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Structure of the mitochondrial DNA D-Loop region and genetic diversity of Moschus berezovskii in Shaanxi Province

陕西省林麝mtDNA D-loop区序列结构和种群遗传多样性



全 文 :第 34 卷第 20 期
2014年 10月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.20
Oct.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:陕西省重大科技专项(2010ZDKG鄄54); 陕西省科学技术研究发展计划项目(2012KW鄄21); 陕西省科学院青年人才培养项目(2012K鄄
027); 陕西省科学院科技专项(2009K鄄02)
收稿日期:2013鄄05鄄22; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄11
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: fchengli@ 163.com
DOI: 10.5846 / stxb201305221148
冯慧,黄原, 任轶,冯成利,刘晓农.陕西省林麝 mtDNA D鄄loop区序列结构和种群遗传多样性.生态学报,2014,34(20):5887鄄5895.
Feng H, Huang Y, Ren Y, Feng C L, Liu X N.Structure of the mitochondrial DNA D鄄Loop region and genetic diversity of Moschus berezovskii in Shaanxi
Province.Acta Ecologica Sinica,2014,34(20):5887鄄5895.
陕西省林麝 mtDNA D鄄loop区序列结构和
种群遗传多样性
冯摇 慧1,2,黄摇 原2, 任摇 轶1,冯成利1,*,刘晓农1
(1. 陕西省动物研究所, 西安摇 710032;2. 陕西师范大学, 西安摇 710062)
摘要:林麝(Moschus berezovskii)曾广泛分布于中国,由于盗猎和栖息地缩小,秦岭地区野生种群数量迅速下降,圈养繁殖种群已
成立了几十年,但大多数圈养种群的遗传背景不清,种群规模增长非常缓慢。 为了给这一物种的保护和管理提供有用的信息,
调查了陕西省林麝 1 个圈养种群 3 个野生种群线粒体 DNA(mtDNA)D鄄Loop 632 bp片段的遗传多样性和种群结构。 在 69个个
体中其碱基组成为 A+T的平均含量 63.2%高于 G + C含量 36.8%,共检测到变异位点 171个(约占总位点数的 27.05%)。 核苷
酸多样性(Pi)为 0.04424,平均核苷酸差异数(K)为 19.908。 69 个个体分属 32 个单倍型,单倍型间的平均遗传距离(P)为
0郾 070。 32个单倍型构建的 NJ系统树聚为 3 个分支,4 个林麝群体中的单倍型是随机分布的。 4 个群体的平均遗传距离为
0郾 043(标准误 SE为 0.005),凤县养殖场群体与留坝和陇县群体的亲缘关系较远。 单倍型间的平均遗传距离为 0.043,可见其遗
传分化尚未达到种群分化的水平。 结果表明,陕西省林麝群体 mtDNA D鄄loop区序列存在着较丰富的变异和遗传多样性,凤县
野生群体和凤县养殖场群体的核苷酸多样性和单倍型多样较高,养殖场种群没有出现近亲繁殖及遗传多样性下降的情况。 凤
县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化较小,存在着较高的基因流水平。
关键词:林麝;线粒体 DNA;遗传多样性;D鄄Loop区
Structure of the mitochondrial DNA D鄄Loop region and genetic diversity of
Moschus berezovskii in Shaanxi Province
FENG Hui1,2, HUANG Yuan2, REN Yi1, FENG Chengli1,*, LIU Xiaonong1
1 Shaanxi Institute of Zoology, Xi忆an 710032, China
2 Shaanxi Normal University, Xi忆an 710062, China
Abstract: Forest musk deer (Moschus berezovskii) were once distributed widely in China. However, wild populations in the
Qinling Mountains have declined dramatically because of poaching and habitat loss. Captive breeding populations have been
established for several decades, but the genetic background of most captive populations has been unclear and the
populations have increased very slowly. In order to gather useful information for the conservation and management of this
species, we investigated the genetic diversity and population structure of forest musk deer by analyzing a 632鄄bp fragment of
the mitochondrial DNA (mtDNA) D鄄loop region in one captive breeding population and three wild populations in Shaanxi
Province, China. The captive breeding population was from the Fengxian musk deer plant; the three wild populations were
from Fengxian, Liuba and Longxian Counties. The mtDNA was extracted from two samples: hair and muscle. The average
contents of A+T (63.2%) were higher than those of G+C (36.8%) in the mtDNA D鄄loop region. A total of 171 variable
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sites (about 27.05% of the total nucleotides in the sequence) were detected in 69 individuals. The nucleotide diversity
(Pi) of the 69 individuals was 0.04424, and the average number of nucleotide differences (K) between them was 19.908.
