亲本番鸭微卫星标记遗传距离与半番鸭主要经济性状的相关性分析

2013-11-30朱志明郑嫩珠缪中纬段园园辛清武

家畜生态学报 2013年10期

朱志明，郑嫩珠，缪中纬，段园园，辛清武，陈晖*

(1. 福建省农业科学院畜牧兽医研究所,福建福州 350013；2. 农业经济与科技信息研究所，福建福州 350003)

随着杂种优势在畜牧业上的利用日益广泛，杂种优势的预测亦越显重要，对畜禽杂种优势做出快速有力的预测已经成为一个研究热点[1]。微卫星标记因具有数量多，基因组中分布广泛，多态性丰富，呈孟德尔共显性遗传方式，检测容易、快速等优点而越来越广泛应用于动植物研究中[2]。杂种优势的利用是提高家畜生产水平的重要手段，而对杂种优势的预测则是利用杂种优势的关键环节。因此，寻求最佳杂种优势预测方法一直是育种学研究的热点问题。本研究以几个白羽半番鸭亲本为研究对象，采用微卫星标记技术估测杂交亲本间的遗传距离，研究微卫星标记遗传距离与杂交后代半番鸭生长性状杂种优势率的相关关系，以期为白羽半番鸭优良杂交组合的选择提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验鸭群

试验鸭共分为九组，包括1个父本(白番鸭)，4个母本种鸭，其中：M18由克里莫公司培育、大型、中型和小型分别是以北京鸭、白羽蛋鸭与北京鸭杂交合成系以及蛋鸭为素材培育的专门化品系。4个杂交后代半番鸭(番鸭♂×大型♀、番鸭♂×中型♀和番鸭♂×小型♀)。每个亲本及其杂交后代半番鸭各100～120只，共900～1 180只。试验鸭群同时出雏，全程饲养管理条件一致。饲养至70日龄时，每组选取平均体重6只(公母各半)供屠宰试验，同时亲本各组随机采血40只(公母各半)，4 ℃保存备用，用于提取血液基因组DNA，微卫星标记分析。

1.2 微卫星标记选择

从20多个微卫星引物中筛选了8个多态性较好的作为试验位点。所有引物均由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。

1.3 血液基因组DNA的提取

常规酚/氯仿提取DNA，溶于适量的TE(pH8.0)中，置于-20 ℃保存。

1.4 PCR扩增及其产物检测

PCR反应体系采用25 μL：模板DNA 50 ng，10×buffer 2.5 μL，dNTPs 0.2 mM，上下游引物各5 pM，Mg2+2.0 mM，Taq DNA聚合酶1 U。反应条件：95 ℃预变性4 min，94 ℃变性50 s，50～65 ℃复性50 s，72 ℃延伸1 min，30～35个循环；最后72 ℃延伸10 min；4 ℃保存。扩增产物95 ℃变性5 min后，放入冰水中冷却，点样6 μL在8%变性聚丙烯酰胺凝胶上电泳检测，200 V恒压电泳，电泳时间的长短依据DNA片段大小确定，电泳结束后银染。

1.5 数据统计

1.5.1 群体遗传信息的计算统计5个鸭群体的等位基因组成，利用PopGen32软件计算各微卫星座位的基因频率，多态信息含量(Polymorplism Information Content, PIC)和平均杂合度(Heterozygosity, H)；利用Phylip软件计算各品种间的Nei氏遗传距离(DA)。

表1 8对微卫星引物信息Table 1 Information of 8 pair primers of microsatellite

1.5.2 杂种优势率的计算每组试验鸭测定0～10周龄体重、耗料量，10周龄时随机抽取接近组平均体重的6只试验鸭(公母各半)按照中华人民共和国农业行业标准(NY/T823-2004)“家禽生产性能名词术语和度量统计方法”进行相应性状的现场测定，计算各性状杂交后代杂种优势率。杂种优势率(H%)的计算公式[3]如下：

