王林云
(南京農(nóng)業(yè)大學(xué),南京 210095)
自 從大約1萬(wàn)年前野豬被人類馴化以來,豬的性狀發(fā)生了巨大的變化。不但在體形、乳頭數(shù)、胸腰椎個(gè)數(shù)、腸長(zhǎng)與體長(zhǎng)的比例方面有很大的變異,而且在繁殖性能、發(fā)情時(shí)間,乃至妊娠期都有很大的變化。
現(xiàn)代家豬和野豬的這許多差異,充分說明了人類改良豬種的巨大作用。可以說,人類從開始馴養(yǎng)野豬的那個(gè)時(shí)期開始,就對(duì)豬種發(fā)生了干預(yù)和影響。雖然最初的干預(yù)和影響是極其簡(jiǎn)單與粗放的,而且在中途發(fā)生過種種曲折與失敗的事例。但在人們改良家畜的歷史長(zhǎng)河中,畢竟是在一步一步地向前推進(jìn)。從目的不明確到逐步明確,從缺少計(jì)劃到逐步有計(jì)劃,直至達(dá)到今日之水平。
在人類對(duì)豬種的干預(yù)中,通過不同地區(qū)的豬種間相互雜交,使其發(fā)生基因(核苷酸)交流是一個(gè)重要的方面。由于豬在雜交繁育中發(fā)生了基因的交流,其后代在染色體上插入或缺少了某些核苷酸序列和片段,因此產(chǎn)生了新的核苷酸序列或片段,從而在表型上產(chǎn)生各種變異。人類通過選擇,把符合要求的(或喜愛的)留下,把不符合的(或不喜愛的)淘汰,加上各地環(huán)境和氣候的影響,于是出現(xiàn)了越來越多的各不相同的類群與品種。
我們回顧歷史,中國(guó)豬種與外國(guó)豬種之間的基因交流至少有下列幾次。
根據(jù)張仲葛先生對(duì)廣東華南豬的研究,我國(guó)漢代時(shí)在廣東已出現(xiàn)了體短腿矮、早熟易肥的小型豬種。從華南漢墓出土的漢代青瓦豬的外形來看,這種豬小耳直立,頭短寬,頸短闊,背腰寬廣,四肢短小。所以,在公元1-4世紀(jì),“當(dāng)大秦(羅馬的古稱)商人東來貿(mào)易之時(shí),在廣州發(fā)現(xiàn)了這種優(yōu)良的豬種,必然引起他們對(duì)廣東豬的興趣,于是在離境之時(shí),把它們當(dāng)為奇貨之一,便攜帶回國(guó)進(jìn)行飼養(yǎng)或販賣?!盵1]。這些豬種來到地中海沿岸,經(jīng)過與當(dāng)?shù)刎i雜交及人們的選擇,育成了羅馬豬——或稱那不勒頓(Neapoliton)豬。
關(guān)于中國(guó)豬種對(duì)歐洲豬種的影響,早在1860年德國(guó)學(xué)者那修西亞斯在研究世界各地豬種的頭骨時(shí),就發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)。他說:“過去在中歐和北歐的各個(gè)王國(guó)及英國(guó)各處地方,都是飼養(yǎng)著與歐洲野豬(Sus scrofa)血統(tǒng)有關(guān)系的地方豬種,不過,現(xiàn)在這些品種已經(jīng)到處在迅速地消滅了,取而代之的是有印度野豬(Sus indica)血統(tǒng)的改良品種”。同時(shí)還作了一個(gè)很有意思的敘述,“…與歐洲野豬血統(tǒng)有關(guān)的豬種,如果混有1/32,甚至1/64的印度野豬血統(tǒng),這就可以使前者的頭骨發(fā)生明顯的變異?!边_(dá)爾文對(duì)那修西亞斯的這篇論文作了分析研究,認(rèn)為,文中所說的“帕氏印度野 豬(Sus indica,Pallas)”,“ 其 原 種并不產(chǎn)在印度,而這個(gè)類群的最知名品種,是從暹羅和中國(guó)輸入的?!盵2]