The 69 individuals belonged to 32 haplotypes, according to the determined sequences. The average genetic distance (P)
among the haplotypes of the species was 0.070. Analysis of the phylogenetic tree using the neighbour鄄joining method showed
that the 32 haplotypes were clustered into three groups. The 32 haplotypes were randomly distributed between the four forest
musk deer populations. By means of the median鄄joining method, we found that haplotype 3 was located in the center of the
star graph, and that the other haplotypes were associated with haplotype 3 by 1—38 steps. The average genetic distance of
the four groups was 0.0434 ( standard error 0.005). The genetic relationship between the Fengxian musk deer plant and
Liuba populations was distant. The average genetic distance among the haplotypes was 0.043, so the genetic differentiation
had not yet reached the level of population differentiation. Our data indicated that the variation and genetic diversity were
high in the four populations of Moschus berezovskii. The captive breeding population and the wild population in Fengxian both
had a higher nucleotide diversity and haplotype diversity. There was no inbreeding or genetic diversity reduction in the
captive breeding population. The analysis of molecular variance demonstrated that most variation occurred within samples
and that there was significant differentiation between the four populations. The genetic differentiation between the farm
populations and the wild populations in Fengxian was small, with a high degree of gene flow. Estimates of the gene flow
indicated that there were few genetic exchanges among the four populations. Building pedigree records and increasing the
gene flow between populations will help to conserve these populations and this species.
Key Words: Moschus berezovskii; mitochondrial DNA; genetic diversity; D鄄loop region
摇 摇 林麝(Moschus berezovskii)是哺乳纲偶蹄目鹿科
麝属的一种动物[1鄄2],又名香獐、獐子、山驴、林獐、麝
鹿等。 因雄麝在脐部和生殖器之间有香囊,能分泌
和贮存麝香,故得名香獐,是珍贵的野生药用资源动
物。 数据显示,世界上 70%的麝香和与麝香相关的
产物都来自中国[3鄄4]。 是国家一级保护动物[5],曾广
泛分布于中国,由于非法盗猎、栖息地破碎化等影
响[6鄄8],野生林麝仅在陕西的凤县、陇县、镇平、留坝
等地呈零星状分布[9],数量由 8 万只锐减到 4000 只
左右[10],已濒临灭绝[11]。 因此研究林麝遗传多样性
对林麝资源的保护和开发利用意义重大。
线粒体 DNA(Mitochondrial DNA,mtDNA)是核
外遗传物质,因为具有以母系遗传方式遗传,其结构
简单、稳定,世代间没有基因重组且进化速度较快,
能更直观保存群体突变发生的特点,被广泛应用于
种群遗传多样性研究[12]。 mtDNA D鄄环(D鄄loop)是
线粒体基因组的非编码区,也叫控制区,富含 A、T碱
基,属于遗传高变区,进化速度比其他 mtDNA 区域
快,多态性丰富[13],由于 mtDNA D鄄loop 区的独特特
性,经常被应用到野生动物群体遗传多样性检测、群
体遗传结构分析、亚种与种群分化等方面研究中。
Hiendleder 等对欧、亚绵羊品种的控制区进行了遗传
多样性分析,将欧、亚群体分为两大母系起源[14]。
张涛等用 mtDAN D鄄Loop 区序列研究宁强矮马的遗
传多样性,结果显示,虽然宁强矮马群体内存在一定
程度的近交现象,但还是存在较为丰富的多态
性[15]。 林麝 mtDNA的研究也已经展开,彭红元研究
了林麝 mtDNA序列,结果显示林麝与鹿科动物有更
近的亲缘关系[16]。 H.Peng等利用林麝 mtDNA 部分
序列对比了四川 3 个人工养殖种群的遗传多样
性[17]。 因此,本研究对秦岭 3 个地区 69 个林麝个体
的 mtDNA D鄄loop 部分序列进行测序,并分析其遗传
多样性,从而为该种群遗传多样性和保护生物学的
研究提供科学资料。
1摇 材料与方法
1.1摇 材料来源
从凤县采集野生林麝毛发以及病死林麝肌肉组
织 39 个个体样品;凤县 3 个养殖场采集 14 个个体
毛发样品;留坝和陇县野生林麝肌肉样品分别为 9
