鹌鹑遗传多样性研究进展

吴胜军，庞有志

（1.河南省畜牧总站，河南郑州450008；2.河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471003）

鹌鹑遗传多样性研究进展

吴胜军1，庞有志2

（1.河南省畜牧总站，河南郑州450008；2.河南科技大学动物科技学院，河南洛阳471003）

遗传多样性能够反映出一个物种或某一品种的所有遗传信息，即通过遗传标记来反映品种遗传多样性丰富程度，并确定品种遗传资源独特性程度。文章综述了半个世纪以来国内外鹌鹑遗传多样性研究进展，分析其遗传多样性，目的是为鹌鹑新品系的培育及鹌鹑遗传资源的评价、保护和利用提供科学依据。

鹌鹑；遗传标记；遗传多样性

鹌鹑是重要的生产动物和实验动物，具有生长快、适应性强、成熟早、产蛋多、生长周期短、生产性能高等特点，其蛋和肉都有较高的营养价值和保健价值，国际养禽业都很重视鹌鹑的育种和生产，鹌鹑业被誉为21世纪禽业的未来。鹌鹑养殖因其投资小，占地少，生产性能高，非常适合资金有限的地区和农村饲养，是很有市场前景的特色养殖项目。鹌鹑作为实验动物广泛用于营养学、生理学、遗传学、繁殖学和药理学等领域的研究，日本、美国、西班牙、意大利等国家都培育出了不少的实验用鹌鹑群体。

在使用鹌鹑作为试验动物的遗传学研究领域中，国内外学者已经从形态多样性、染色体多态性、血型和蛋白质多态性以及DNA多态性等几个方面进行了大量的遗传多样性研究，本文主要论述过去几十年里鹌鹑遗传多样性的研究进展。

1 形态多样性

对鹌鹑形态学突变的研究主要集中在20世纪60～90年代，Shimakura在1940年报道了第一个羽色突变型鹌鹑——白带褐色斑（brown-splashed white），并提出用鹌鹑作为一种实验动物具有很大的优势[1]。然而他发表的这篇文章是用日语表述，发表在日本一个期刊上，他的提议并没有在世界范围内得到认可。大约二十年后，Padgett等[2](1959)和Wilson等[3](1961)再次提出日本鹌鹑作为一种实验室研究动物的优势，从此以后，日本鹌鹑作为实验动物被广泛应用。在利用鹌鹑羽色做为遗传学研究的领域中，已经发现了大量的突变体。1960～2000年间对新发现的羽色突变体报道和研究的非常多，如Homma等[4-6]通过对不同羽色突变体鹌鹑进行研究，于六十年后期通过发表几篇论文分别对黄羽（Yellow-feathered）鹌鹑、白化（perfect albinism）和不完全白化（imperfect albinism）鹌鹑和银白色（silver-feathered）鹌鹑进行了详细的报道，并指出白化基因位于性染色体上。Minezawa等[7]对发现的胚胎黑(black at hatch)羽色突变体进行了研究报道。Chikamune等[8-9]在1978、1979年报道了日本鹤鹑白羽、黑羽与黄羽的遗传关系，指出白羽、黑羽与黄羽杂交，其后代颜色包括野生型、白色、黑色、黄色、黑白色、褐白色、紫色。Truax等[10]在1979年详细报道了18种日本鹌鹑羽色的突变型。Fulton等[11]在1982年报道了深棕色鹌鹑突变体。Tsudzuki等[12]在1987年报道了紫罗兰色（Pansy）羽色突变体。Nichols等[13]在1988年报道了浅黄褐色（Fawn）鹌鹑羽色突变体。S.Ito等[14]在1994首次报道了由常染色体上突变引起的橘黄色（Orange）鹌鹑羽毛突变体，并提出这个突变体与半致死基因相关。Tsudzuki等[15，16]在1995年发现了淡底色（Light down）鹌鹑羽毛突变体，并提出这个突变体与致死基因相关，又在1996年报道了浅黄褐色-2鹌鹑羽色突变体，指出这个突变体是由常染色体上基因控制。庞有志等[17]证实了朝鲜鹌鹑（栗羽）及其突变体北京白羽和中国黄羽的羽色遗传关系，白羽和黄羽分别是朝鲜鹌鹑（栗羽）在Z染色体B/b和Y/y基因座位上发生隐性突变的结果，遵循伴性遗传规律。栗羽、白羽和黄羽三种羽色的出现取决于两基因座间的互作，B为有色基因，b为白化基因，B对b为显性，该对基因不控制任何性状，只与羽毛色素的合成有关，公母鹑只要含有B基因即表现有色羽。栗羽和黄羽为一对相对性状，分别受Y和y基因控制，两种羽色的表现取决于有色羽基因B的存在，B与Y和y相互作用分别产生栗羽和黄羽，b基因基因纯合（公鹑）或单一存在（母鹑）时，对Y和y具有隐性上位作用即表现白羽。这一研究结果为我国蛋用鹌鹑自别雌雄配套系的推广提供了重要的理论依据[18]。