那么,達(dá)爾文所說的中國(guó)豬,究竟是我國(guó)什么地方的豬種呢?根據(jù)近代國(guó)內(nèi)外一些文獻(xiàn)的記載,有的學(xué)者已作了介紹。如拉文(Levine,1920)說,“英國(guó)原產(chǎn)的豬種的體型是很粗糙的,當(dāng)改良之時(shí),曾加入過中國(guó)豬種的血液,所引入的便是廣東的豬種,”以后,我國(guó)有些學(xué)者把引進(jìn)英國(guó)的中國(guó)豬,稱之為番禺豬,到了1958年,Briggs說得更清楚:“過去引進(jìn)英國(guó)的中國(guó)豬種就是廣東省的黑豬和黑白花豬?!盵3]
中國(guó)地方豬種是什么時(shí)間進(jìn)入英國(guó)的?據(jù)歷史記載,清朝康熙三十八年(1699年),清政府為了便于征收稅項(xiàng)和容易管理海船的貿(mào)易,一切外船只準(zhǔn)停泊在廣州來進(jìn)行通商,因此,當(dāng)時(shí)廣州是唯一的國(guó)際貿(mào)易口岸。由于英國(guó)商人經(jīng)常來往于英國(guó)與廣州之間,當(dāng)他們發(fā)現(xiàn)了廣州附近的優(yōu)良豬種后,便把它們運(yùn)回本國(guó)。在18世紀(jì)的中葉,在英國(guó)本土中南部一帶的地方,已有大量的廣東豬種存在。它們與英國(guó)的當(dāng)?shù)刎i種雜交,進(jìn)行了基因交流,便產(chǎn)生了含有不同血統(tǒng)比例的各種雜種群,可供當(dāng)?shù)氐娜藗冞x擇。
歐美近代幾個(gè)豬種的育成過程可簡(jiǎn)述如下。
2.2.1 巴克夏豬的育種過程
巴克夏豬原產(chǎn)于英國(guó)中南部的Berkshire(巴克郡)、Wiltshire(偉勞特郡)及Gloucestershire附近鄉(xiāng)村的一帶地方。許多作者的研究認(rèn)為,它是由中國(guó)豬、暹羅豬(Siamese)、和那不勒頓豬(Neapoliton)與英國(guó)的本地豬雜交而成的。Briggs(1958)認(rèn)為,“巴克夏豬主要是由中國(guó)豬改良而成的,而這些中國(guó)豬是由廣東省來的,該時(shí)引入的豬種是黑豬和黑白花2種,它們均具有體型中等,骨質(zhì)細(xì)致,特別是早熟和脂肪沉積快的特點(diǎn)?!保▓D1)
圖1 分布于廣東/廣西的陸川豬(近代)
據(jù)Briggs(1958)記述,老的英國(guó)本地豬是一個(gè)體型大的、弓背、耳大下垂,大腿狹窄、行動(dòng)快、成熟遲、體重常達(dá)到1 000~1 100磅(454~500 kg),皮毛粗劣,呈沙色或紅棕色。是歐洲野豬的后代。當(dāng)時(shí)的中國(guó)豬耳小而直立,肋不深、背較平滑,腹常拖地,溫馴,不耐寒,但肉質(zhì)好。當(dāng)兩者雜交,后代在肉的品質(zhì)上有很大的改進(jìn)。在1830年后的30年間,巴克夏地區(qū)的豬種進(jìn)行了很大的改進(jìn),在“黑色的體驅(qū)上出現(xiàn)六白顏色”這一毛色的豬種很快普及起來。巴克夏豬作為一個(gè)品種而出名是在1860年后的事。在1862年的英國(guó)Royal(皇家) 展覽會(huì)中,Royal農(nóng)業(yè)協(xié)會(huì)才將巴克夏豬作為一個(gè)新的品種分開,英國(guó)巴克夏豬協(xié)會(huì)是在1884年成立的,1885年出版了第1本《巴克夏豬種畜登記簿》(圖2)。
圖2 巴克夏豬(老型)
2.2.2 約克夏豬的育成過程
