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        利用基因芯片開(kāi)展廣西麻雞2個(gè)群體親緣關(guān)系的遺傳分析

        2021-08-15 11:49:54屠云潔唐燕飛蔣華蓮劉一帆單艷菊姬改革巨曉軍鄒劍敏束婧婷
        中國(guó)畜牧雜志 2021年8期
        關(guān)鍵詞:麻雞靈山親緣

        屠云潔,唐燕飛,蔣華蓮,劉一帆,單艷菊,姬改革,巨曉軍,章 明,鄒劍敏,束婧婷*

        (1.江蘇省家禽科學(xué)研究所,江蘇省家禽遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇揚(yáng)州 225125;2.廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司,廣西南寧 530024)

        廣西麻雞在馬山縣稱為里當(dāng)雞,在靈山縣稱為靈山香雞,屬兼用型地方品種。里當(dāng)雞是馬山縣東部石山區(qū)8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的優(yōu)質(zhì)特產(chǎn),其體型適中、皮黃、肉質(zhì)細(xì)嫩、口感香甜,是上等的肉質(zhì)補(bǔ)品。靈山香雞具有悠久的養(yǎng)殖歷史,其祖先為野生紅原雞,又稱北部灣原雞,是中國(guó)原始雞種3 個(gè)亞種之一;經(jīng)過(guò)多年選育,靈山香雞已成為廣西優(yōu)良的地方優(yōu)質(zhì)肉雞品種,其體軀矮小緊湊、肉嫩滑、雞味香濃、肌內(nèi)脂肪含量高[1-2]。里當(dāng)雞與靈山香雞分別于2004 年和2007 年通過(guò)廣西自治區(qū)畜禽品種審定委員會(huì)審定,均被認(rèn)定為廣西地方雞品種;2009年7 月又通過(guò)國(guó)家畜禽遺傳資源審定委員會(huì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定,并建議2 個(gè)雞種合并,命名為“廣西麻雞”。2010 年1 月,廣西麻雞正式通過(guò)國(guó)家畜禽遺傳資源委員會(huì)認(rèn)定[3-5]。

        作為深受消費(fèi)者喜愛(ài)的地方品種,里當(dāng)雞和靈山香雞具有耐粗飼、善飛翔、覓食能力強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩、氣味香濃等特點(diǎn),但都存在體型較小、生長(zhǎng)較慢、產(chǎn)蛋較少、飼料轉(zhuǎn)化率偏低等缺點(diǎn),制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,因此需要開(kāi)展本品種選育,并導(dǎo)入生產(chǎn)性能更高的品種,以培育出生產(chǎn)性能更高、品質(zhì)更優(yōu)的優(yōu)質(zhì)肉雞配套系,更好地促進(jìn)廣西麻雞的開(kāi)發(fā)利用。

        近年來(lái),廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司聯(lián)合江蘇省家禽科學(xué)研究所對(duì)廣西麻雞2 個(gè)群體(即里當(dāng)雞和靈山香雞)進(jìn)行了系列選育,以提高其生長(zhǎng)速度、繁殖性能等。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世代的選育,廣西麻雞2 個(gè)群體生產(chǎn)性能明顯提高。為了研究里當(dāng)雞和靈山香雞之間的親緣關(guān)系,更好地培育富鳳麻雞配套系,本實(shí)驗(yàn)利用芯片(55K)技術(shù)開(kāi)展2 個(gè)群體的親緣關(guān)系分析,為培育市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)麻雞配套系提供參考和幫助。

        1 材料與方法

        1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 里當(dāng)雞(MA):來(lái)源于廣西馬山縣,廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司2003 年從廣西馬山縣里當(dāng)鄉(xiāng)收集里當(dāng)雞9 600 枚種蛋,出雛7 072 只雞苗,經(jīng)過(guò)近十年閉鎖繁育,2012 年開(kāi)始組建家系選育,上籠母雞測(cè)定數(shù)1 300 只以上,每個(gè)世代組建家系數(shù)60 個(gè)以上,重點(diǎn)選育繁殖性能、群體均勻度、性成熟。