2 染色体多态性

禽类染色体数目众多且大部分为微小染色体。微小染色体容易发生罗伯逊易位，比较容易随滴片液漂流而丢失，此外染料颗粒及杂质也容易与之混淆，这些都给禽类的染色体记数带来一定困难。根据多数研究结果，鹌鹑体细胞染色体数Zn=78，10对大染色体(包括1对性染色体)和29对微小染色体，微小染色体都为端着丝粒(T)染色体，性染色体为大染色体，Z染色体具有中央着丝粒，为第四大染色体，W染色体具有近端着丝粒[19，20]。由于鸟类的染色体在进化上比较保守，多数鸟类的染色体具有相似核型和带型，目前鹌鹑染色体多态性的研究主要用于探讨种间和品种间的分化上，在用于评价品种内遗传多样性和标记经济性状等方面还没有突破性进展。

3 血型和蛋白质多态性

血型和蛋白质多态性以对日本鹌鹑的研究最多，20世纪60～80年代，对生物化学性状(如：同功酶)和免疫学性状(如：血型)方面开展了研究，这在20世纪70年代达到了顶峰。国内外很多学者对家养和野生鹌鹑的血液、卵白、脏器等中的蛋白质及酶的遗传多态性进行了研究[21，22]。庞有志等[23]（2006）年利用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳法对蛋用朝鲜龙城系栗羽鹌鹑及其突变系白羽和黄羽鹌鹑的红细胞和血浆酯酶的遗传多态性进行了研究，结果表明：红细胞酯酶Es-Ⅰ、Es-Ⅲ和血浆酯酶Es-3、Es-4均存在遗传多态性。

4 DNA多态性

在鹌鹑上，在ASIP基因Y位点呈现多态性，分别导致黄色、浅黄褐色-2和隐性黑色鹌鹑突变产生。显性关系为Y×F2﹥Y×Y﹥Y×N﹥Y×RB。其中隐性黑色鹌鹑突变体产生的原因是由ASIP基因Y位点出现8个碱基的一个缺失引起一个移码改变了最后六个氨基酸，包括一个半胱氨酸残基，并且移动了正常的终止密码子[24]。Z染色体上TYRP1基因外显子3上一个非同义置换T-to-C导致282苯丙氨酸突变成丝氨酸，导致乳酪色鹌鹑突变体产生[25]。鹌鹑Z染色体上SLC45A2外显子4之前的剪接位点发现一个突变引起一个G→T的颠换，从而引起白羽鹌鹑的出现，外显子1中发现另外一个突变，引起nt 287(Ala72Asp)上G→A的一个转变产生了棕色鹌鹑[26]。2011年赵淑娟等[27]对突变体黑羽鹌鹑MHC classⅠ基因第4个外显子296bp的基因片段进行多态性分析显示，该片段上有18个突变位点，计算其杂合度，多态信息含量可知，这18个位点均为多态基因座，其中6个位点导致了氨基酸的改变。