个和 7 个。 肌肉样品于无水乙醇中固定,带回实验
室保存于-20 益冰箱。
用于毛发 DNA提取的 Chelex鄄 100 购自 Bio鄄Rad
公司,引物由上海生工生物工程技术服务有限公司
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合成。
1.2摇 方法
1.2.1摇 mtDNA的提取
毛发 mtDNA的提取参照周月琴[18]等的方法进
行。 所用玻璃器皿和塑料耗材均经过高温高压灭菌
处理。 另外,由于所用实验材料有些为在地上拾取
的陈旧毛发,其遗传物质可能已有部分降解,提取过
程中实验者本人及其他生物极可能对其造成外源污
染。 因此,在实验中设定了空白提取对照,即设定除
不加实验样品外其它所有提取步骤都与样品处理完
全一致的平行对照实验。 野生林麝毛发经微卫星鉴
定个体后使用。
肌肉组织 DNA 提取方法参照 Sambrook 和蔡振
媛等用蛋白酶 K和苯酚从哺乳动物细胞中分离高分
子质量 DNA的方法[19鄄20]提取总 DNA。
1.2.2摇 PCR扩增及其产物的测定
引物为 L: 5忆鄄CAACTAACCTCCCTAAGACTTCAAG鄄
3忆; H: 5忆鄄CCAAATGTATGACAGCACAGTTATG鄄3忆。
PCR反应总体积为 50 滋L,其中 10伊PCR Buffer 5.0
滋L,dNTP (200 滋mol / L) 1.0 滋L,DNA模板 2 滋L,上
下游引物(0.2 滋mol) 各 2 滋L,Taq 酶(5 U / 滋L) 0.4
滋L,超纯灭菌水 37.6 滋L。 PCR 反应体系在 95 益预
变性 1 min,94 益预变性 4 min,94 益变性 30 s,56 益
退火 45 s,68 益延伸 1 min,共 35 循环,最后一循环
保温 10 min,4 益 保存备用。 利用未加模板 DNA的
反应液作为空白对照,以检查是否有污染存在。
PCR 扩增产物采用 1.0%琼脂糖凝胶电泳检测其片
段大小与浓度,于-20 益保存。 产物送至上海英骏
生物技术有限公司进行纯化,在 ABI3730 型自动测
序仪上双向测序。
1.2.3摇 DNA序列数据处理
以 GenBank 已发表的林麝序列 AY835375.1 为
参考序列,将所有序列使用 Clustalx1.81 软件进行整
合对比[21], Seaview 软件检查比对结果并手动校
正[22]并去掉残留的引物序列。 利用 DNASP4.10[23]
软件统计种群核苷酸多样性(Pi)、序列的单倍型数
(h)、单倍型多样度(Hd)、平均核苷酸差异数(K)
等。 用 Mega5.05[24]软件计算碱基组成和差异和个
体间遗传距离。 用 MEGA5.0 软件计算群体间和群
体内 Kimura 2鄄parameter模型的遗传距离;分析碱基
组成及核苷酸位点的替换数;用 1000 次 Bootstrap 重
复分析,构建 Neighbour鄄joining 系统进化树。 用
Network[25]软件建立网状亲缘关系图,分析各群体单
倍型之间的进化关系。
2摇 结果
2.1摇 林麝 mtDNA D鄄Loop区 PCR扩增结果
林麝 mtDNA D鄄Loop 扩增片段长度为 635—637
bp,结果见图 1。

图 1摇 林麝 D鄄Loop区部分序列扩增电泳图
Fig. 1 摇 PCR result of mtDNA D鄄loop partial sequences in
Moschus berezovskii
2.2摇 序列分析
通过 PCR 获得 69 个林麝 mtDNA D鄄Loop 区
DNA 片段,经过双向测序、比对校正后除去重复区得
到 632 bp的序列,序列中 A、T、G和 C 4种核苷酸的
平均比例分别为 32.2%、31.0%、14.4%和 22郾 4%,A+
T含量为 63.2%,G + C 含量为 36.8%。 A+T含量高
于 G+C含量,说明林麝线粒体 DNAD鄄loop 区部分序
列富含 A+T;表现出碱基组成的偏倚性。 与 NCBI公
布的林麝 D鄄Loop序列(AY835375郾 1)对比发现有 32
个单倍型(表 1),171 个多样性位点,73 个单一变异
位点, 98 个简约信息位点,占分析位点总数的
27.05%。
2.3 摇 mtDNA D鄄loop 序列的遗传多样性及分子系
统树
利用 DNAsp软件计算了林麝 69 个个体 mtDNA
D鄄loop序列的遗传多样性指数(表 2),单倍型多样
度(Hd)为 0.929,核苷酸多样性(Pi)为 0.04424,平
均核苷酸差异数(K)为 19.908。
应用MEGA软件,根据 D鄄loop序列计算了 32个
单倍型之间的遗传距离为 0.002—0.298,单倍型的平
均遗传距离为 0.070(标准误为 0.01)。 其中单倍型
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1与单倍型 29、单倍型 3与单倍型 6、单倍型 11 与单
倍型 15、单倍型 3 与单倍型 20 的遗传距离最小,均
为 0.002;单倍型 26 与单倍型 31 的遗传距离最大,
为 0.298。
表 1摇 陕西省林麝 mtDNA D鄄loop部分序列的单倍型在群体中的分布
Table 1摇 Haplotypes of mtDNA D鄄loop partial sequence in four pupulations in Moschus berezovskii
单倍型
Haplo鄄type
群体号 Population number
凤县野生 凤县养殖场 留坝 陇县
单倍型
Haplo鄄type
群体号 Population number
凤县野生 凤县养殖场 留坝 陇县
Hap1 2 0 4 0 Hap17 1 0 0 0
Hap2 1 0 0 2 Hap18 5 1 0 0
Hap3 11 3 1 0 Hap19 0 0 1 0
Hap4 0 0 0 1 Hap20 1 0 0 0
Hap5 1 0 0 0 Hap21 1 0 0 0
Hap6 5 0 0 2 Hap22 0 1 0 0
Hap7 0 0 0 1 Hap23 1 0 0 0
Hap8 1 0 0 0 Hap24 0 0 1 0
Hap9 1 0 0 0 Hap25 0 1 0 0
Hap10 1 0 0 0 Hap26 0 1 0 0
Hap11 1 0 0 0 Hap27 0 0 1 0
Hap12 1 1 0 0 Hap28 1 0 0 0
Hap13 0 1 1 0 Hap29 0 0 0 1
Hap14 0 1 0 0 Hap30 0 1 0 0
