利用微卫星标记分析鸭群体遗传多样性

利用微卫星标记分析鸭群体遗传多样性

我国丰富的养鸭品资源，不仅有许多优良的当地品种（27个），还有从国外引进的品种和近年来种植的新品种。这些品种对中国养鸭业的发展起到了积极的作用。有关鸭品种遗传变异的研究报道相对较少,且已有的报道主要集中在一些生化性状方面,利用分子遗传标记对鸭开展的研究则更少。微卫星标记具有数量大、分布广而均匀、多态信息含量高、共显性遗传、引物通用、检测方法简便、快捷等优点,目前已被广泛应用于各种家禽品种群体遗传结构和亲缘关系的分析,并取得了许多有价值的研究成果。本研究运用9个微卫星标记对高邮鸭、金定鸭、荆江麻鸭、龙白鸭、山麻鸭、白羽番鸭、苏牧麻鸭、苏牧白羽鸭、苏牧黑羽鸭、黑羽番鸭(纯黑)、黑羽番鸭(白头)11个鸭种(群)进行了遗传学检测,旨在从分子水平上揭示不同鸭品种的遗传变异,为鸭品种资源的保护及利用提供依据。1材料和方法1.1鸭种和引物的选择1)血样来源:采集11个鸭种(群)的血样,其中高邮鸭、金定鸭、荆江麻鸭、山麻鸭为我国地方品种,白羽番鸭为从法国引进品种,苏牧麻鸭、苏牧白羽鸭、苏牧黑鸭、黑羽番鸭(纯黑)、黑羽番鸭(白头)为江苏丰达种鸭场培育品种,龙白鸭为福建培育品种。上述品种除高邮鸭来源于高邮种鸭场外,其余均来源于国家水禽种质资源基因库。每个鸭品种采集40个血样,爪静脉采血,肝素钠抗凝,全血加入裂解液中混匀,4℃保存备用。2)引物:随机选择分布于不同染色体上的9对微卫星引物(表1)用于本研究。所有引物均由上海生工生物工程公司合成。3)试剂:10×Buffer、Taq酶、Mg2+、dNTPs为上海生工生物工程公司产品。4)主要仪器和设备:HybridPCR扩增仪、Kodak凝胶成像系统。1.2na-pcr扩增1)DNA提取:参照文献,稍加修改。2)PCR扩增:反应体系体积为25μL,其中50ng·μL-1DNA模板1.5μL,10×Buffer2.5μL,25mmol·L-1MgCl21.2～2.0μL(因基因座而异),10mmol·L-1dNTPs0.5μL,5pmo1·μL-1两侧引物各1μL,5U·μL-1TagDNA聚合酶0.2μL,用超纯水补足25μL。反应程序为:94℃预变性10min;94℃变性40s,55～58℃退火40s,72℃延伸40s,共35个循环;72℃最终延伸5～10min。3)电泳及结果记录:扩增结束后,先用2%琼脂糖电泳检测是否有扩增产物,以及扩增产物是否在所需的长度范围内。再用8%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳对扩增产物进行分离,200V电泳2h,银染法检测。利用Kodak成像软件计算其分子量。1.3卫星座位的基因频率及多态信息含量统计11个鸭种(群)的等位基因组成,计算9个微卫星座位的基因频率、平均基因杂合度(H)以及平均多态信息含量(PIC)。其中k为等位基因数目,Pi,Pj、分别为第i、j个等位基因的频率。2结果与分析2.11鸭种群的基因子数和频率由表2可知,11个鸭种(群)的9个微卫星座位共检测到68个等位基因,其中APL272579、APL272580、CMO272211的多态性最丰富,均有10个等位基因;APL272577和APL272578最少,只有4个等位基因。9个微卫星座位的平均基因数为7.6个。同一个微卫星座位上,11个鸭种(群)的等位基因数目和频率表现出明显的差异。等位基因的频率分布在0.0125～0.8571之间。2.2黑羽番鸭和荆江麻鸭基因杂合度由表3可知,平均基因杂合度在0.5757～0.6948之间,黑羽番鸭(白头)平均基因杂合度最高,荆江麻鸭平均基因杂合度最低。由表4可知,多态信息含量在0.5131～0.6444之间,黑羽番鸭(白头)多态信息含量最高,荆江麻鸭多态信息含量最低。3鸭种群的遗传多样性微卫星标记由微卫星的核心序列与其两侧的侧翼序列组成,侧翼序列使微卫星基因座具有特异性,而微卫星本身重复单位数的变异使其具有多态性。本试验结果表明,微卫星标记的平均等位基因数为7.6个,最多为10个,最少为4个。根据微卫星标记的选择标准,有4个等位基因就能较好地用于遗传分析,因此,可用本试验所选取的微卫星位点对鸭种的遗传变异进行进一步研究。在微卫星标记技术中,基因传杂合度是估测群体遗传变异度的一个重要指标。群体杂合度越低,反映该群体的遗传一致性越高,而群体的遗传变异就越少,群体的遗传多样性越差。本研究结果表明,11个鸭种(群)9个微卫星标记的平均杂合度为0.6599(0.5757～0.6948),黑羽番鸭(白头)平均基因杂合度最高,为0.6948,说明黑羽番鸭(白头)群体有丰富的遗传多样性,同时也说明黑羽番鸭(白头)群体还需进一步纯繁选育,以提高群体的整齐度和生产性能;荆江麻鸭平均基因杂合度最低,为0.5757,表明荆江麻鸭群体在该位点上的基因型趋于一致,从而导致了较低水平的群体遗传多样性。多态信息含量(PIC)是衡量等位基因片段多态性的理想指标。当PIC≥0.5时该座位为高度多态性座位,0.25≤PIC<0.5时为中度多态性座位,PIC<0.25时为低度多态性座位。在一个群体中,多态信息含量越大,表明该座位杂合子比例越大,提供的遗传信息越多。本研究中11个鸭种(群)9个微卫星座位的平均多态信息含量为0.5966(0.5131～0.6444),为高度多态,可见PIC的高低与群体平均杂合度的研究结果基本一致。本研究结果表明,11个鸭种(群)的遗传变异均较大,多态信息含量高。其原因可能是本研究所用品种中的苏牧麻鸭、苏牧白羽鸭、苏牧黑鸭、黑羽番鸭(纯黑)、黑羽番鸭(白头)、龙白鸭均为近年来新培育的品种。由于