早在1818年,英國(guó)南部的約克郡附近的地方就出現(xiàn)了當(dāng)?shù)氐耐练N豬,它是歐洲野豬的后代,據(jù)E. Day(1908)描述,早期的約克夏豬是一種骨粗、腿長(zhǎng)的白豬,成年豬體重可達(dá)1 000多磅(450多kg),背部隆起,成鯉魚脊形,后驅(qū)發(fā)育不良,頭部狹長(zhǎng),額窄而直,耳大下垂,有非常發(fā)達(dá)的鼻端和4枚鋒利的牙齒,皮膚粗厚,全身披著很密和粗硬的剛毛,有的體色呈淺黃色,或呈棕紅色,成熟很慢,瘦肉很多,肉質(zhì)粗糙,性情很野,目露兇光,每胎產(chǎn)仔5~8頭,它們是歐洲野豬的后代。習(xí)慣于草地和玉米地里放牧。當(dāng)時(shí)也出現(xiàn)中型和小型的約克夏豬[3]。
據(jù)Plumb認(rèn)為[4],大型約克夏豬的改良過程如圖3所示(說明:近代用“線粒體序列變異”的研究證明,歐洲家豬和亞洲家豬是經(jīng)長(zhǎng)期彼此獨(dú)立馴化而成的 )(圖 3)。
圖3 約克夏豬改良的過程圖(C.S.Plump, Type and Breeds of Farm Animal, 1920, New York)
19世紀(jì)中期,美洲大陸被開發(fā),大批移民來到北美洲,同時(shí)也帶去了各地的豬種,歐洲的豬種(俄國(guó)豬、英國(guó)豬、愛爾蘭豬和西班牙、葡萄牙的豬種),亞洲的(中國(guó)豬)和非洲的豬種相互雜交,逐漸形成了近代美國(guó)的一些主要豬種,如杜洛克(Duroc)、漢普夏(Hampshire)、波中豬 (Poland-China)、切斯特白豬(Chester White)等。
波中豬(Poland-China)的原產(chǎn)地是在美國(guó)Ohio州、西南部Miami Valley的Butler及Warren一帶的地方。在這個(gè)豬育成之前,這里的豬種相當(dāng)復(fù)雜。因?yàn)楫?dāng)時(shí)有大量移民,從歐洲各地不斷流入,于是把歐洲各地所分布的豬種都帶入此地。當(dāng)時(shí),這里的豬種都雜得難以辨認(rèn),隨哪國(guó)人民帶入而隨意給予命名。據(jù)說,最初育成此豬種的主要是由一種所謂俄國(guó)豬(Russian hog)和白菲爾德豬(Byfield hog)與中國(guó)大豬進(jìn)行雜交而成的。這種中國(guó)大豬是在1816年的時(shí)候,由一位名叫華萊士(Wallace)的人,從英國(guó)本土帶來的。日后使用它們都與當(dāng)?shù)氐呢i種進(jìn)行雜交,得到了不少優(yōu)良的后代,為波中豬的育成奠定了良好的基礎(chǔ)。而從英國(guó)帶來的中國(guó)大豬,就是早期被英國(guó)人從廣東帶入其本土進(jìn)行飼養(yǎng)的中國(guó)豬的后裔,這是毫無疑問的(圖4)。
圖4 波中豬(老型)
切斯特白豬(Chester White)的原產(chǎn)地是美國(guó)的Pennsylvania 東南部的Chester Countey,這地方是美國(guó)一個(gè)著名的玉米帶,因?yàn)檫@個(gè)地方最先育成了這個(gè)品種,故以該地命名。這個(gè)豬的最初來源,是在1818年的時(shí)候,由切斯特縣的農(nóng)民從英國(guó)購(gòu)進(jìn)了一批在英國(guó)改良過的中國(guó)豬,到達(dá)該地后,通過良好的培育,合理的飼養(yǎng)管理。進(jìn)行有目的的雜交與系統(tǒng)選育,才逐步形成這個(gè)豬種,由此看來,它受到中國(guó)豬的影響也是無疑的(圖5)。
圖5 切斯特白豬(老型)
2.2.3 20世紀(jì)80年代后中國(guó)豬種與歐洲豬種的基因交流
