牦牛的起源與系統(tǒng)發(fā)育分析.pdf

1、牦牛(yak)是唯一能在青藏高原及其毗鄰的高寒牧區(qū)繁衍的牛亞科動物，有“高原之舟”和“全能家畜”的美譽.牦牛起源于中國，是一種古老而原始的牛種，但在牦牛的起源問題及牦牛在牛亞科中與其它物種的親緣關(guān)系上很難確定，一直存在爭議，目前主要形成兩種不同的觀點：一種觀點認(rèn)為牦牛與牛屬的親緣關(guān)系比較近：另一種觀點認(rèn)為牦牛與野牛屬的親緣關(guān)系比較近。 動物線粒體DNA因其進化速度快、在群體內(nèi)變異大、分子結(jié)構(gòu)簡單等特點，已成為進行物種起源、分子進

2、化和系統(tǒng)發(fā)育研究的重要分子標(biāo)記，其中，富含A和T堿基的D-loop控制區(qū)，其突變率約為mtDNA的其它編碼區(qū)的5-10倍，適于進行亞科內(nèi)屬、種間的系統(tǒng)學(xué)研究.我們對牦牛的mtDNA的D-loop全序列進行了擴增測序，并對牛亞科動物的D-loop全序列以及第一和第二高變區(qū)進行了序列變異和系統(tǒng)發(fā)育分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：牛亞科動物的D-loop序列區(qū)長度在890-1015bp范圍內(nèi)變化，共發(fā)現(xiàn)226的多態(tài)位點，多態(tài)位點百分率為22.47％，說明牛亞

3、科物種線粒體D-loop區(qū)多態(tài)性較豐富.我們根據(jù)序列比對和遺傳距離的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，牦牛與美洲野牛的親緣關(guān)系較近，而與牛屬的親緣關(guān)系較遠(yuǎn).根據(jù)?？苿游镆研Ｕ腄-loop區(qū)序列每百萬年10.6％的分子鐘，我們推測家牦牛與野牦牛的分化時間大約在0.35百萬年前.我們進一步對牛亞科物種線粒體DNA D-loop區(qū)全序列以及第一、第二高變區(qū)序列所構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示牦牛、野牦牛首先聚類，然后與美洲野牛聚類，接著再與普通牛和瘤牛組成的分支相聚類，

4、也說明牦牛與美洲野牛的遺傳相似性較高，親緣關(guān)系較近，而與牛屬間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn).我們根據(jù)分子鐘估計牦牛與普通牛的分化時間為0.53MYA，與瘤牛的分化時間為0.47MYA，與美洲野牛的分化時間為0.32MYA，與亞洲水牛的分化時間為0.86MYA，普通牛與瘤牛的分化時間為0.24MYA。 Y染色體遵循父系遺傳，其絕大部分為非重組區(qū)，故單倍型保持完整，不易受重組和回復(fù)突變影響，突變率低，比常染色體上的遺傳標(biāo)記更能穩(wěn)定遺傳，是進化事

5、件的忠實記錄者.我們對牦牛Y染色體上的TSPY及DBY部分序列進行了擴增測序，并對牛亞科動物進行了序列變異和系統(tǒng)發(fā)育分析，我們根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育樹發(fā)現(xiàn)牦牛與野牛屬有最近的共同祖先，根據(jù)?？苿游镆研Ｕ腡SPY基因的分子鐘，估計牦牛與野牛屬的分化時間在1.16MYA.根據(jù)TSPY及DBY基因序列比對及遺傳距離的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)牦牛與野牛屬(包括美洲野牛和歐洲野牛)的遺傳相似性較高、親緣關(guān)系較近，而與牛屬的遺傳相似性較低，親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，我們進一步用

6、TSPY序列及DBY序列構(gòu)建的牛亞科的系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，牦牛先與美洲野牛及歐洲野牛親緣關(guān)系較近，而與牛屬的親緣關(guān)系相對較遠(yuǎn).根據(jù)TSPY基因的分子鐘，估計牦牛與普通牛的分化時間為2.09MYA，與瘤牛的分化時間為1.86MYA，與亞洲水牛的分化時間為16.44MYA.普通牛與瘤牛的分化時間為1.16MYA。 MHC是基因組中多態(tài)性最豐富的區(qū)域，主要參與肌體的免疫應(yīng)答，已經(jīng)越來越多的用于分析抗病力遺傳、調(diào)查種群遺傳結(jié)構(gòu)、確定近緣物

7、種間的關(guān)系和進化歷史的研究中.本文首次測定了11個牦牛BoLA-DRB基因的上游調(diào)控區(qū)序列，并對牦牛DRB基因上游調(diào)控區(qū)(URR)的結(jié)構(gòu)、變異和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進行了分析.結(jié)果顯示在測定的11條序列中，共發(fā)現(xiàn)了3種單倍型；這些序列均存在與基因表達調(diào)控有關(guān)的W box、X box、Y box、CCAAT box及類TATA box等調(diào)控元件，且遵守嚴(yán)格的空間組織順序.幾個不同物種間的系統(tǒng)發(fā)育分析顯示牛與綿羊的序列先聚在一起，然后再與豬的序列聚