Hap15 2 2 0 0 Hap31 1 0 0 0
Hap16 0 1 0 0 Hap32 1 0 0 0
表 2摇 陕西省林麝 mtDNA D鄄loop部分序列的遗传多样性指数
Table 2 摇 Genetic diversity indices of mtDNA D鄄loop partial
sequences in Moschus berezovskii
遗传多样性指数 Genetic diversity indices
多态性位点数 Number of polymorphic sites, S 171
单倍型数 Number of haplotypes, H 32
单倍型多样度 Haplotypes diversity, Hd 0.929
核苷酸多样性 Nucleotide diversity, Pi 0.04424
平均核苷酸差异数
Average number of nucleotide differences, K 19.908
通过软件构建了陕西林麝不同群体单倍型间的
NJ分子系统树(图 2),从图 2中可以看出,所有的单
倍型可以被归为 3 个大分支,但是 4 个林麝群体中
的单倍型是混乱分布的。 分支 1 包含了 11 种单倍
型,凤县野生种群有 3种(Hap1、17、23)、凤县养殖场
群体有 2 种(Hap13、14)、陇县群体有 2 种(Hap4、
29)、留坝群体有 3 种(Hap1、13、19),其中 Hap1 是
凤县野生群体和留坝群体共有的、Hap13 是凤县养
殖场群体和留坝群体共有的;分支 2 包含了 6 种单
倍型,凤县野生群体有 4种(Hap8、9、10、21)、留坝群
体有2种( Hap24、27) ;分支3包含了15种单倍型,
图 2摇 陕西林麝 mtDNA D鄄loop 部分序列单倍型的 Neighbour鄄
joining分子系统树
Fig.2摇 The Neighbour鄄joining phylogenetic tree of mtDNA D鄄
loop haplotypes in musk deer population
0985 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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凤县野生群体有 10 种(Hap2、3、5、6、11、15、18、20、
28、32)、凤县养殖场群体有 7 种(Hap3、15、16、18、
25、26、30)、陇县群体有 2 种(Hap6、7)、留坝群体有
2种(Hap2、3),其中 Hap2是凤县野生群体和留坝群
体共有的,Hap3 是凤县野生群体、凤县养殖群体和
留坝群体共有的,Hap6 是凤县野生群体和陇县群体
共有的,Hap15、18 是凤县野生群体、凤县养殖群体
共有的。 Network 的 Median鄄joining 方法构建单倍型
网络结构图显示出星状的分布态势,没有将 32 个单
倍型区分为对应不同地理区域或者地理种群的单系
群。 单倍型 Hap3位于星状图的中心,其他单倍型则
经过 1—38步突变与其相连(图 3)
图 3摇 4个林麝种群 D鄄Loop序列单倍型间的网状亲缘关系图
Fig.3 摇 Minimum spanning networks showed genetic relationship among haplotypes of mtDNA D鄄Loop gene for four forest musk
deer populations
2.4摇 4个群体的遗传结构
利用 DNAsp 软件计算了陕西林麝 4 个不同区
域 mtDNA D鄄loop 序列的遗传多样性指数(表 3)。 凤
县地区野生林麝单倍型多样度(Hd)0.980;单倍型数
(h)29 个;核苷酸多样度(Pi) 0.03594;多样性位点
142 个。 凤县养殖场林麝单倍型多样度(Hd)0.978;
单倍型数(h)12 个;核苷酸多样度(Pi) 0.04917;多
样性位点 154 个。 留坝地区林麝单倍型多样度
(Hd)0.833;单倍型数(h) 6 个;核苷酸多样度(Pi)
0郾 03025;多样性位点 47 个。 陇县地区林麝单倍型
多样度(Hd)0.905;单倍型数(h)5 个;核苷酸多样度
(Pi)0.03962;多样性位点 60个。
用 Kimura 2鄄parameter 模型计算种群内及种群
间的遗传距离(表 4),4 个群体的平均遗传距离为
0郾 043(标准误 SE为 0.005),凤县养殖场群体与留坝
群体和陇县群体的遗传距离较远,凤县野生群体和
陇县群体的遗传距离较近。 种群间的遗传距离反映
了群体间亲缘关系的远近,由此可知,凤县养殖场群
体与留坝和陇县群体的亲缘关系较远。 衡量各群体
间的遗传分化指标见表 5。
3摇 讨论
3.1摇 陕西林麝 mtDNA D鄄Loop区序列特征
本研究通过测序分析得出秦岭地区林麝 4 个群
体 mtDAN D鄄Loop区的变异位点为 171个,占分析位
点的 27.05%,变异程度比同一地区林麝种群的 Cytb
基因片段中检测到 37 个变异位点(约占 8.68%)的
结果高[26],这再次证明了 D鄄loop 的进化速率比
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mtDNA其它区域快。
表 3摇 林麝 4个群体的统计参数
Table 3摇 Demographic parameters estimated from four populations of forest musk deer
采集地
Collection
sites
样本个数(个)
Number of
samples
单倍型
变异度(Hd)
Hyplotype
diversity
变异位点数
Number of
var iability
locus
单倍型数(h)
Number of
hyplotype
平均核苷
酸差异(K)
Average number
of nucleotide
differences
核苷酸
多样度(Pi)
Nucleotide
diversity
Tajima忆s D
凤县野生 39 0.980 142 29 20.416 0.03594 -1.45277(P>0.10)
凤县养殖场 14 0.978 154 12 30.286 0.04917 -1.68146(0.10>P>0.05)
留坝 9 0.833 47 6 17.333 0.03025 0.01186(P>0.10)
陇县 7 0.905 60 5 23.571 0.03962 -0.21753(P>0.10)
表 4摇 林麝 4个群体的遗传距离