20世紀(jì)80年代后,我國(guó)的梅山豬,由于其繁殖力高,又一次引起了法國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、日本等許多國(guó)家的重視,并被引入這些國(guó)家,與當(dāng)?shù)刎i種進(jìn)行各種雜交試驗(yàn),有的已培育出新的品系,一些豬群的繁殖性能得到改進(jìn),產(chǎn)仔數(shù)有明顯的提高,對(duì)世界上的豬種再一次產(chǎn)生巨大的影響。
據(jù)《文匯報(bào)》1979年10月19日?qǐng)?bào)道,10月18日,中國(guó)農(nóng)業(yè)部向法國(guó)農(nóng)業(yè)部贈(zèng)送了梅山豬、金華豬和嘉興黑豬各3頭。在上海舉辦了交接儀式。
梅山豬和嘉興黑豬到法國(guó)后,法國(guó)科學(xué)家培育出2個(gè)中歐合成系,嘉梅蘭(Tiameslan)和太祖母(Taizumu)。太祖母合成系是由Gene育種公司于1995年開始選育的。用33頭法國(guó)大白豬,24頭梅山母豬,6頭梅山公豬,4頭(梅山×嘉興黑母)雜交豬組成一個(gè)閉鎖群,雜交和橫交后代不作任何選擇,第3~6代用群體繼代選育法,所有母豬只用1胎,2001年進(jìn)入第7世代,有選育群母豬300頭,擴(kuò)繁群母豬450頭?!疤婺浮焙铣上档闹饕阅埽好款^母豬年提供斷奶仔豬29.2頭,平均窩產(chǎn)仔14.6頭,窩產(chǎn)活仔13.8頭,達(dá)100 kg體重日齡158 d,背膘17.2 mm,瘦肉率54.5%[5]。
1986年后,日本通過各種方式先后從我國(guó)引進(jìn)多批地方豬種,主要是梅山豬。將它和蘭德瑞斯豬或大白豬雜交,雜種母豬繁殖性能明顯提高[6]。
美國(guó)也在1989年引進(jìn)了中國(guó)的梅山豬。根據(jù)1982年中美種豬交流及技術(shù)合作協(xié)議,1988年9月27日由中國(guó)種畜進(jìn)出口公司與美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究署簽訂了出口144頭種豬的合同(梅山豬99頭,其中公豬33頭;楓涇公豬24頭;東北民豬公豬21頭)同時(shí)美國(guó)迪卡博公司另購(gòu)梅山公豬12頭。每頭豬售價(jià)為4 000美元(當(dāng)時(shí)美元:人民幣=1:3.72)。
圖6 是丹麥豬育種公司(簡(jiǎn)稱“丹育”)當(dāng)時(shí)(2003年)的駐華辦事處主任提供的丹麥長(zhǎng)白豬和大白豬1986-2001年產(chǎn)仔數(shù)的年度進(jìn)展情況??梢娮?986-1994年,其平均產(chǎn)仔數(shù)均在11.5頭以下,1995年以后,則有明顯上升,平均窩產(chǎn)仔數(shù)達(dá)13~14頭,其是否與梅山豬的基因交流有關(guān),大家心知肚明。
以上的事實(shí)說明,中國(guó)地方豬種對(duì)國(guó)外豬種的影響是十分明顯的。同樣,1840年后,外國(guó)許多豬種,主要有約克夏豬、巴克夏豬等進(jìn)入了中國(guó),與中國(guó)地方豬種雜交,出現(xiàn)了許多雜種豬群,有的通過選育,形成了新品種。20世紀(jì)80年代后,大量的大約克夏豬、長(zhǎng)白豬、杜洛克豬、皮特蘭豬等,也進(jìn)入了中國(guó),它們對(duì)改變中國(guó)豬種的性狀和豬品種結(jié)構(gòu)發(fā)揮了具大的作用??梢哉f,在歷史上各大洲之間豬品種或類群的基因交流,是迅速改良現(xiàn)代家豬質(zhì)量的一種重要手段。如果沒有這種基因交流,現(xiàn)代家豬要達(dá)到現(xiàn)有的生產(chǎn)水平幾乎是不可能的。
