惠阳胡须鸡微卫星多态性研究
2017-04-27李红伟邓丹青刘家玲钟淡龙
李红伟,陈 圆,邓丹青,刘家玲,钟淡龙
(1.惠州学院生命科学学院,广东 惠州 516007;2.广东金种农牧科技股份有限公司,广东 惠州 516021)
惠阳胡须鸡微卫星多态性研究
李红伟1,陈 圆1,邓丹青1,刘家玲1,钟淡龙2
(1.惠州学院生命科学学院,广东 惠州 516007;2.广东金种农牧科技股份有限公司,广东 惠州 516021)
为进一步保护和利用惠阳胡须鸡遗传资源,监测保种场保种效果,随机采集96只惠阳胡须公鸡血样,提取总DNA,选用18对微卫星标记进行PCR扩增,并对其基因片段进行扫描,利用Pop Gen 32软件分析扫描结果,结果表明,18个微卫星标记在惠阳胡须鸡群中均表现出较高的多态性,平均等位基因数为10.61个,平均杂合度H为0.5963,平均多态信息含量PIC为0.74。说明惠阳胡须鸡保种群体具有丰富的遗传多样性,具有较大的选育潜力。
惠阳胡须鸡;微卫星标记;等位基因;杂合度;多态信息含量
微卫星标记(microsatellite),又称为简单重复序列(simple sequence repeats)或短串联重复序列(short tandem repeats,STRs),是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列,由2~6 bp短核苷酸重复片段首尾串联构成,如(CA)8、(CAC)5、(GGAT)4、(GAGA)4等。作为第二代分子标记的代表,微卫星具有特异性高、共显性遗传、多态性高、稳定性高、检测快捷等特点[1]。目前在遗传图谱构建、亲缘关系分析、群体结构研究、品种鉴别等方面有广泛应用[2-3]。自然界中,各种生物个体表现出来的遗传变异,本质上就是 DNA 的差异,可直接通过研究 DNA 变异程度分析各群体的遗传结构。因此,微卫星多态性分析在畜禽遗传多样性评估、品种资源分类、杂种优势预测方面发挥着重要作用[4-9]。
微卫星标记在遗传多样性研究中,尤其在群体遗传学中的应用已经形成了一个较为完整的体系。通过多个微卫星标记对地方鸡品种的等位基因频率、基因杂合度、平均基因杂合度、多态信息含量、平均多态信息含量以及群体间遗传距离进行分析,从分子水平揭示地方鸡品种的遗传差异和起源关系,此策略已成功用于尼西鸡[10]、盐津乌骨鸡[11]、文山山地乌骨鸡[12]、灵昆鸡[13]等的亲缘关系分析。
1 材料与方法
1.1 试验材料
50个慢羽和46个快羽惠阳胡须公鸡的血样随机采自广东金种农牧科技股份有限公司的惠阳胡须鸡国家保种场。
1.2 试验方法
1.2.1 引物选择与合成 选择等位基因数多、多态性丰富的微卫星位点,采用莫国东等[9]根据FAO推荐的18个鸡微卫星标记位点,分别为ADL0112、ADL0268、LEI0166、MCW0014、 MCW0020、CW0034 、MCW0037、MCW0078、MCW0098、MCW0103、MCW0111、MCW0123、MCW0183、MCW0206、MCW0216、MCW0222、MCW0248、MCW0295,合成相关引物共18对。
1.2.2 全基因组DNA提取 根据试剂盒说明抽提血样总DNA,并用琼脂糖凝胶电泳检测其纯度,-20℃保存备用。
1.2.3 PCR扩增及基因扫描 DNA样送至华大基因广州分部进行PCR扩增。以琼脂糖检测PCR扩增产物,若电泳结果无杂带且目的条带明亮,则进行基因片段扫描。
1.2.4 遗传参数分析 根据基因扫描图,统计遗传多样性的相关数据,利用Pop Gen 32生物软件进行分析,获得惠阳胡须鸡群体的等位基因数、杂合度(H)及多态信息含量(PIC)等。
2 结果与分析
2.1 微卫星标记检测结果
PCR产物用琼脂糖凝胶电泳检测,结果(图1)发现,扩增片段的大小与预期目的片段大小一致,且每个片段的荧光带清晰,可用于下一步基因扫描。
图1 部分微卫星引物扩增结果
对18对微卫星进行荧光标记,根据PCR产物大小分为8组,分批上机进行全自动扫描。检测结果通过GENEMARKER导出峰图,只有1个峰值的是纯合子,有两个峰值的是杂合子。由图2可知,73号个体所用的引物是MCW0014,检测结果只有1个峰值,是纯合子,长度是178bp/178 bp;由图3可知,62号个体所用的引物是LEI0116,检测结果有两个峰值,是杂合子,长度是345 bp/355 bp。