Table 4摇 Genetic distance of four populations of forest musk deer
群体 Population 留坝 陇县 凤县(野生) 凤县(养殖场)
留坝 0.038(0.006) (0.006) (0.007) (0.007)
陇县 0.045 0.041(0.006) (0.005) (0.005)
凤县(野生) 0.052 0.042 0.038(0.004) (0.004)
凤县(养殖场) 0.059 0.051 0.046 0.055(0.005)
摇 摇 括号内为标准误差
表 5摇 林麝各群体间的遗传分化
Table 5摇 Genetic differentiation among different populations of forest musk deer
种群 1
Pop1
种群 2
Pop2
基因
多样度(Hs)
Gene
diversity
平均核苷酸
差异数(Kxy)
The average
number of
nucleotide
differences
基因分化
系数(Gst)
Gene
differentiation
coefficient
遗传分
化指数(Fst)
Diversity
coefficient
核苷酸
分歧度(Dxy)
Nucleotide
divergence
核苷酸净
遗传距离(Da)
Net nucleotide
divergence
陇县 留坝 0.86310 19.14286 0.07023 0.11381 0.04254 0.00484
陇县 凤县(野生) 0.89712 17.81685 0.03510 0.05563 0.03959 0.00220
陇县 凤县(养殖场) 0.92545 21.40816 0.04279 0.05286 0.04757 0.00251
留坝 凤县(野生) 0.88610 21.84615 0.03968 0.26632 0.04855 0.01293
留坝 凤县(养殖场) 0.89695 24.65873 0.04505 0.21006 0.05480 0.01151
凤县(野生) 凤县(养殖场) 0.90539 19.19231 0.00643 0.00712 0.04265 0.00033
摇 摇 同时结果显示,林麝的 G 含量比其他 3 个碱基
含量低,显示较明显的碱基偏倚,这是由于蛋白质编
码基因的核苷酸突变在密码子第三位点上受到的自
然选择压力较小所致,证明密码子第三位点能够更
清晰地表明线粒体基因组核苷酸组成的不均
一性[27鄄28]。
3.2摇 林麝人工养殖对林麝遗传多样性的影响
长期以来,我国对麝香的年需求量非常大,接近
2000kg[29],而野生麝资源持续下降,从 20世纪 50 年
代起,为了解决麝香短缺问题,我国许多地方开始人
工养麝,陕西省凤县是国内养殖数量最大的地
区[30]。 本研究中,林麝养殖场群体的 Tajima忆s D 值
为-1.68146(表 3),其显著性高于其他 3 个群体,
0郾 10>P>0.05,说明养殖场群体的林麝有种群扩张和
定向选择的趋势,其他 3个野生群体的 Tajima忆s D值
不显著背离 0,复合中性突变[31]。 而且养殖场群体
的单倍型变异度(Hd)仅低于凤县野生群体,核苷酸
多样度(Pi)为 4 个群体中最高,说明虽然人工养殖
条件下,并没有出明显的现近繁殖导致的遗传多样
性降低的情况。 这与当地养殖户会从四川、上海等
地引进林麝,并对每头林麝进行身份标记,防止近亲
繁殖有关。 四川省林麝养殖已有 50 多年历史[17],
2985 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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陕西省所有规模较大的养殖户都有从四川各个养殖
场引进林麝的记录。 有近 10 户养殖户及凤县养殖
场有从上海林麝养殖场引进林麝的记录。 同时,从 4
个群体间的遗传距离来看(表 4),凤县养殖场群体
和凤县野生群体的遗传距离小于和其他两个群体的
遗传距离。 这与当地养殖户会收养凤县地区生病野
生林麝并进行繁殖有关。 由此来看,虽然近几年凤
县地区林麝养殖发展迅速,但是由于定期引进外地
林麝并防止近亲繁殖的工作到位,人工养殖麝群并
没有出现遗传多样性降低的情况。 所以在养殖户出
现的初生麝畸形、雄性死亡率偏高的情况[32]遗传多
样性高低关系不大。
3.3摇 陕西林麝群体的遗传多样性
遗传多样性是估计种群长期生存可能性重要指
标,也是生物学上制定保护计划所必需的内容之一。
遗传多样性的丧失会引起个体繁殖适合度的下降。
应用 mtDNA测序技术来研究物种的遗传多样性时,
通常用几个重要指标来衡量一个群体 mtDNA 的遗
传变异程度,单倍型间的平均遗传距离(P)、核苷酸
多样性(Pi)和单倍型多样度值(Hd) [33鄄34]。 一般大
多数哺乳动物的 P值都在 0.01 以上,就被认为变异
大[35]。 本实验结果显示,4 个群体单倍型间的平均
遗传距离为 0.043,大于 0.01,这说明陕西林麝群体
的遗传变异较大。 Hd 值是单倍型多样度,指样本中
随机抽取到两个不同单倍型的频率;Pi 值是核苷酸
多样度,指序列间每个位点的平均核苷酸差异数。
Hd值和 Pi值越大,群体的多态程度越高,遗传多样
性越丰富[36]。 根据 Nei等[37]的定义,给定群体内两
随机选取的 mtDNA序列间 Pi值越小,表明群体的遗
传多样性越低。 Pi 值考虑了各种 mtDNA 单倍型在
群体中比例,故在反映一个群体 mtDNA 的多态程度
时比单纯的平均遗传距离更可靠。 Lan 等[35]认为,
当 Pi值在 0.0015—0.0047 时,群体的遗传多样性较
低。 本研究中,林麝 4个群体 mtDNA D鄄Loop 区的核
苷酸多样性(Pi)为 0.04424,凤县养殖场群体核苷酸
多样性最大为 0.04917,留坝群体的核苷酸多样性最
小为 0.03025,凤县野生群体和陇县群体居中,均大
于 0.0047。 与其他鹿科动物 D鄄Loop 区部分序列的
核苷酸多样性相比,大于原麝(Moschus moschiferus)
0.0265[38]、梅花鹿 (Cervus nippon) 0. 0106[39]、黑麂
(Muntiacus muntja) 0. 00562[40]、海南坡鹿 ( Cervus
eldi)0.0014—0.0024[41]。 综上可知,目前陕西林麝
群体遗传多样性较丰富,且凤县养殖场群体的遗传
多样性丰富度最大。
从表 5各群体的遗传分化指数 FST可知,凤县野
