尤其是在放牧和市场交易过程中基因交流机
会较多,加之公母混养的自由配种方式,易出现致纯
合化效应.在实际管理过程中,要结合 5 个山羊种群
的实际生存状况,建立符合河南省山羊种群实际状
况的避免近交和有选择地进行种群间杂交的保种
模式.
3郾 4摇 关于遗传距离和聚类方式
遗传距离分析可用于估测畜禽群体结构和进化
关系,从而更好地区分品种(种群) [15] . 对遗传距离
的计算,许多学者提出了不同的概念和计算公
式[15-17] . Nei[16]通过研究提出了从大量基因频率数
据估计每个座位的平均密码子差数的统计方法,包
括几何遗传距离及标准遗传距离,是获得准确系统
发生树的最有效方法. Takezaki 等[18]对计算群体间
遗传距离的各种计算公式的优劣进行了综合比较,
指出了各自的适用范围. 陈红菊等[19]、汤青萍
等[20]、杨澜[21]认为,在微卫星标记分析品种的遗传
多样性时,运用几何遗传距离的 UPGMA 聚类法比
其他方法更可靠.
本试验选用 Nei 氏标准遗传距离和几何遗传距
离,用 UPGMA聚类方法进行聚类分析比较.从聚类
图看出,两种方法聚类结果都是牛腿山羊与太行黑
山羊遗传距离最近,首先聚到一起;河南奶山羊与其
他 4 个品种距离最远. 河南奶山羊是从 1904 年开
始,由国外引进的莎能奶山羊公羊级进杂交河南省
当地的山羊而培育的,育成时间较晚且含有外血,所
以与其他固有品种距离最远. 牛腿山羊是在鲁山县
的石人山深山区发现的一个“山地型冶山羊品种.聚
类分析还发现,牛腿山羊与太行黑山羊距离最近,打
破了过去人们习惯认为的牛腿山羊与伏牛白山羊的
距离最近,是伏牛白山羊的一个变种的传统认识.
Els 等[22]利用 18 个微卫星标记分析纳米比亚地方
山羊的遗传多样性时发现,Kalahari Red品种过去习
惯被认为与其他品种没有亲缘关系,而研究证明这
个品种与 Kavango 品种有很近的亲缘关系. 这些结
果提示我们,不能仅从地理位置和起源上来确定品
种间的亲缘关系,还应考虑到迁移、突变以及环境效
应[23]等因素的影响.
总之,通过对河南地方山羊种群的分析,揭示了
品种的遗传多样性现状,初步弄清了品种的遗传结
构及相互关系,纠正了人们的传统认识;找到了河南
省不同山羊品种一些特有的宝贵基因. 对于这些宝
贵基因与特殊生产性能的联系与验证还需要进行更
深入的研究.本试验的数据可对地方山羊品种的深
入研究提供一定的参考,特别是在试验过程中创新
地从微量哺乳动物血液中简洁、快速提取 DNA的方
法可为动物的遗传多样性分析提供优质 DNA材料.
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作者简介摇 陈摇 冰,女,1977 年生,硕士.主要从事牛羊遗传
育种与繁殖研究,发表论文 3 篇. E鄄mail: chenbingliuchen@
yahoo. com. cn
责任编辑摇 肖摇 红
689 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