图2 73号个体MCW0014微卫标记的基因扫描结果
图3 62号个体LEI0116微卫星标记的基因扫描结果
2.2 惠阳胡须鸡群体的多态性分析结果
由表1可知,本试验在96个惠阳胡须鸡个体中共检测到等位基因数191个,平均等位基因数为10.6个。不同微卫星座位的等位基因数差异较大,最低为4个(MCW0020),最高的有16个(MCW0111、MCW0034 )。
衡量群体遗传变异程度的主要指标是杂合度和多态信息含量。本试验多态信息含量(PIC)最高的位点是MCW0034(0.954),最低的位点是MCW0248(0.519),18个微卫星座位多态信息含量的数值均高于0.5,属于高度多态性位点。18个微卫星座位的杂合度最高的位点是MCW0111(0.891),最低的位点是MCW0103(0.391),除MCW0014、MCW0103两个位点外,其余杂合度数值均高于0.5。
2.3 惠阳胡须鸡慢羽群体与快羽群体的多态性比较
由表2可知,18个微卫星位点在快羽群体中,平均等位基因数为7.8个,H和PIC分别为0.646和0.721,其高度、中度多态性位点分别有17、1个,没有低度多态性位点;而在慢羽群体中,平均等位基因数为9个,H和PIC分别为0.650和0.694,其高度、中度多态性位点分别有16、2个,没有低度多态性位点。
3 结论与讨论
本研究采用18个微卫星位点,对96个惠阳胡须群体的遗传结构进行了分析,结果18个微卫星标记在惠阳胡须鸡群中均表现出较高的多态性,共检测到等位基因191个,平均等位基因数为10.6个,与广西东兰乌鸡[9](平均等位基因数为5.44个)、藏鸡[14](平均等位基因数为7.25个)相比,惠阳胡须鸡等位基因数明显较多,表明惠阳胡须鸡保种群的遗传多样性较为丰富。本试验结果表明,不同微卫星座位的等位基因数差异较大,最多达16个,最少的仅有4个,对于等位基因数少的家系,应与等位基因数多的家系交配,以增加等位基因数。杂合度为0.891。杂合度越高,群体变异越多,该群体遗传多样性越丰富。惠阳胡须公鸡群体的平均杂合度为0.68,与藏鸡[14](0.67)相当,比广西东兰乌鸡[9](0.54)、尼西鸡[10](0.63)、盐津乌骨鸡[11](0.62)高。
表1 惠阳胡须鸡在18个微卫星标记上的多态性参数
表2 不同羽速惠阳胡须鸡的遗传参数变异
多态信息含量(PIC)为度量微卫星DNA座位变异程度高低的一个理想指标。根据Vanhala等[15]确定的位点多态性评判标准,若PIC<0.25,为低度多态座位;若0.25<PIC<0.5,属于中度多态座位;若微卫星座位PIC>0.5,指示为一高度多态座位。所选用的18个微卫星座位都属于高度多态座位,其平均多态信息含量为0.74,与广西东兰乌鸡[9](0.60)、尼西鸡[10](0.55)、盐津乌骨鸡[11](0.57)相比较高,与藏鸡[14](0.74)、 灵昆鸡[13](0.72)相当。 惠阳胡须鸡快羽和慢羽两个群体的平均PIC均大于0.5,说明这两个鸡群体的遗传多样性较丰富。该结果与杂合度分析结果相吻合,表明惠阳胡须鸡群体遗传变异比较大,遗传多样性相当丰富,有较大的选育潜力。
本研究对96个惠阳胡须群体的18个微卫星位点进行多态性分析表明,等位基因数多、杂合度及多态信息含量高,在分子水平上证明了广东金种农牧科技股份有限公司惠阳胡须鸡国家保种场胡须鸡群体具有丰富的遗传多样性,其选育潜力较高。
群体杂合度(H)指被检测群体在该位点上的杂合子频率,是各群体不同位点上遗传变异的反映,是度量群体遗传变异的最适参数。本研究发现,杂合度最高的是MCW0111座位,其
[1]Temnykh S,DeClerck G,Lukashova A,et al. Computational and experimental analysis of microsatellites in rice(Oryza sativa L.):frequency,length variation,transposon associations,and genetic marker potential[J]. Genome Res,2001,11(8):1441-1452.