生群体和凤县养殖场群体的 Fst 值最小为 0.00712,
凤县野生群体与留坝群体的 Fst 值最高为 0.26632。
可见凤县野生群体和凤县养殖场群体两者遗传分化
较小,存在着较高的基因流水平,这与凤县养殖户长
期收留生病或走失野生林麝有关。 同时,根据
Shaklee等[42]发表的资料,提出鱼类在属、种和种群
三级水平上的遗传距离 P 值分别为 0. 90,0. 30 及
0郾 05的分类判据。 本实验结果显示,单倍型间的平
均遗传距离为 0.043,可见其遗传分化尚未达到种群
分化的水平。
References:
[ 1 ] 摇 Sheng H L. The Deer in China. East China Normal University
Press, Shanghai, 1992.
[2] 摇 Wang Y, Jiang H R, Xue W J. Advances in Research of Forest
Musk Deer (Moschus berezovskii) . Sichuan Journal of Zoology,
2006, 25(1): 195鄄200.
[3] 摇 Zou F D, Yue B S, Xu L, Zhang Y Z. Isolation and
characterization of microsatellite loci from forest musk deer.
Zoological Science, 2005, 22(5): 593鄄598..
[4] 摇 Sheng H L. The Current status of Chinese musk deer resources and
saving countermeasures. Chinese of Wildlife, 1996, 91 ( 3 ):
10鄄12.
[5] 摇 Le P Q, Chen Y Y. China Red Data Book of Endangered Animals.
Science Press, Beijing, 1998.
[6] 摇 Yang Q S, Meng X X, Xia L, Feng Z J. Conservation status and
causes of decline of musk deer ( Moschus spp.) in China.
Biological Conservation, 2003, 109(3): 333鄄342..
[7] 摇 Meng X X, Zhou C Q, Hu J C, Li C, Meng Z B, Feng J C, Zhou
Y J, Zhu Y J. Musk deer farming in China. Animal Science,
2006, 82(1): 1鄄6.
[8] 摇 Sheng H L; Liu Z X. The Musk Deer in China.Shanghai Science
and Technology Press, Shanghai, 2007.
[9] 摇 Jiang Y A. Number estimate of Musk deer (Muschus berezovskii)
of Shaanxi province. Journal of Shaanxi Normal University(Natural
Science Edition), 1997, 25: 127鄄130.
[10] 摇 Liu W H, Yue N Y, Zhang H F. Present situation and analysis of
Shaanxi domestic musk deer resources. Journal of Shaanxi Normal
University (Natural Science Edition), 2006, 34(3): 183鄄187.
[11] 摇 Wu J Y, Wang W. The Musk Deer of China. China Forestry
Publishing House, Beijing, 2006.
[12] 摇 Zhou J L, Zhang Y P, Huang M H. Phylogenetic Relationships
3985摇 20期 摇 摇 摇 冯慧摇 等:陕西省林麝 mtDNA D鄄loop区序列结构和种群遗传多样性 摇
http: / / www.ecologica.cn
Among Crotalinae Based on Mitochondrial Cytochrome B Gene
Sequence Variations. Current Zoology, 2001, 47: 361鄄 366.
[13] 摇 Sun W L, Yang B H, Cao X L. Phylogenetic Relationship and
Genetic Diversity of Chinese four domestic donkeys using mtDNA
D鄄Loop. China Herbivores, 2007, 27(2): 7鄄10.
[14] 摇 Hiendleder S, Mainz K, Plante Y, Lewalski H. Analysis of
mitochondrial DNA indicates that domestic sheep are derived from
two different ancestral maternal sources: no evidence for
contributions from urial and argali sheep. Journal of Heredity,
1998, 89(2): 113鄄120.
[15] 摇 Zhang T, Lu H C. Genetic Diversity of Mitochondrial DNA D鄄loop
Sequences in Ningqiang Pony. Scientia Agricultura Sinica, 2012,
45(8): 1587鄄1594.
[16] 摇 Peng H Y, Zhang X Y, Yue B X. A Primary Analysis on the
Amplification of the Complete Mitochondrial Genome of Forest
Musk Deer (Moschus Berezovskii) and Their Sequence Structures.
Journal of Yulin Teachers College, 2011, 32(2): 63鄄68.