5 鹌鹑微卫星多样性研究

5.1 鹌鹑遗传连锁图的构建进展20世纪90年代，现代分子技术开始应用于鹌鹑基因组的研究。2003年Roussot等[28]利用新发现的许多扩增性片段长度多态性(AFLP)标记建立了以AFLP的41个连锁群(39条常染色体、Z和W染色体)的连锁图，这张连锁图以AFLP标记为基础，总长度为1516 cM，分子标记的数量为258个，标记间的平均距离为7.6cm。2004年Kayang等[29]在以鹌鹑基因组中发现的100个微卫星标记的基础上建立了含有72个微卫星标记的第一代微卫星连锁图，这个鹌鹑连锁图谱的总长度是576cm，位点间的平均距离是10cm。2006年，Kayang[30]将第一代微卫星连锁图和Roussot建立的连锁图整合到一个总长为904.3cM，两个位点之间的平均距离为9.7cm连锁图中。Kayang等[30]通过鸡和鹌鹑两个物种之间的比较定位，把鹌鹑的染色体(CJA)标记到鸡的染色体上(GGA)，鹌鹑的CJA01到07、09、10、13、14、18、20、27和Z染色体分别对应到鸡的CJA01到07、09、10、13、14、18、20、27和Z染色体上。

Kikuchi等[31]（2005）以大量的AFLP标记和几个与鹌鹑直系同源鸡的微卫星标记为基础建立了第二张遗传连锁图，同年，Mannen[32]将自己在cDNA序列上发现的微卫星标记定位在第二张遗传连锁图上。2005年Miwa等[33]用80个微卫星位点、两个羽色位点（Bh和Y）、三个血液蛋白位点（Tf，Hb-1和Pa-1）进行连锁分析，最后用5个经典的标记和69个微卫星标记建立了包括14条常染色体和Z染色体在内的一个基因连锁图谱。这个基因连锁图总长度为921cm，两个位点间平均距离为11.8cm。

5.2 鹌鹑功能基因定位和QTL研究进展微卫星标记从分子水平上跟踪基因组中各染色体区段或位点的遗传规律，结合性状表现型的遗传规律，确定与某一性状的连锁关系，并利用微卫星标记位点和某些功能基因位点或QTL间的连锁关系，可将一些功能基因或QTL定位在染色体上或连锁群中。微卫星DNA标记可将控制家禽某一数量性状的微效多基因一一定位到特定的染色体上，通过分析各QTL的效应和互作关系分析，可能将发现更多的新结构基因和功能基因，从而实现从表型育种到基因型选择育种的转变。2005年Miwa等[34]利用三个微卫星引物GUJ0071、GUJ0097和GUJ0061分别把三个血液蛋白位点Tf、Hb-1和Pa-1定位在QL08、CJA14和QL13染色体上，微卫星引物GUJ0071、GUJ0097和GUJ0061和血液蛋白位点Tf、Hb-1和Pa-1之间的LOD值分别为3.80、5.44和28.9。2005年Miwa等[34]利用三个微卫星引物GUJ0056、GUJ0013和GUJ0077把引起胚胎黑突变体的基因（Bh）定位在日本鹌鹑的1号染色体上(CJA01)，三个微卫星标记和胚胎黑基因位点（Bh）的顺序是GUJ0077-GUJ0056-Bh-ADL0037，三个微卫星标记GUJ0056、GUJ0013、GUJ0077和胚胎黑基因位点（Bh）的LOD值分别为7.99、3.34、4.30；利用微卫星引物GUJ0083把引起黄羽突变体的基因（Y）定位在QL10(GGA20)号染色体上，Y位点和微卫星引物GUJ0083的LOD值为9.26。Miwa等[34]在2006年的研究中利用微卫星引物GUJ0026和ABR0544把引起熊猫色突变体的基因（S）定位在CJA04（Q09）上，通过和鸡的基因图谱比较，得出S位点位于鸡的GGA4染色体上10.0～14.5Mb区域之间，这两个微卫星位点和熊猫色突变体的基因（S）的顺序关系是GUJ0026-S-ABR0544。2006年Minvielle等[35]利用Kayang发现的微卫星标记对13个与生长、饲料消化量、产蛋量、强直静止对数以及体温有关的性状进行QTL分析。他们发现了5个性状的重要QTLs，即：蛋直径（CL）和CJA01上GUJ0055具有相关性。蛋壳重量（SW）和CJA01上GUJ0062-GUJ0068，CJA20上的GUJ0065-GUJ0083具有相关性。产蛋数（EN）、和染色体上CJA06上面GUJ0087具有相关性。采食量（FI）和CJA01上GUJ0052，CJA20上的GUJ0065-GUJ0083具有相关性。剩余采食量（RFI）和CJA20上的GUJ0083具有相关性。