一提起“品種”,人們首先想到的是“純種”或是“雜種”。在同一個(gè)品種內(nèi),某一個(gè)體是“純種”,還是“雜種”?在分子遺傳學(xué)發(fā)展的今天已變得十分含糊。
依照“經(jīng)典遺傳學(xué)”的理論[7],真核生物的體細(xì)胞里的染色體是成對(duì)存在的。每一對(duì)基因分別位于來自雙親的染色體的同一位置上(稱為基因座),每一個(gè)體的每一基因座上只有2個(gè)等位基因。一個(gè)生物體是純合(homozygous)還是雜合(heterozygous)是以等位基因來決定的。當(dāng)一個(gè)生物體帶有一對(duì)完全相同的等位基因時(shí),則該生物體就該基因而言是純合的或可稱為純種(truebreeding),反之,如果一對(duì)等位基因不相同,則該生物體是雜合的或可稱為雜種(hybrid)。
一個(gè)群體中,一對(duì)同源染色體的同一基因座上有2個(gè)以上等位基因,稱為 復(fù) 等 位 基 因(multiple gene)。 復(fù)等位基因的存在,正是生物多態(tài)性(polymorphism)在遺傳上的直接原因。因?yàn)榈厍蛏贤晃锓N內(nèi)的生物群體均有多個(gè)等位基因和多個(gè)復(fù)等位基因。
但分子遺傳學(xué)認(rèn)為,基因并不是一個(gè)“點(diǎn)”或“顆?!保蚴且粋€(gè)非連續(xù)的“核苷酸序列片段”(在染色體上的核苷酸序列并不都是基因組)[8]。不論是單細(xì)胞生物或是多細(xì)胞生物,它們個(gè)體間的核苷酸序列都有一定程度的差異。從這一角度來看,同一生物物種內(nèi)的個(gè)體間都有一定差異,都可視為是“雜合體”。 要在地球上找出2個(gè)在“核苷酸序列”上完全相同的人或動(dòng)物個(gè)體幾乎是不可能的。
美國(guó)的一個(gè)科學(xué)家研究團(tuán)隊(duì)在對(duì)人類和黑猩猩的基因組DNA序列比較分析后發(fā)現(xiàn),除了兩者的相似程度大約98.5%以外,兩者之間還有另一種差異,即在一段DNA中被插入了一個(gè)“物種基因組”,或者一段DNA整個(gè)地從基因組中刪掉,可以發(fā)現(xiàn)這種差異的基因組約有3%[9]。也就是說,在同一物種內(nèi)存在著“物種基因組”。由此提示,生物中也還存在著“類群基因組”、“品種基因組”等等。這些“特定基因組”,在同一類群內(nèi)是相對(duì)保守的。但除了這些保守的序列之外,群內(nèi)個(gè)體間其他部位的“核苷酸序列差異”是存在的。
人的基因組大約有30億對(duì)堿基。雖然世界上不同的人的基因組至少有99.99%的堿基對(duì)是相同的,但就是剩下的0.01%(約30萬(wàn)對(duì))決定了我們的身高、膚色等方面的差異,以及是否易得某些疾病[10]。
一般來說,較高級(jí)的生物,堿基對(duì)的數(shù)量較多,如,哺乳動(dòng)物(包括豬)有30億對(duì)堿基。由于父母親本間的差異,要2個(gè)生物體之間,在所有基因與復(fù)等位基因之間完全相同,幾乎是不可能的,即使是同胞胎的動(dòng)物或同卵雙胎動(dòng)物。多代次近親繁殖可以使生物之間的相似程度增加,但幾乎也不可能完全一致。過分的近親繁殖則出現(xiàn)死亡。因此,生物的“純”、“雜”是相對(duì)的。
可以說,地球上的每個(gè)人和動(dòng)物都是雜合體,或可稱為“雜種”(當(dāng)然,這種“雜種”的概念和品種間的“純、雜”有所區(qū)別),我們也可以說,地球上沒有2個(gè)人是完全相同的,沒有2頭豬是完全相同的。
