遺傳多樣性與起源研究

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1、西北農(nóng)林科技大學2009級碩博連讀研究生學位論文開題報告黃牛、水牛和牦牛Y染色體分子遺傳多樣性與起源研究Y-chromosomeMolecularGeneticDiversityandOriginsinCattle,BuffaloandYak學院：動物科技學院　　學科、專業(yè)：動物遺傳育種與繁殖研究方向：動物遺傳學研究生：XX指導教師：雷初朝教授黃牛、水牛和牦牛Y染色體分子遺傳多樣性與起源研究一、選題的目的與意義黃牛、水牛和牦牛是我國3個重要的牛種，具有對周圍環(huán)境的高度適應性、耐粗放管理、抗病力強、繁殖力高、肉質(zhì)好等特點。這些地方牛種本身就是一座天然的基因庫，正是進行雜種優(yōu)勢利用和進一步培育高

2、產(chǎn)品種的良好原始材料。在當今世界畜禽品種資源日趨匱乏，品種逐步單一化的情況下，對我國這些牛種遺傳資源的保護將對今后的育種工作產(chǎn)生很大的影響，起到難以估量的作用[1]。中國黃牛的起源進化與遺傳多樣性一直是國內(nèi)外動物遺傳學家感興趣的課題之一。一般認為，中國黃牛是多元起源的，并主要受普通牛和瘤牛的影響，但究竟起源于哪幾個牛種，觀點不一[2,3]。在黃牛遺傳多樣性方面，自二十世紀八十年代以來，眾多研究者分析了中國地方黃牛的核型，發(fā)現(xiàn)不同黃牛品種的Y染色體形態(tài)具有明顯的多態(tài)性，普通牛為中著絲?；騺喼兄z粒，瘤牛為近端著絲粒[4-6]。常振華等發(fā)現(xiàn)中國黃牛Y染色體主要屬于Y2（普通牛）和Y3（瘤牛）單倍

3、群[7]，但事實上黃牛的每種Y染色體單倍群下都可細分為多種單倍型，而中國黃牛由哪些Y染色體單倍型組成，有無優(yōu)勢單倍型以及單倍型的品種分布有無地理特點，與國外黃牛品種有何不同，這些問題都亟待闡明，以期為黃牛品種資源保護和雜交育種工作提供參考依據(jù)。中國也擁有豐富的水牛資源。水牛的馴化時間，地點尚無定論，國內(nèi)一些學者在形態(tài)學和考古學方面進行了一些研究，給中國水牛的馴化歷史提供了一些參考[8,9]，但僅靠形態(tài)學和考古學的研究是遠遠不夠的，還需要分子遺傳學的更多證據(jù)。目前國內(nèi)外對水牛的起源研究主要是在線粒體DNA的母系起源方面，認為水牛有兩個母系起源（A支系和B支系）[10-12]，近年來，也有中國學

4、者對水牛的常染色體微衛(wèi)星多態(tài)性進行了研究，其結果都表明中國水牛的遺傳多樣度豐富，傾向于支持中國水牛的本土起源假說[13,14]。對Y染色體遺傳多樣性的研究，將提供更多的分子遺傳學信息，會有助于評估水牛的遺傳資源狀況，也有助于闡明中國水牛的馴化歷史。牦牛主要分布于我國的青藏高原，俗稱“萬能種”，通常皆為兼用，如乳、肉、毛、皮、役力，是經(jīng)濟價值極高的珍貴畜種[1]。家牦牛是在青藏高原馴化的，藏族自古以來生息于西藏，是馴化牦牛之主，因此牦牛的馴化始終與藏族文化的發(fā)展休戚相關，是當?shù)厝嗣癫豢煞蛛x的生產(chǎn)和生活資料[15]。從牦牛生活的特定氣候地帶的適應性和生態(tài)地理、生理特征的表現(xiàn)看，牦牛是地球之巔特有

5、的高寒環(huán)境中生存的一個寶貴的特化種，牦牛的馴化與繁衍有著與其他牛種極其不同的種類特點，牦牛對高寒山區(qū)的氣候和貧瘠的草地所具有的特殊的適應性也是世界上任何畜種所不及的。但目前為止，只有對家牦牛線粒體DNA多態(tài)性方面的研究，牦牛有兩個母系起源（Y1和Y2）[16-18]，對牦牛遺傳多樣性的了解仍比較缺乏[19]。Y染色體分子標記在追溯動物的起源與進化的歷史中發(fā)揮了重要作用，同時在家牛的繁殖體系中，一般為一公多母，在很多地區(qū)都采用人工授精，因此公牛特有的Y染色體遺傳多樣性對群體的遺傳多樣性有著非常重要的影響。本研究旨在利用牛Y染色體分子標記來分析中國三個牛種的Y染色體單倍型多樣性與地理分布特點，揭

6、示三個牛種的父系遺傳多樣性，為探討我國家牛乃至亞洲家牛的起源歷史提供依據(jù)，同時也為我國家牛資源的系統(tǒng)分類、遺傳資源保護和進一步開發(fā)利用提供科學依據(jù)，對于了解我國家?；驇熨Y源狀況，指導家牛的定向育種及保護家牛遺傳資源的多樣性具有重要意義。二、選題依據(jù)2.1理論依據(jù)牛的Y染色體遵循父系遺傳，其絕大部分為非重組區(qū)，故單倍型保持完整，不易受重組和回復突變影響，突變率低，比常染色體上的微衛(wèi)星標記更能穩(wěn)定遺傳，是進化事件的忠實記錄者。再者，由于Y染色體為單倍體，其有效群體大小遠小于常染色體位點，較易產(chǎn)生牛群特異的單倍型，Y染色體特異性微衛(wèi)星位點和單核苷酸多態(tài)性（SNPs）組成的單倍型在家牛的分布，是研

7、究早期家牛的起源及其遷徙路線的理想工具[20-22]。Y染色體SNP分子標記在一個物種的進化歷程中幾乎不存在回復及重復突變，能忠實記錄下父系祖先的進化歷史，并且突變率很低（約1×10-9）[23]。位于Y染色體的MSY區(qū)（雄性特異區(qū)）的Y-SNPs，可以組合成Y染色體特異的單倍群[24]，而每個特異的單倍群只有唯一的起源，這樣就可以構建最大簡約樹來分析各單倍群的系統(tǒng)發(fā)育關系。微衛(wèi)星（STRs）是指以1-6個核