5.3 鹌鹑遗传多样性估计2004年王惠影等[36]选择了鹌鹑10个微卫星标记位点，对微山湖地区分布的40只野生日本鸣鹑和扬州地区40只家养鹌鹑进行研究，结果表明在所研究的10个微卫星位点中共有6个微卫星位点处于高度多态，表现出丰富的多态性，3个微卫星位点属于中度多态性位点，实验共发现了40个等位基因，平均每个微卫星位点有4个等位基因，两鹌鹑群体内平均杂合度为0.5932，总群体平均杂合度为0.6060，基因分化系数为0.0211，表明两个鹌鹑群体间的亲缘关系很近。2005年常国斌等[37]运用微卫星DNA标记对我国微山湖地区分布的野生日本鸣鹑，河南安阳地区分布的野生普通鹌鹑，江苏扬州地区家鹑群体的遗传多样性进行分析，结果表明，野生普通鹌鹑群体遗传多样性最丰富，每个座位平均检测出4.67个等位基因，群体多态信息含量和平均杂合度分别为0.5732和0.6621；家鹑群体多态信息含量和平均杂合度最低，分别为0.5467和0.5933；野生日本鸣鹑介于两者之间；在3个鹌鹑群体中野生日本鸣鹑与家鹑群体遗传多样性差异程度相对较小。2006年O lowofeso等[38]在DNA水平上检测了华东地区4个亲源关系不同的鹌鹑群体的3个微卫星座位，每一位点均检测到4～5个等位基因，各位点的基因多态比例接近100%。4个鹌鹑基因平均杂合度为(0.4627±0.03)～(0.6345± 0.05)，平均多态信息含量为0.3767～0.5713，聚类分析表明，华东地区鹌鹑群体间存在高水平的遗传变异，微卫星标记检测鹌鹑群体间的遗传多样性非常合适。2007年Amirinia等[39]利用8个微卫星位点分析伊朗四个鹌鹑群体的多态性，4个群体测得的杂合度在0.113～0.654之间，8个微卫星位点在4个群体中平均PIC是0.764，每个位点的有效等位基因数都在3.35（GUJ001）到6.76（GUJ0059）之间，除了Panda中的GUJ0041位点外（PIC＝0.427），所有的微卫星位点都是高信息含量（PIC＞0.5），除了GUJ001和GUJ0041分别在Panda和Tuxedo群体中为没有多态性外，其他的位点在鹌鹑群体中都具有多态性。2007年孟庆美等[40]选用12个微卫星位点，对随机选取朝鲜鹌鹑的40个体进行多态性检测，结果表明这12个微卫星位点的多态性都是较高的，12个微卫星位点中总共检测到55个等位基因，每个微卫星座位平均等位基因数为4.58个。朝鲜鹌鹑群体平均多态信息含量和平均杂合度分别为0.6945和0.7111，这两个指数充分说明了朝鲜鹌鹑是一个多态性丰富的群体。2010年吴胜军等[41]选用9个微卫星位点，对随机抽取朝鲜鹌鹑75只（♂40只，♀35只）进行多态性检测发现9个微卫星座位共检测出44个等位基因，平均每个座位检测到4.89个等基因。平均杂合度为0.7096，平均多态信息含量为0.6639，检验表明，9个微卫星座位的基因分布均处于Hardy-weinberg不平衡状态。

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Progress in the study of genetic diversity of Quail

WU Sheng-jun，PANG You-zhi
(Animal husbandry station of henan province,College of Animal Science and Technology,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)

Genetic diversity can reflect all the genetic information of a species or a vari-ety,namely, it reflects the richness of genetic diversity and confirms the degree of uniqueness of genetic resources through genetic markers.This article describes the progress in the study on genetic diversity of quail in the last 50 years.The objective of the study is to provide scientific basis for the cultivation of quail lines,evaluation of quail genetic resources,conservation and utilization.

quail；Microsatellites；Genetic diversity

S839.2

A

1673-1085（2016）03-0047-06

2016-02-05