圖6 丹麥長(zhǎng)白豬和大白豬1986-2001年產(chǎn)仔數(shù)的年度進(jìn)展 (“丹育”駐華辦事處主任2003年提供)
因此,同一物種內(nèi)2個(gè)生物體之間的交配可視為“雜交”,我稱之為“雜合體之間的雜交”。會(huì)發(fā)生“雜合效應(yīng)”。同一物種內(nèi)的生物體為了自己的繁衍與世代延續(xù),總是在不斷地雜交。這種親代間的雜交會(huì)引起子代核苷酸序列的輕微變異,這種輕微的改變,多數(shù)情況下,不會(huì)改變生物的主要性狀,當(dāng)這種變異積累到一定程度,又引起更多、更大的變異,特別在某些核苷酸序列的關(guān)鍵位點(diǎn)發(fā)生改變,有時(shí)甚至只要有一個(gè)核苷酸被置換,就有可能改變生物的某些性狀。
這種現(xiàn)象已經(jīng)在生物中普遍存在,子代的表現(xiàn)型既不完全像父親,又不完全像母親,是一部分像父親,一部分像母親,一部分DNA片段來自于父親,一部分DNA片段來自母親,這就是目前應(yīng)用DNA技術(shù)進(jìn)行親子鑒定的理論依據(jù)。有時(shí),子代還會(huì)出現(xiàn)親代所沒有的一些性狀,這就是發(fā)生了變異,出現(xiàn)了新的“核苷酸序列”。配豬生豬,子豬似親豬,子豬非親豬。不論是單胎動(dòng)物或多胎動(dòng)物,子代同胞之間出現(xiàn)一定的表型差異和核苷酸序列差異就是一個(gè)很好的例證。
不同品種間的雜交可以產(chǎn)生“雜合效應(yīng)”,但是,不同品系、類群、甚至不同個(gè)體間雜交交配,非親緣交配和無性繁殖時(shí),也可以產(chǎn)生“雜合效應(yīng)”。
“雜合效應(yīng)”可分為“正效應(yīng)”、“負(fù)效應(yīng)”和“分離效應(yīng)”?!罢?yīng)”是指子代大部分性狀或主要性狀超過親本;“負(fù)效應(yīng)”是指子代大部分性狀或主要性狀不及親本。子代的效應(yīng)表達(dá)往往是某些性狀為“正效應(yīng)”,另一些性狀為“負(fù)效應(yīng)”?!胺蛛x效因”是指當(dāng)親本產(chǎn)生多個(gè)后代時(shí),各子代間的性狀不完全一致或有所差異。
如果考慮到親本本身存在的“雜合”程度,那么,“純種交配”和“雜種交配”之間很難有明確的界線。對(duì)后代的“雜合效應(yīng)”也變得更為復(fù)雜。例如,當(dāng)親本本身的“雜合度”較大時(shí),子代的性狀會(huì)發(fā)生較大的分離;即使親交,其子代也不一定立即產(chǎn)生“負(fù)效應(yīng)”,有時(shí)對(duì)固定某些性狀反而有利;當(dāng)親代的一方和另一方“雜合”程度不同時(shí),又會(huì)產(chǎn)生另一種“雜合效應(yīng)”;父本和母本對(duì)后代的影響也不是各半或?qū)Φ鹊模灰粋€(gè)生物種群在世代延續(xù)的過程中所發(fā)生的變異是不平衡的,并不遵循哈代-溫伯格遺傳平衡定律(Hardy-Weinberg law,1908),等等。這方面還有許多現(xiàn)象需進(jìn)一步研究。
