贵州白香猪遗传结构分析

贵州白香猪遗传结构分析

贵州白香猪起源于贵州省黔东南苗族自治州和“中国香猪之乡”。它的独特地理位置、复杂多样的地形、以及少数民族独特的经济活动和文化活动，形成了当地的香猪品种。贵州大学香猪育种场自1997年对其进行引种和选育,选用贵州“两头乌小香猪”选配,经多代选育后培育出了全白毛香猪,并被命名为白香猪(刘培琼等,1998)。到目前为止,贵州白香猪现已繁育到第12代,初步分为Ⅰ系(两头乌香猪)和Ⅱ系(全白毛香猪)。贵州白香猪常与滇南小耳猪、五指山小型猪、广西巴马小型香猪及一些商品猪比较其遗传变异程度和品种间的亲缘关系,如姚绍宽等(2006)分析了剑白香猪等中国7个小型猪种及杜洛克等3个外来猪种的群内遗传变异性和群间遗传差异,但对于贵州白香猪本身的系统全面的研究较少。于冰等(2009)对10世代贵州白香猪2个品系的遗传分析,得知贵州白香猪是一个遗传背景清楚、遗传性稳定的群体,非常适合往试验用猪方向发展。本研究利用微卫星标记来检测F11、F12世代的贵州白香猪群体遗传结构,旨在为贵州白香猪品种资源的保存及进一步的遗传育种工作提供参考依据,为其试验动物化提供遗传学依据。1材料和方法1.1系贵州白香猪试验所用香猪来自贵州大学香猪育种场,F11世代贵州白香猪Ⅰ系和Ⅱ系各25头,F12世代贵州白香猪Ⅰ系和Ⅱ系各25头,试验用贵州白香猪共100头,且每个品系公母猪头数较均等。1.2微卫星基因座的位置根据Barker(1994)微卫星选择标准,综合考虑了微卫星基因座在染色体上的位置、引物序列组成特点、多态性等多方面因素,最后从相关资料和GenBank中选出了位于不同染色体上的30个位点。引物由上海捷瑞生物工程有限公司合成。1.3方法1.3.1样品溶液配制于试验猪3月龄时进行前腔静脉采集血样,肝素抗凝,放入冰盒中带回实验室,-20℃保存备用。使用TaKaRaBloodGenomeDNAEx-tractionKit提取基因组总DNA,用0.8%琼脂糖凝胶检测后,-20℃保存备用。1.3.2pcr扩增检测dnaPCR反应体系为20μL:ddH2O6μL,2×TapPCRMasterMix(购于北京天跟生物公司)10μL,上、下游引物各1μL,DNA模板2μL。PCR反应程序:95℃预变性5min;94℃变性30s,48～66℃退火30s(表1),72℃延伸30s,33个循环;72℃延伸10min,4℃保存。扩增产物经0.8%琼脂糖凝胶电泳检测后,有阳性反应的在12%的变性聚丙烯酰胺凝胶稳压220V电泳10～11h,银染显带。1.3.3大小判定基因型用GlykoBandScan软件进行目的片段分子质量大小的标定,根据分子质量大小判定基因型。采用Popgene32软件计算F11、F12世代的贵州白香猪两个品系在30个微卫星位点上的等位基因(Na)、有效等位基因(Ne)、杂合度(H),采用PIC_Calc0.6软件计算多态信息含量(PIC)等。2结果与分析2.1pcr扩增2.22一个世代和两个系统的27个微卫星位上的等位基因数和有效等位基因数2.32一个世代和两个系统在27个微卫星座上的混合度h、多态信息含量pic和接近交叉系数上的杂合度3讨论3.1群体的近交程度比较等(2000)认为,近交是关于经济性状遗传改进的一个参数,它将近交定义为有共同祖先的个体间的交配,近交系数可用真实后代数或群体大小及家系变异来估计。近交系由于具有相同的基因型,因此可缓和环境效应的影响,为分子遗传研究提供了非常有价值的方法。王昕等(2006)利用10个微卫星标记估计了中国10个地方猪种的群体近交系数,结果表明,在随机交配群体中,贵州小型香猪的近交系数最高为0.1992,汉中黑猪的近交系数最低为0.0727。在近交群体中,贵州小型香猪近交系和巴马香猪近交系的近交系数分别为0.5907和0.4761。平均基因纯合率在很大程度上也可以代表一个群体的近交程度。侯冠彧等(2007)利用26个微卫星基因座对五指山猪小群体58个样本进行了遗传学检测,得出全群平均基因纯合率为66.5%,说明该群体近交程度较高。于冰等(2010)采用24个微卫星标记对10世代贵州白香猪2个品系的遗传变异进行了检测,2个品系近交系数分别为0.5377、0.5605。本研究利用27个微卫星座位测得的F11世代贵州白香猪Ⅱ系的平均近交系数为0.5779,比Ⅰ系0.5418高;F12世代贵州白香猪Ⅱ系的平均近交系数为0.6132,比Ⅰ系0.5685高。F12世代2个品系贵州白香猪的平均近交系数均要比F11世代高,F11世代2个品系贵州白香猪的平均近交系数也均要比于冰等(2010)测得的10世代2个品系贵州白香猪高。根据遗传学对近交系的定义,群体的近交系数达到37.5%以上可称为近交系群体。由此可见,这2个群体的近交程度都在37.5%以上,可称为近交系。再次说明这两个群体的近交培育成功,但是近交系数上升到一定的程度后,近交速率就比较缓慢,近交的年改进量就较小,近交衰退问题日益明显,因此近交系的建立和培育是一个比较漫长、困难的过程。