[17] 摇 Peng H, Liu S, Zou F, Zeng B, Yue B. Genetic diversity of
captive forest musk deer (Moschus berezovskii) inferred from the
mitochondrial DNA control region. Animal Genetics, 2009, 40
(1): 65鄄72.
[18] 摇 Zhou YQ, Zhu W, Liu Z P, Wu WQ. A Quick Method of
Extraction of DNA by Chelex鄄 100 from Trace Bloodstains. Fudan
University Journal of Medical Sciences, 2003, 30: 379鄄380.
[19] 摇 Joe Sambrook, David W Russell. Molecular Cloning. A Laboratory
Manua, 3rd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2001,
463鄄470.
[20] 摇 Sambrook J, Russell D W. Molecular Cloning: A Laboratory
Manual. 3rd ed. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press,
2001: 463鄄470.
[21] 摇 Yue G H, Li Y, Lim L C, Lim L C, Orban L. Monitoring the
genetic diversity of three Asian arowana ( Scleropages formosus)
captive stocks using AFLP and microsatellites. Aquaculture,
2004, 237(1 / 4): 89鄄102.
[22] 摇 Galtier N, Gouy M, Gautier C. SEAVIEW and PHY LO鄄WIN:
two graphic tools for sequence alignment and molecular phylogeny.
Computer Applications Bioscience, 1996, 12(6): 543鄄548.
[23] 摇 Rozas J, S佗nchez鄄DelBarrio J C, Messeguer X, Rozas R. DnaSP,
DNA polymorphism analyses by the coalescent and other methods.
Bioinformatics, 2003, 19(18): 2496鄄2497.
[24] 摇 Tamura K, Peterson D, Peterson N, Nei M, Kumar S. MEGA5:
molecular evolutionary genetics analysis using maximum
likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony
methods. Molecular Biology and Evolution, 2011, 28 ( 10 ):
2731鄄2739.
[25] 摇 Bandelt H J, Forster P, Rohl A. Median鄄joining networks for
inferring intraspecific phylogenies. Molecular Biology and
Evolution, 1999, 16(1): 37鄄38.
[26] 摇 Feng H, Feng C L. Hair DNA Extraction and Phylogenic Analysis
of Forest Musk Deer ( Moschus berezovskii) . Acta Agriculturae
Borealioccidentalis Sinica, 2012, 21(8): 14鄄18.
[27] 摇 Meyer A. Evolution of Mitochondrial DNA in Fishes. Amsterdam:
Elsevier Press, 1993: 1鄄36.
[28] 摇 Li A. Gao T X, Sun D R. Comparative Analysis of White Croaker
(Pennahia argentata) Based on Complete Cytochrome b Gene
Sequence in Mitochondrial DNA. Journal of Fishery Sciences of
China, 2010, 16: 1166鄄 1171.
[29] 摇 Zhong L B, Wu Y Q. The Breeding and Protection of musk deer in
china. TRAFFIC East Asia, HongKong, 2001, 11鄄33.
[30] 摇 Su L N, Hou Q K, Che LF. Prospect on the Musk Deer Farming
in Shaanxi Province. Shaanxi Journal of Agricultural Sciences,
2011, 57: 159鄄161.
[31] 摇 Guo Y B. Genetic Diversity, Origin and Genetic Differentiation of
Ten Sheep Breeds Using Mitochondrial DNA D鄄loop Region.
Shandong Agricultural University, Shandong, 2010.
[32] 摇 Hu Z J, Wang Y, Xue W J. Domestic Rearing of Forest Musk
Deer (Moschus berezovskii) in Fengxian County, Shaanxi, China:
History, Status and Reproductive Characteristics. Sichuan Journal
of Zoology, 2007, 26: 948鄄951.
[33] 摇 Nei J E, Avise J C. Application of a random walkmodel to
geographic distributions of animal mitochondrial DNA variation.
Genetics, 1993, 135(4): 1209鄄1220.
[34] 摇 Peng S, Dai Y G. Sequence Polymorphism of mtDNA D鄄Loop in
the Population of the Endangered Species Onychostoma Rara From
the Qingshui River. Journal of Fisheries of China, 2009, 33:
196鄄200.
[35] 摇 Lan H, Shi L M. The origin and genetic differentiation of native
breeds of pigs in southwest China: An approach from
mitochondrial DNA polymorphism. Biochemical Genetics, 1993,
31(1 / 2): 51鄄60.
[36] 摇 Zhang L, Gun S B. Analysis of Genetic Diversity and Phylogeny of
Five Chinese Subspecies of Wapiti Using Mitochondrial Cytb
Complete Sequence. Acta Agriculturae Boreali鄄Sinica, 2010, 25
(4): 12鄄16.
[37] 摇 Nei J E,Avise J C.Application of random walkmodel to geographic
distributions of animal mitochondrial DNA variation. Genetics,
1993,135(4):1209鄄1220.
[38] 摇 Ma X Z. Genetic Diversity and Preservation Measures for
Germplasm Resources of Musk Deer in China Northeast Forestry
University, Hei Longjiang, 2012.
[39] 摇 Wu H, Wang Q H, Fang S G. Two genetically distinct units of the
Chinese sika deer ( Cervus nippon): analyses of mitochondrial
DNA variation. Biological Conservation, 2004, 119 ( 2 ):
183鄄190.