        靈山香雞(MB):來(lái)源于廣西靈山縣,廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司2002 年從廣西靈山縣興牧公司購(gòu)進(jìn)了1 日齡靈山香雞雛雞10 000 只,經(jīng)過(guò)十年閉鎖選育,2012 年建成了廣西區(qū)級(jí)廣西麻雞保種場(chǎng)。2012 年開(kāi)始組建家系選育,上籠母雞測(cè)定數(shù)1 300 只以上,每個(gè)世代組建家系數(shù)60 個(gè)以上,重點(diǎn)選擇早期增重、均勻度、早熟性、胸腿肌發(fā)育,同時(shí)兼顧羽毛生長(zhǎng)速度。

        1.2 樣品采集和SNP 基因分型 從MA 和MB 群體中分別隨機(jī)抽取25 只雞(公雞13 只,母雞12 只),翅靜脈采血1 mL,ACD 抗凝,-20℃保存,備用。利用DNA 提取試劑盒(天根生化科技(北京)有限公司)提取DNA。利用京芯一號(hào)芯片(55 K,北京康普森生物技術(shù)有限公司)對(duì)MA 和MB 群體進(jìn)行遺傳分析,獲得基因分型數(shù)據(jù)。對(duì)基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控(Plink(V1.90)軟件),保留分型最好的位點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)遺傳分析。本實(shí)驗(yàn)基因型數(shù)據(jù)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)如下:只使用常染色體上的位點(diǎn);檢出率大于90%;最小等位基因頻率大于0.05。

        1.3 主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)分析群體遺傳結(jié)構(gòu) 利用PCA Plink(V1.90)PCA 分析MA 和MB 2 個(gè)群體的遺傳結(jié)構(gòu)[6]。

        1.4 基于G 矩陣(二維樹(shù)狀數(shù)組)分析基因組親緣關(guān)系G 矩陣是使用全基因組標(biāo)記構(gòu)建的基因組關(guān)系矩陣[7]。利用Gmatrix(V2)+R 軟件,通過(guò)G 矩陣分析2 個(gè)群體的親緣關(guān)系。

        1.5 基于狀態(tài)同源(Idengtical by state,IBS)的距離矩陣分析 使用Plink(V1.90)+R 軟件,通過(guò)IBS 的距離矩陣分析廣西麻雞2 個(gè)群體個(gè)體間的親緣關(guān)系。

        1.6 聚類分析 實(shí)驗(yàn)基于SNP 基因分型數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù),使用Mega X(V10.0)+R 軟件,通過(guò)鄰接法(Neighbor-Joining,NJ),基于IBS 遺傳距離分析結(jié)果對(duì)樣本進(jìn)行聚類[8]。

        1.7 近交系數(shù)分析 利用Plink(V1.90)計(jì)算個(gè)體中基于長(zhǎng)純合片段(Runs Of Homozygosity,ROH)的總長(zhǎng)度占常染色體基因組總長(zhǎng)的比例,得到基于ROH 的近交系數(shù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 PCA 分析 通過(guò)PCA 結(jié)果可以初步了解群體的遺傳結(jié)構(gòu)。通常2 個(gè)群體的個(gè)體空間直線距離越近,遺傳關(guān)系越近;個(gè)體空間直線距離越遠(yuǎn),遺傳關(guān)系就越遠(yuǎn)。從圖1 可以看出,來(lái)自MA 和MB 的個(gè)體隨機(jī)聚在一起,沒(méi)有出現(xiàn)明顯分別聚類的現(xiàn)象,說(shuō)明這2 個(gè)群體的遺傳背景相似。

        圖1 MA 和MB 的PCA 結(jié)果

        2.2 親緣關(guān)系分析 由圖2 和圖3 可知,MA 與MB 群體中大多數(shù)樣本親緣關(guān)系較遠(yuǎn),只有少數(shù)個(gè)體親緣關(guān)系較近。