H%=H/(P1+P2)/2×100%

式中：H为杂种优势值，P1、P2分别代表父本、母本均值。

1.5.3 遗传距离与杂种优势率的相关分析采用SPSS13.0软件对亲本间的遗传距离与各性状的杂种优势率进行相关分析。

2 结果

2.1 群体遗传信息

等位基因数、有效等位基因数、多态信息含量和基因杂合度，计算结果见表2。由表2可知，8个微卫星测定的5个种群等位基因数在3.1250～4.0000之间，平均等位基因数为3.6250；有效等位基因数在2.5699～3.0737之间，平均有效等位基因数为2.8881；基因杂合度在0.5918～0.6580之间，平均基因杂合度为0.6331；多态信息含量在0.4222～0.5977之间，平均多态信息含量为0.5181。结果显示5个种群的杂合度和多态性为中等。

表2 供试种群遗传信息Table 2 Genetic information of populations tested

注：M18-M18母本；LFP-大型母本；MFP-中型母本；SFP-小型母本；MD-番鸭。下表同。

Note:M18-M18 female parent；LFP-Large female parent；MFP-Middle female parent；SFP-Small female parent；MD-Mule duck。The same in the below.

2.2 亲本种群间遗传距离(DA)

根据亲本间的奈氏遗传距离(DA)见表3。由表3可知，番鸭♂×M18♀的遗传距离最大，其次番鸭♂×中型♀、番鸭♂×大型♀，而番鸭♂×小型♀的遗传距离最小，分别为0.4452、0.3671、0.3623和0.3224。

2.3 遗传距离与杂种主要经济性状的相关性分析

2.3.1 亲本间的遗传距离与半番鸭日增重杂种优势率的相关性表4为各亲本及其后代半番鸭各周龄日增重实测值，表5为亲本间的遗传距离与半番鸭各周龄日增重杂种优势率的相关关系。由表5可知，4组半番鸭在各个周龄的累积日增重呈现明显的杂种优势，其中番鸭♂× M18♀最大，其次为番鸭♂×大型♀、番鸭♂×中型♀，番鸭♂×小型♀杂种优势最小。各组半番鸭的杂种优势率随着周龄日益递减。半番鸭日增重的杂种优势率与其亲本间的遗传距离相关分析结果表明，它们之间存在较强的正相关关系，相关系数在0.9285～0.9978，显著性检验结果表明亲本间遗传距离与8周龄日增重呈极显著相关(P<0.01)，与10周龄日增重呈显著相关(P<0.05)。

表3 亲本种群间的遗传距离(DA)Table 3 Genetic distance between parental populations

表4 亲本及后代半番鸭日增重实测值Table 4 Observerd value of ADG of parental population and its hybrid offspring with mule duck

表5 亲本间遗传距离与半番鸭日增重的相关性 Table 5 Correlation between genetic distance of parental populations and ADG of hybrid offspring of mule duck

注：*表示差异显著，**表示差异极显著。

Note: * means significant difference, ** means extreme difference.

2.3.2 亲本间的遗传距离与半番鸭饲料转化率杂种优势率的相关性表6为各亲本及其后代半番鸭饲料转化率实测值，表7为亲本间的遗传距离与半番鸭饲料转化率杂种优势率的相关关系。由表7可知，4组半番鸭各周龄的累积饲料转化率的杂种优势呈负值，且随着周龄日益递减。半番鸭累积饲料转化率的杂种优势率与其亲本间的遗传距离相关分析结果表明，它们之间呈较强的负相关关系，相关系数在-0.8246～-0.9426，显著性检验结果表明各性状相关系数均不显著(P>0.05)。

表6 亲本及后代半番鸭累积饲料转化率实测值Table 6 Observerd value of feed conversion rate of parental population and its hybrid offspring with mule duck

