李興才,潘成勇,李 輝*,楊華婷
(1.貴州大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院,高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室,貴州貴陽 550025;2.貴州大學(xué)貴州省動物遺傳育種與繁殖重點實驗室,貴州貴陽 550025;3.凱里鳳凰苑畜牧養(yǎng)殖有限公司,貴州凱里 556000)
微衛(wèi)星是指第二代遺傳標(biāo)記,又稱簡單重復(fù)序列或串聯(lián)重復(fù)序列,其片段小,結(jié)構(gòu)簡單,一般不超過500 bp,具有1~30 次的重復(fù)[1]。由于微衛(wèi)星在基因組中具有數(shù)量龐大、分布廣、多態(tài)信息量豐富、共顯性遺傳等特點,通常被廣泛用于動物起源、親緣關(guān)系、遺傳多樣性等研究[2],如吳信生等[2]、樊斌等[3]、王斌等[4]利用微衛(wèi)星標(biāo)記分別對雞、豬、牛的遺傳多樣性與親緣關(guān)系進行分析,黃勛和等[5]、劉偉等[6]、屠云潔等[7]利用相同技術(shù)分析了不同地方雞種的起源以及遺傳多樣性豐富程度。
香爐山雞系貴州省凱里地區(qū)苗族人民從中原遷徙到西南后,在香爐山地區(qū)長期封閉的自然條件下形成的原始類群。香爐山雞體型矮小、結(jié)實緊湊、結(jié)構(gòu)勻稱,具有耐粗飼、抗逆性強、肉質(zhì)鮮美等特點[8-9]。目前,對香爐山雞的研究主要集中于宏觀選育方面,分子研究鮮有報道,為了更好地保護、開發(fā)、利用這一類群,有必要對其遺傳多樣性豐富程度進行評價。因而,本研究采用21 個微衛(wèi)星標(biāo)記對香爐山雞遺傳多樣性進行研究,以期為該類群的保種和選育提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。
1.1 實驗動物 本實驗樣品來自貴州省黔東南州凱里市鳳凰苑畜禽養(yǎng)殖有限公司種雞擴繁場,使用EDTA 抗凝管翅靜脈采血,隨機采取香爐山種雞121 只血液樣品,公雞60 只,母雞61 只,采血過程中快速顛倒混勻放于低溫泡沫盒帶回實驗室,-20℃保存用于總DNA 提取。
1.2 基因組DNA 提取 香爐山雞總DNA 利用血液基因組DNA 提取試劑盒(北京天根生化科技有限公司)進行提取,紫外分光光度計檢測其濃度,OD 值在1.8~2.0為合格。同時利用1.0%的瓊脂糖凝膠電泳對其完整性進行檢測,合格總DNA 樣品放于-20℃冰柜保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3 引物及PCR 擴增 從聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)和國際動物遺傳學(xué)會(ISAG)聯(lián)合推薦的30 個微衛(wèi)星標(biāo)記引物中篩選多態(tài)性比較豐富、擴增效果比較好的21 個微衛(wèi)星標(biāo)記引物對香爐山雞遺傳多樣性進行分析,序列如表1 所示,引物送往上海英濰捷基生物有限公司進行合成。
PCR 擴增體系為20 μL,其中上下游引物(10 pmol/μL)各1 μL,模板DNA(90 ng/μL)1 μL,2×Es Taq Master Mix 10 μL,ddH2O 7 μL。反應(yīng)條件:95℃預(yù)變性4 min;95℃變性35 s、54.7~63℃退火40 s、72℃延伸40 s,35個循環(huán);72℃終延伸6 min,4℃保存。PCR 擴增產(chǎn)物經(jīng)2.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測是否有條帶,8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳、銀染、拍照保存,經(jīng)生物軟件整理用于后續(xù)遺傳多樣性分析。
表1 21 個微衛(wèi)星標(biāo)記引物序列信息
1.4 統(tǒng)計分析 以PBR322/Msp I DNA 分子量為標(biāo)準(zhǔn),利用GeneMapper 分子軟件進行片段標(biāo)定并作基因型判定,將香爐山雞聚丙烯酰胺凝膠電泳分型結(jié)果記錄,利用Popgene1.32 軟件計算其等位基因數(shù)、有效等位基因數(shù)、Shanon 指數(shù)、多態(tài)信息含量、觀察雜合度、期望雜合度、等位基因頻率等。
2.1 香爐山雞21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的聚丙烯酰胺凝膠電泳結(jié)果 由圖1 可知,MCWO111 位點檢測部分電泳結(jié)果條帶明顯、清晰明亮,分型效果比較好,利于準(zhǔn)確判定基因型。