本试验通过计算得到F12世代Ⅱ系贵州白香猪群体的平均近交系数为0.6132,此结果表明该群体近交程度较高,与于冰等(2010)研究结果比较,已有部分提高,说明该群体在一定基础上通过自场繁育、不断近交,遗传同质性水平正在逐渐提高,这与该品种的育成目标相符合。3.2酶活动力Botstein等(1980)提出了衡量基因变异程度高低的多态信息含量指标,当PIC>0.5时,该基因座为高度多态基因座,0.25<PIC<0.5时为中度多态基因座,PIC<0.25时为低度多态基因座。杂合度又称基因多样度,反映群体在多个位点上的遗传变异,一般认为它是度量群体遗传变异的一个最适参数。杂合度越大表明群体内遗传变异就越大。杨婷等(2009)采用20对微卫星引物检测了云南大河猪保种群的83个个体,得出其杂合度为0.792,多态信息含量为0.765,遗传多样性较为丰富。商海涛等(2001)利用35个微卫星基因座对中国3个品系的小型猪(贵州小型香猪、广西巴马小型猪、版纳小耳猪近交系)进行了遗传检测,估算出各品系的平均杂合度和多态信息含量(PIC)分别为0.4027、0.4253,0.3454、0.3520和0.3282、0.3456。王昕等(2002)采用10个微卫星位点对中国特有的4个小型猪种(五指山猪、滇南小耳猪、贵州小型香猪、巴马香猪)进行了遗传学检测,平均基因杂合度分别为0.7165、0.6611、0.6602、0.5990;多态信息含量在0.5774～0.6871之间。牛荣等(2002)利用21个微卫星座位统计了广西巴马小型猪品系内的等位基因组成,计算了各位点的平均多态性信息含量(PIC)及平均杂合度分别为0.3501和0.3881。李凯等(2009)利用14对微卫星DNA引物,以75头五指山小型猪(WuzhishanMiniaturepig,WZSP)F13～F18世代的3个近交家系为研究对象,估算出总群体的平均杂合度(H)为0.42、平均多态信息含量(PIC)为0.37,F13～F18世代的平均杂合度(H)分别为0.31、0.42、0.36、0.41、0.37和0.20,H等参数随近交代数的递增而有降低趋势,与本试验取得的结果一致。于冰等(2010)采用24个微卫星标记对10世代贵州白香猪2个品系的遗传变异进行了检测,2个品系平均期望杂合度、平均多态信息含量分别为0.4074、0.4180和0.3436、0.3240。本研究采用27个微卫星座位测得的F11世代2个品系贵州白香猪的平均杂合度、多态信息含量分别为0.4582、0.4221和0.3664、0.3348;F12世代2个品系贵州白香猪的杂合度(H)、多态信息含量(PIC)分别为0.4315、0.3868和0.3430、0.3063。F11、F12世代的贵州白香猪2个品系的平均杂合度、多态信息含量均小于0.5,这表明贵州白香猪的近交程度较高,略低于五指山小型猪,较接近于广西巴马小型猪和版纳小耳猪,明显高于地方商品猪。平均杂合度、多态信息含量等参数随近交代数的递增而有降低趋势。贵州白香猪近交系经过长期的人工选育近交产生近交分化,使部分等位基因丢失,淘汰不利基因,纯化有利基因,最终使群体基因型趋于一致和纯合,且在长期的封闭繁殖中没有外来血缘加入,而导致遗传基因多样性逐渐降低。F11、F12世代的贵州白香猪Ⅰ系的平均杂合度、多态信息含量均比Ⅱ系略高,表明Ⅰ系比Ⅱ系杂合程度略高,因为Ⅱ系是从Ⅰ系种群中分离的“白耳缺”(即耳朵部分白色)个体进行同质选配而成,与该品种的育成实践相符合。从贵州白香猪等位基因数、有效等位基因数、群体平均杂合度和平均多态信息含量分析的结果,以及与前人的研究结果的对比,均表明了贵州白香猪群体的基因多态性低,遗传变异程度低,近交程度较高,遗传纯度高,具有一定的遗传稳定性,已成为一个稳定的遗传群体,符合封闭群动物的遗传特征,适合往试验用猪方向发展。用PCR技术扩增了30个微卫星标记,其中27个微卫星位点扩增效果较好,带型清晰(部分电泳图见图1～4)。由表2、3可知,F11、F12世代的Ⅰ系﹑Ⅱ系贵州白香猪在27个微卫星座位上共获得63个等位基因,其中,以Sw1092、Sw936、S0226、Sw72、S0228等座位最多(3个),Sw911、S0026等座位最少(1个)。F11世代Ⅰ系﹑Ⅱ系贵州白香猪在27个微卫星座位上共获得60、57个等位基因,平均等位基因数和有效等位基因数分别为2.222、2.111和1.9281、1.8189;F12世代Ⅰ系﹑Ⅱ系贵州白香猪在27个微卫星座位上也共获得60、57个等位基因,平均等位基因数和有效等位基因数分别为2.222、2.111和1.8289、1.7100。随着近交代数的推进,2品系的等位基因数并未发生变化,但有效等位基因数随之减少;Ⅱ系贵州白香猪的等位基因数和有效等位基因数在2个世代中均要比Ⅰ系贵州白香猪少。由表2、3可知,F1