2.3.3 亲本间的遗传距离与半番鸭10周龄屠宰性状杂种优势率的相关性表8为各亲本及其后代半番鸭10周龄屠宰性状实测值，表9为亲本间的遗传距离与半番鸭10周龄屠宰性状杂种优势率的相关关系。由表9可知，4组半番鸭10周龄屠宰性状中的半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率的杂种优势均呈正值，皮脂率和腹脂率呈负值。半番鸭10周龄屠宰性状的杂种优势率与其亲本间的遗传距离相关分析结果表明，它们之间呈较强的正相关关系，相关系数0.7983～0.9378，显著性检验结果表明各性状的相关系数均不显著(P>0.05)。

表7 亲本间遗传距离与半番鸭饲料转化率的相关性 Table 7 Correlation between genetic distance and heterosis of feed conversion rate

表8 亲本及后代半番鸭10周龄屠宰性状测定值Table 8 Observerd value of carcass traits at 10 weeks age of parental population and its hybrid offspring with mule duck

表9 亲本间遗传距离与半番鸭10周龄屠宰性状的相关性Table 9 Correlation between genetic distance and heterosis of carcass traits at 10 weeks age

3 讨论

本研究所用的番鸭和M18母本是从法国克里莫公司引进的经多年提纯选育的品种，大、中、小型白羽半番鸭母本为福建省农业科学院经过4～8个世代选育的白羽半番鸭母本专门化品系[4]。利用8个微卫星标记测定的5个半番鸭亲本种群均表现中度杂合度和多态性，这与5个亲本均为高度选育的品系，基因纯合度较高有关。

番鸭与各个母本杂交后代半番鸭的日增重、饲料转化率和屠宰性能分别为番鸭♂×M18♀最高、番鸭♂×大型♀和番鸭♂×中型♀次之、而番鸭♂×小型♀最低。一般来说，来源差别较大的种群间杂交以及基因型相对较纯的种群间杂交，可以获得较大的杂种优势[5]。杂种优势的大小主要决定于双亲的遗传差异和性状互补，差异越大杂种优势越明显，而本研究获得的结果可能是由于各个母本早期生长速度差异较大，决定了各杂交组合各个性状上的遗传差异的原因。由估测的遗传距离可以看出，番鸭♂×M18♀的遗传距离最大，其次为番鸭♂×中型♀、番鸭♂×大型♀，而番鸭♂×小型♀的遗传距离最小。一般而言，种群间的遗传差异可用遗传距离定量描述[6]，遗传距离越大，杂种优势越大。这与本研究结果相一致。

研究结果表明，亲本间的遗传距离与不同经济性状呈正相关或负相关，相关程度的大小亦不同。遗传距离与杂交后代日增重呈强正相关关系，与饲料转化率呈强负相关关系，与屠宰性状的部分性状呈正相关(10周龄的半净膛率和全净膛率等)或负相关系数(如腿肌率)。黄生强等[2]对微卫星标记与猪经济性状杂种优势相关关系的研究结果表明，遗传距离与日增重、料肉比呈正相关，与胴体性状呈负相关。左福元等[7]开展的肉牛杂交亲本遗传距离与杂种优势的相关性研究的实验结果表明，亲本间遗传距离与体尺、体重杂种优势相关系数偏小(-0.003～0.304)，未达到显著水平。朱庆等[8]利用微卫星分析了不同品系黄羽肉鸡的遗传距离与体重杂种优势的关系，发现遗传距离与后代体重杂种优势率多数没有相关性，仅C×B组合遗传距离与8周龄体重杂种优势率呈显著相关。此外，国内不少研究人员对其他物种进行了相类似的研究。从研究结果可以看出，亲本间的遗传距离与杂种优势的相关程度随不同性状而异，造成差异的因素有很多，包括研究的物种不同，遗传背景不同，选取微卫星标记的位点、数量不同，用于试验的样本含量差异较大等因素。因此，要准确评价微卫星标记遗传距离与杂种优势的相关性，还需要更加深入地研究。