Genetic diversity,differentiation and relationship of Nepalese sheep genetic resources-using DNA markers.pdf

1、位于中國南部，印度北部的尼泊爾分布著四個不同的本地綿羊品種，它們分別是高寒地區(qū)的Bhyanglung綿羊，高海拔山區(qū)的Baruwal綿羊，中低海拔山區(qū)的Kage綿羊以及平原地區(qū)的Lampuchhre綿羊。在本研究中，我們利用線粒體DNA的D-loop區(qū)，SRY基因的5'啟動子區(qū)，Y染色體上的SRYM18微衛(wèi)星標記，通過與亞洲其他地區(qū)的綿羊進行比較研究，揭示了尼泊爾本地綿羊群體的起源、分化、遺傳多樣性以及各個品種之間的相互關(guān)系。另外，我們

2、利用SNPs芯片（Illumina SNP50K ovine Beadchip）:1）研究尼泊爾本地綿羊與先前已報道的其他綿羊品種之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，從而探討尼泊爾綿羊的起源;2）比較高海拔地區(qū)和低海拔地區(qū)綿羊的群體遺傳結(jié)構(gòu)，確定綿羊高海拔適應的分子機制;3）確定不同地區(qū)的綿羊群體是否具有相同高海拔適應的分子機制。
　　線粒體DNA和核基因組的研究結(jié)果均表明尼泊爾本地綿羊之間有較高的遺傳多樣性。線粒體DNA的研究結(jié)果表明，尼泊爾綿

3、羊的單倍型都屬于A、B、C單倍型類群。在這四個群體之中，來自高海拔地區(qū)的綿羊擁有3種單倍型類群，而來自低海拔地區(qū)的Lampuchhre綿羊只擁有A、B兩種單倍型類群。這個研究表明西南部綿羊的基因流動路線可能是來自中國，在途徑尼泊爾傳入印度。另外，尼泊爾本地綿羊線粒體DNA遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的形成，不僅僅只是高海拔地區(qū)的綿羊（尤其是Bhyanglung綿羊）受到了來自中國綿羊的基因流的影響;同時，來自尼泊爾和印度中低海拔地區(qū)的綿羊之間也

4、存在著不斷的基因交流。這種現(xiàn)象的形成可能是由于古代貿(mào)易給不同地區(qū)的綿羊之間的基因交流提供了機會，同時尼泊爾地區(qū)綿羊在印度和中國之間的活動也可能是形成這種現(xiàn)象的原因。
　　異質(zhì)性是由于個體的mtDNAs的串聯(lián)重復序列的長度多態(tài)性所造成的，在家養(yǎng)動物中已被廣泛研究。有趣的是，在本研究中，我們通過分子克隆和測序的手段發(fā)現(xiàn)了尼泊爾綿羊群體中存在著個體間mtDNA D-loop區(qū)的長度多態(tài)性。在尼泊爾綿羊群體中，有45％的綿羊個體的mtDN

5、A D-loop區(qū)中存在著1-4個長度為75/76 bp的串聯(lián)重復序列，而在中國綿羊群體中未發(fā)現(xiàn)D-loop區(qū)的長度多態(tài)性，表明綿羊線粒體的異質(zhì)性可能是尼泊爾綿羊群體所特有的。擁有線粒體異質(zhì)性的綿羊個體高比例的出現(xiàn)在尼泊爾群體中，可能的原因是由于mtDNA的突變，進而在個體間水平上的獨立分離或者是由于滑鏈和復制過程中的錯配所引起。
　　在家養(yǎng)動物的品種培育過程中，單獨分析父系貢獻的研究鮮有報道，特別是在亞洲地區(qū)。我們對來自中國西北

6、地區(qū)的野綿羊(O.ammon byth)，盤羊和尼泊爾地區(qū)的四個本地綿羊品種的Y染色體微衛(wèi)星和SRY5'啟動子區(qū)的序列進行了研究，進而探討尼泊爾本地綿羊的祖先起源以及遺傳多樣性。在本研究中，除了Kage綿羊外，其他的尼泊爾綿羊在微衛(wèi)星位點SRYM18上并沒有顯示出多態(tài)性。在Kage綿羊中，SRYM18位點擁有三種等位基因（141 bp、143 bp和147bp），并且我們在家養(yǎng)綿羊中首次確認了單倍型HY-20(A-oY/147-SRYM

7、18)。90％的尼泊爾綿羊所共享的單倍型為HY6，這個單倍型包括了歐洲盤羊在內(nèi)，并且在家養(yǎng)綿羊中所占比例很高。尼泊爾綿羊與其推測的祖先，盤羊沒有聚在一塊，表明在當今家養(yǎng)綿羊群體與野生綿羊之間沒有基因交流。尼泊爾綿羊公羊的父系單態(tài)性可能是由于有效群體大小的急劇減少所造成的，而盤羊公羊的父系單態(tài)性形成的原因還不清楚。進一步弄清這個問題，需要Y染色體上的更多標記進行研究。
　　家養(yǎng)動物在長時間的馴化過程中，由于長期的人工選擇和自然選擇的

8、存在使得它們適應了不同的環(huán)境，并且形成了與之相適應的基因型和表型，這使得家養(yǎng)動物成為了篩選選擇信號的最佳材料。尼泊爾擁有獨特的地理條件，北面有八座世界上最高的山，南面有Terai平原，這使得尼泊爾本地綿羊成為了研究高海拔的適應性的最佳家養(yǎng)動物之一。群體結(jié)構(gòu)分析表明，高海拔地區(qū)品種(Bhyanglung)擁有與西藏綿羊相似的遺傳背景;另一個高海拔地區(qū)品種(Baruwal)顯示出獨特的群體遺傳結(jié)構(gòu);而兩個低海拔地區(qū)品種（Kage和Lampu

9、chhre）與高海地區(qū)的綿羊和印度地區(qū)的綿羊之間都存在著不同程度的基因交流。為了揭示綿羊高海拔環(huán)境適應的分子機制，我們隊對來自不同海拔地區(qū)的綿羊進行了全基因組掃描，發(fā)現(xiàn)在四個低氧相關(guān)基因在高低海拔地區(qū)綿羊群體存在很強的群體分化信號，三個基因是我們新發(fā)現(xiàn)的與低氧適應性相關(guān)的基因。其中，由于XXX-7只在上皮細胞中特異表達，且在肺部早期發(fā)育和上皮細胞發(fā)生發(fā)育中起著重要作用，表明該基因可能在綿羊高海拔適應過程中起著重要作用。另外，我們還在高海

10、拔地區(qū)的綿羊中發(fā)現(xiàn)該基因上游發(fā)現(xiàn)了一個特異突變形成了一個特異的上游調(diào)控元件。
　　就我們所知，我們的研究首次對具有潛在獨特高海拔適應性機制的尼泊爾綿羊這一重要遺傳資源的遺傳多樣性進行了描述。同時，我們對尼泊爾綿羊的遺傳多樣性和潛在的高海拔低氧適應性機制提供了重要信息。本研究進一步為研究適應性過程的功能機制研究打開了新的視角。
　　本文從線粒體DNA，Y染色體和核基因組DNA三個不同方面，以及結(jié)合GenBank數(shù)據(jù)庫中不同品種