“雜合效應(yīng)”并不是指某一個(gè)核苷酸替代另一個(gè)核苷酸的簡(jiǎn)單置換,不是“顆粒換顆?!钡年P(guān)系。從分子生物學(xué)的觀點(diǎn)來看,雜合體之間雜交后產(chǎn)生的各種變異(“雜合效應(yīng)”)包括:1)DNA核苷酸序列的變異;2)mRNA的表達(dá)差異(基因表達(dá)速度和基因表達(dá)量的差異);3)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異;4)某些區(qū)域的DNA甲基化;5)核苷酸序列、整個(gè)基因組或染色體的倍增,等等。田大成等(2008)從2005年起,用生物信息技術(shù)對(duì)人、黑猩猩、恒河猴、小鼠、果蠅、水稻和釀酒酵母等不同類別生物的基因序列進(jìn)行了對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)DNA的插入/缺失(indel)會(huì)引起其周圍一系列的變異,在此基礎(chǔ)上,提出了“Indel誘導(dǎo)自發(fā)突變機(jī)制假說”[11]。
一個(gè)種群世代延續(xù)的過程是子代與親代有所差異的漸變過程。當(dāng)親代的差異越來越大,子代和親代間的差異也越來越大,子代間相互交配后所產(chǎn)生的“雜合效應(yīng)”(分離效應(yīng))也越來越大,加上自然環(huán)境的影響和選擇,同一物種內(nèi)的個(gè)體之間逐漸出現(xiàn)生殖隔離,一個(gè)新物種就逐漸形成了。生物的“雜合效應(yīng)”是在遺傳上形成生物多樣性的主要原因。
“雜合效應(yīng)”的發(fā)生與子代中某些部位的DNA甲基化有關(guān)。蔣曹德等(2005)為了探討 DNA 甲基化對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的影響,用48頭梅山豬、42頭長(zhǎng)白豬和118頭長(zhǎng)×梅F1代仔豬作材料,采用了甲基化敏感隨機(jī)擴(kuò)增 PCR 技術(shù)( methylation-sensitive AP-PCR,MS-AP-PCR),利用 40 條隨機(jī)引物對(duì)大×梅組合親子代基因組 DNA 進(jìn)行了擴(kuò)增。結(jié)果:親子代間甲基化狀況可歸納為 4種類型:1)親子代甲基化水平相同; 2)單親與 F1代甲基化水平相同; 3)同親代相比,F(xiàn)1代發(fā)生甲基化; 4)同親代相比,F(xiàn)1代去甲基化。5 個(gè)甲基化變化位點(diǎn)對(duì) 7 個(gè)生產(chǎn)性狀產(chǎn)生顯著的影響(P<0.05)。通過對(duì)生產(chǎn)性狀產(chǎn)生顯著影響的片段序列分析發(fā)現(xiàn),這些序列在 GenBank 中有同源序列( 同源性高于 87%);3 個(gè)片段 G+C%大于 50;所有片段 CpG 島觀測(cè)值 /期望值都大于 0.6;而且,有一個(gè)片段含有 G/C 盒。表明:基因啟動(dòng)子區(qū)域 CpG 島甲基化在親子代出現(xiàn)差異;不同甲基化位點(diǎn)對(duì)雜種生產(chǎn)性狀的作用方向不同,說明雜種優(yōu)勢(shì)的表現(xiàn)既與有些基因的表達(dá)有關(guān),也與有些基因的表達(dá)抑制有關(guān)[12]。
這說明,雜種優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生過程中并不僅僅是一些“基因”(核苷酸序列)表達(dá)增強(qiáng)是有利的,而同時(shí)某些“基因”(核苷酸序列)受到抑制也是有利的。
應(yīng)該指出的是,并非所有的雜交都會(huì)產(chǎn)生“正效應(yīng)”,也不是所有的變異對(duì)生物適應(yīng)環(huán)境都是有利的。有時(shí)也是有害的。其關(guān)鍵是要看這樣的變異發(fā)生在什么部位。特別是當(dāng)DNA甲基化出現(xiàn)在一些關(guān)鍵的部位時(shí),使某些基因失活,從而“丟失”某些基因(核苷酸序列)。