[2]Feingold S,Lloyd J,Norero N,et al. Mapping and characterization of new EST-derived microsatellitesfor potato(Solanum tuberosum L.)[J]. Theor Appl Genet ,2005,111(3):456-466.
[3]Weng Y,Azhaguvel P,Michels G J,et al. Crossspecies transferability of microsatellite markersfrom six aphid(Hemiptera:Aphididae)species and their use for evaluating biotypic diversity in two cereal aphids[J]. Insect Mol Biol,2007,16 (5):613-622.
[4]胡继伟,彭地莎,胡瑞,等. 4 个微卫星标记的多态性与鸭肉用性能杂种优势的相关性研究[J]. 中国畜牧杂志,2012,48(19):21-24.
[5]吴井生,朱孟玲,陈明,等. 小梅山猪保种群微卫星 DNA多态性分析[J]. 黑龙江畜牧兽医,2012(11):42-45.
[6]白俊艳,庞有志,张小辉,等. 3个鹌鹑群体的微卫星标记多态性分析[J]. 中国畜牧兽医,2015,42(9):2444-2452.
[7]杨香娣,曹 骥,杨春,等. 荧光标记微卫星分析广西树鼩群体的遗传多态性[J]. 中国畜牧兽医,2016,43(1):182-190.
[8]李晓锋,马月辉,索效军,等. 波尔山羊 10 个微卫星标记多态性分析[J].江苏农业科学,2013,41(7):23-26.
[9]莫国东,黄英飞,廖玉英,等. 广西东兰乌鸡的遗传多样性分析[J]. 南方农业学报,2015,46 (4):692-696.
[10]叶朗惠,霍金龙. 尼西鸡遗传多样性微卫星标记分析[J]. 动物学研究,2006,27(1):68-74.
[11]陈涛,苗永旺. 盐津乌骨鸡微卫星DNA多态性研究[J]. 云南农业大学学报,2007(4):543-546.
[12]苗永旺,叶朗惠. 文山山地乌骨鸡微卫星DNA多态性分析[J]. 云南农业大学学报,2009 (1):63-66.
[13]袁青妍,庾德兵. 灵昆鸡群体微卫星DNA遗传多样性研究[J]. 浙江农业学报,2010,22 (4):458-463.
[14]杜志强,曲鲁江. 藏鸡群体遗传多样性研究[J]. 遗传,2004,26(2):167-171.
[15]VanhalaT,Tuiskula-HaavistoM,EloK,etal. Evaluation of genetic variability and genetic distances between eight chicken lines using microsatellite markers[J]. PoultryScience,1998,77:783-790.
(责任编辑 崔建勋)
Study on microsatellite polymorphism of male chickens in Huiyang Bearded chicken
LI Hong-wei1,CHEN Yuan1,DENG Dan-qing1,LIU Jia-ling1,ZHONG Dan-long2
(1. College of Life Science,Huizhou University,Huizhou 516007,China;2.Guangdong Jinzhong Animal Husbandry Co.,Ltd,Huizhou 516021,China )
In order to evaluate the status of genetic diversity in Huiyang Bearded chicken,blood from 96 male individuals was collected to extract DNA for amplifying 18 microsatellite sites by polymerase chain reaction (PCR). Data from Fluorecence-based Genescan with the 18 microsatellite markers were analyzed by Pop Gen 32 software to calculate the allele frequency,heterozygosity,and polymorphism information content. The results showed that the average number of alleles per site,heterozygosity,polymorphism information content were 10.6,0.5963,0.73 respectively. The results indicate that there are abundant genetic diversity in Huiyang Bearded chicken.
Huiyang Bearded chicken;microsatellite marker;allele;heterozygosity;polymorphic information content
Q346+.5
A
1004-874X(2017)02-0149-05
2016-11-01
惠州市科技专项资金(2014B040008002)
李红伟(1972-),男,博士,讲师, E-mail:lhwcau@163.com
李红伟,陈圆,邓丹青,等. 惠阳胡须鸡微卫星多态性研究[J].广东农业科学,2017,44(2):149-153.