[40] 摇 Wu H L, Fang S G. Mitochondrial DNA genetic diversity of black
muntjac (Muntiacus crinifrons): an endangered species endemic
to China. Biochemical Genetics, 2005, 43(7 / 8): 407鄄416.
[41] 摇 Balakrishnan C N, Monfort S L, Gaur A, Singh L, Sorenson M
4985 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
http: / / www.ecologica.cn
D. Phylogeography and conservation genetics of Elds deer (Cervus
eldi) . Molecular Ecology, 2003, 12(1): 1鄄10.
[42] 摇 Shaklee J B, Tamaru C S, Waples R S. Speciation and evolution
of marine fishes studied by the electrophoretic analysis of proteins.
Pacific Science, 1982, 36(2): 141鄄157.
参考文献:
[ 1 ]摇 盛和林. 中国鹿类动物. 上海: 华东师范大学出版社, 1992.
[ 2 ] 摇 王淯, 姜海瑞, 薛文杰. 林麝 (Moschus berezovskii) 研究概况
和进展. 四川动物, 2006, 25(1): 195鄄200.
[ 4 ] 摇 盛和林. 我国麝资源现状及救护措施. 野生动物, 1996, 91
(3): 10鄄12.
[ 5 ] 摇 国家林业局办公室. 国家林业局令(第七号). 2003. 2. 24.
[ 8 ] 摇 盛和林, 刘志霄. 中国麝科动物. 上海: 上海科技技术出版
社, 2007.
[ 9 ] 摇 江廷安. 陕西省林麝的数量估计. 陕西师范大学学报: 自然科
学版, 1997, 25(增刊): 127鄄130.
[10] 摇 刘文华,岳乃鱼,张洪峰. 陕西省家养林麝资源现状与分析研
究. 陕西师范大学学报: 自然科学版, 2006, 34(3): 183鄄187.
[11] 摇 吴家炎, 王伟. 中国麝类. 北京: 中国林业出版社, 2006.
[12] 摇 周继亮, 张亚平, 黄美华, 陈永久, 陈小青, 姚耿东. 蝮亚科
蛇线粒体细胞色素 b基因序列分析及其系统发育. 动物学报,
2001, 47(4): 361鄄366.
[13] 摇 孙伟丽, 杨博辉, 曹学亮, 孙永峰, 梁春年, 刘建斌. 中国四
个地方驴品种 mtDNA D鄄Loop部分序列分析与系统进化研究.
中国草食动物, 2007, 27(2): 7鄄10.
[15] 摇 张涛, 路宏朝. 宁强矮马线粒体 DNA D鄄loop区的遗传多样性.
中国农业科学, 2012, 45(8): 1587鄄1594.
[16] 摇 彭红元,张修月, 岳碧松. 林麝线粒体基因组扩增及其序列结
构的初步分析. 玉林师范学院学报, 2011, 32(2): 63鄄68.
[18] 摇 周月琴, 朱伟, 刘志萍, 吴文庆. 用 Chelex鄄100快速提取微量
血痕中的 DNA. 复旦学报: 医学版, 2003, 30(4): 379鄄380.
[19] 摇 蔡振媛, 张同作, 连新明, 慈海鑫, 苏建平. 一种提取动物基
因组总 DNA的野外样品保存方法. 四川动物, 2006, 25(3):
473鄄477.
[26] 摇 冯慧, 冯成利, 刘晓农, 任轶. 陕西省林麝毛发 DNA 的提取
及系统发育分析. 西北农业学报, 2012, 21(8): 14鄄18.
[28] 摇 李昂,高天翔,孙典荣. 中国近海与日本近海白姑鱼线粒体细
胞色素 b 基因全序列比较分析. 中国水产科学, 2010, 17
(6): 1166鄄1171.
[29] 摇 钟乐邦, 吴郁琪. 中国的养麝场与麝的保护工作. 香港: 东亚
野生物贸易研究委员会, 2001: 11鄄33.
[30] 摇 苏丽娜, 侯罄康, 车利锋, 唐婕, 吴晓民. 陕西省人工养麝业
展望. 陕西农业科学, 2011, 57(2): 159鄄161.
[31] 摇 郭彦斌. 利用 mtDNA D鄄loop 区研究 10 个绵羊品种的遗传多
样性、起源及遗传分化 [D]. 济南: 山东农业大学, 2010.
[32] 摇 胡忠军, 王淯, 薛文杰, 姜海瑞, 徐宏发. 陕西凤县林麝家庭
养殖: 历史、现状与繁殖特性. 四川动物, 2007, 26 ( 4):
948鄄951.
[34] 摇 彭珊, 代应贵. 濒危鱼类稀有白甲鱼清水江种群 mtDNA D鄄
loop序列多态性. 水产学报, 2009, 33(2): 196鄄200.
[36] 摇 张丽, 滚双宝, 雷天云, 刘丽霞, 秦大伟, 赵世峰. 应用
mtDNA Cytb基因全序列分析中国 5 个马鹿群体的遗传多样
性和系统发育. 华北农学报, 2010, 25(4): 12鄄16.
[38] 摇 马晓哲. 我国原麝遗传多样性研究及其种质资源保存对策探
讨 [D]. 哈尔滨: 东北林业大学, 2012.
5985摇 20期 摇 摇 摇 冯慧摇 等:陕西省林麝 mtDNA D鄄loop区序列结构和种群遗传多样性 摇