生物的“雜合效應(yīng)”至少有以下規(guī)律:
1)親代性狀對(duì)子代性狀的影響并不是對(duì)等的,子代的某些性狀偏向父本,某些則偏向母本,并不遵循哈代-溫伯格遺傳平衡定律(Hardy-Weinberg law)(1908),現(xiàn)有的近交系數(shù)計(jì)算公式也是不對(duì)的;不同品種家畜之間的正反交其后代出現(xiàn)不同的性狀證明了這一點(diǎn)。
2)子代變異表現(xiàn)出家族化現(xiàn)象,但同一家族內(nèi)個(gè)體間又有一定的差異。同一個(gè)家族內(nèi),某些基因組(核苷酸序列或片段)在世代延續(xù)中是很保守的。我稱之為變異的家族化現(xiàn)象。這是生物演化中保守性的一面。但在同一家族內(nèi),個(gè)體間又出現(xiàn)一定核苷酸序列的差異。這種核苷酸序列的差異程度依家族、類群、品系、品種、屬、科、目、綱、門等差異的不同而變化。
3)生物的變異是絕對(duì)的、隨機(jī)的、沒有方向性的,這種變異很難說清楚哪些是“有利的”或哪些是“不利的”,在環(huán)境的共同作用下,有的變異會(huì)固定下來形成新物種,有的變異則使該物種漸入盲枝。
地球上的生物經(jīng)過10多億年的演變,出現(xiàn)了生物多樣性?;涗洷砻鳎s在14億年前出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)類似于單細(xì)胞的最初的真核細(xì)胞。迄今為止,科學(xué)家在地球上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)和命名的生物大約有200萬(wàn)種,估計(jì)還有500萬(wàn)種至3 000萬(wàn)種未被命名。
科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn),地球上最早的生命來自海洋深處的“黑煙囪”周邊的微生物,由這些微生物不斷“雜合”、變異,適度近交,相對(duì)穩(wěn)定,演變成各種水生原生動(dòng)、植物,再“雜合”、變異,適度近交,相對(duì)穩(wěn)定。水生生物上岸,演變成陸生生物和動(dòng)、植物,有的陸生動(dòng)物又回到海洋(如鯨魚)。生物就是不斷的“雜合”、變異,適度近交,相對(duì)穩(wěn)定;再“雜合”,再變異,再適度近交,再相對(duì)穩(wěn)定,周而復(fù)始,循環(huán)向前。經(jīng)過自然選擇,有的留下來了,有的被淘汰了。生物的種類就越來越多。這就是地球上生物多樣性的演變歷程。
家豬由野豬演變而來,人類由黑猩猩演變而來,鯨魚由大象演變而來,陸龜由海龜演變而來,湖羊由蒙古羊演變而來,鳥類由恐龍演變而來,大熊貓由吃肉演變?yōu)橹怀阅撤N竹子,家稻和野稻雜交產(chǎn)生了“雜交水稻”。
在品種“純與雜”的問題上,人類曾有過許多錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)和愚昧的觀點(diǎn)。一個(gè)豬的品種要“耳朵一樣大,嘴一樣長(zhǎng),就是純度好”;認(rèn)為自己的動(dòng)、植物品種是“純而又純”,不承認(rèn)自己的品種有過“雜交”的階段,等等,都是一種愚昧的觀點(diǎn)。過分強(qiáng)調(diào)選育“純而又純的生物物種(品種、品系)”,只能使該物種(品種、品系)走向滅絕。
生命從雜合中走來。
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