2.2 香爐山雞21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的基因型頻率 如表2 所示,21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的基因型頻率在0.057 9~0.686 0 之間,其中最低基因型頻率出現(xiàn)在MCW134 和LEI0234位點上,最高出現(xiàn)在MCWO037 位點。
圖1 MCWO111 位點在香爐山雞群體中的8%非變性聚丙烯酰胺凝膠電泳的部分圖譜
2.3 香爐山雞21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的等位基因頻率 檢測結(jié)果顯示,21 個微衛(wèi)星位點上共檢測出85 個等位基因,每一個位點檢測到3~6 個等位基因,平均等位基因數(shù)為4.047 6 個,如表3 所示。其中,等位基因數(shù)檢測最多的位點是MCW0014(6 個),最低的位點為MCW134、LEI0166、MCW0206、ADLO278、MCW0069 位點(3 個);等位基因頻率在0.037 2~0.789 3;21 個微衛(wèi)星位點等位基因頻率分布不均勻,但都呈現(xiàn)出豐富的多態(tài)性,說明群體遺傳多樣性比較豐富。
2.4 香爐山雞21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的遺傳多樣性 由表4可知,香爐山雞平均有效等位基因數(shù)為2.955 0,平均Shanon 指數(shù)為1.170 8,平均多態(tài)信息含量為0.580 7,最高等位基因數(shù)、最高Shanon 指數(shù)和最高PIC 均在MCW0216 位點,最低為MCWO037 位點。21 個微衛(wèi)星標(biāo)記有15 個為高度多態(tài)(多態(tài)信息含量>0.5),6 個為中度多態(tài)位點(0.25<多態(tài)信息含量<0.5),說明香爐山雞遺傳多樣性比較豐富;平均觀察雜合度為0.575 7;平均期望雜合度為0.637 1,群體內(nèi)雜合子數(shù)量比較多,說明該雞群還存在一定的選育空間。
表2 香爐山雞21 個微衛(wèi)星標(biāo)記的基因型頻率
等位基因數(shù)是基因純合度的倒數(shù),因此可以反映群體間的遺傳變異均勻程度,等位基因數(shù)與有效等位基因數(shù)越接近,群體間的差異越小,選育空間越小[10]。本研究結(jié)果顯示等位基因數(shù)為4.047 6、有效等位基因數(shù)為2.955 0,兩指標(biāo)差異較大,說明香爐山雞群體遺傳多樣性比較豐富,還存在一定的選育空間。
多態(tài)信息含量通常是用于評價群體遺傳多樣性的一個關(guān)鍵性指標(biāo),研究表明多態(tài)信息含量小于0.25 為低度多態(tài),在0.25~0.5 為中度多態(tài),大于0.5 為高度多態(tài)[11]。本研究得出香爐山雞平均多態(tài)信息含量為0.580 7,為高度多態(tài),說明群體具有豐富的遺傳多樣性;相比于陳紅菊等[12]對山東5 個地方雞品種的研究結(jié)果(0.700 8、0.619 6、0.671 2、0.702 7、0.668 2)略低,與曲魯江等[13]對中國地方雞種和吳信生等[2]對中國部分地方雞種的研究結(jié)果(0.573 0、0.437 4)相比偏高,但與張勇等[14]、韓雪等[15]、伍革民等[16]對貴州省地方雞種的研究結(jié)果(0.629 7、0.659 7、0.678 0)相比略低,這可能與香爐山雞長期閉鎖繁育有關(guān),封閉的環(huán)境近交難以避免,可以考慮適當(dāng)引入外血進行雜交改良。
表4 香爐山雞微衛(wèi)星標(biāo)記的遺傳多樣性分析
本研究的香爐山雞平均觀察雜合度與平均期望雜合度分別為0.575 7、0.637 1,均大于0.5,屬于高度多態(tài),低于鄧?yán)^賢等[17]對廣西東蘭雞的研究結(jié)果(0.668 5、0.700 4),高于張學(xué)余等[18]對7 個地方雞種的研究結(jié)果(0.512 0、0.551 0),整體來說香爐山雞群體內(nèi)雜合子比例比較多,具有豐富的遺傳變異,可以嘗試加強對該雞種的選育力度。
本研究通過21 個微衛(wèi)星標(biāo)記對121 只香爐山雞遺傳多樣性進行分析,得出香爐山雞平均多態(tài)信息含量為0.580 7,處于高度多態(tài),具有豐富的遺傳多樣性,可以作為改良其他品種的外血種質(zhì)資源;平均觀察雜合度為0.575 7,平均期望雜合度為0.637 1,均大于0.5,群體中雜合子比例比較大,整齊度不高。本研究結(jié)果可以為香爐山雞的選育提供參考。