        圖2 G 矩陣分析結(jié)果

        圖3 IBS 矩陣分析結(jié)果

        2.3 聚類分析 由圖4、圖5 可知,MA 和MB 的公雞群體分別被聚為一大類,MA 和MB 公母混合的群體也分別被聚為一類,說(shuō)明MA 和MB 群體間親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

        圖4 MA 和MB 公雞NJ 聚類分析結(jié)果

        圖5 MA 和MB 群體50 個(gè)個(gè)體NJ 聚類分析結(jié)果

        2.4 基于ROH 的近交系數(shù)分析 實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)MA 和MB 個(gè)體的ROH 長(zhǎng)度與數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì),計(jì)算出群體平均基于ROH 的近交系數(shù)。廣西麻雞群體平均近交系數(shù)為0.022 5,MA 和MB 群體近交系數(shù)分別為0.018 9 和0.026 2,說(shuō)明廣西麻雞個(gè)體間近交程度低。

        3 討 論

        本研究基于芯片基因型數(shù)據(jù),通過(guò)PCA、G 矩陣、NJ 聚類和近交系數(shù)對(duì)廣西麻雞2 個(gè)群體親緣關(guān)系進(jìn)行了遺傳分析。通過(guò)PCA 分析發(fā)現(xiàn),2 個(gè)群體來(lái)自于共同的祖先,遺傳背景相似。相對(duì)于根據(jù)系譜信息進(jìn)行的親緣關(guān)系分析結(jié)果來(lái)看,在標(biāo)記密度合適的情況下,G矩陣[5]能更真實(shí)的反應(yīng)個(gè)體間的親緣關(guān)系。本研究基于55K 芯片開(kāi)展的G 矩陣分析結(jié)果表明,這2 個(gè)群體親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

        NJ 聚類分析表明,MA 和MB 個(gè)體分別聚為一類。里當(dāng)雞和靈山香雞是經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期選育而成的2 個(gè)不同的雞群,分別來(lái)自于廣西馬山縣里當(dāng)鄉(xiāng)和廣西靈山縣,兩地相距超過(guò)200 km,均山高坡陡,交通不便。由于靈山香雞和里當(dāng)雞生長(zhǎng)速度不同,經(jīng)過(guò)富鳳公司多年的閉鎖繁育,靈山香雞的生長(zhǎng)速度較快,經(jīng)過(guò)多年選育,群體出現(xiàn)遺傳分化,聚類分析表明,MA 和MB 分別聚為一大類,說(shuō)明2 個(gè)群體經(jīng)過(guò)多年的閉鎖繁育,親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn),在利用這2 個(gè)群體進(jìn)行雜交配套利用時(shí)能夠產(chǎn)生較好的雜種優(yōu)勢(shì),為培育市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)麻雞配套系提供參考和幫助。

        已有研究表明,ROH 的長(zhǎng)度和頻率可以反映個(gè)體近交情況,推測(cè)群體近交歷史[9-10]。ROH 的總長(zhǎng)越長(zhǎng)或數(shù)量越多,說(shuō)明該個(gè)體的近交系數(shù)就越高,長(zhǎng)的ROH片段越多,家系內(nèi)近交的可能性越高[11]。基于ROH 計(jì)算的基因組近交系數(shù)比其他多種方法計(jì)算的近交系數(shù)更能反映群體真實(shí)的近交水平[12]。MA 和MB 群體近交系數(shù)都很低,說(shuō)明廣西麻雞2 個(gè)群體個(gè)體間避免近親交配,近交程度較低,個(gè)體間親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)。

        4 結(jié) 論

        本研究基于55K 芯片基因型數(shù)據(jù),PCA 分析表明廣西麻雞2 個(gè)群體的個(gè)體隨機(jī)聚在一起,沒(méi)有出現(xiàn)明顯分別聚類的現(xiàn)象;G 矩陣和NJ 分析結(jié)果均表明2 個(gè)群體間親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn),近交系數(shù)較低。

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