張任豹,周東輝,周李生,高霄霄,柳 楠,賀建寧

(青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,青島 266109)

濟(jì)寧青山羊(Jining gray goat)屬于地方羔皮用山羊品種,其嘴唇、角、被毛和蹄均為青色,前膝為黑色,具有“四青一黑”的特征。濟(jì)寧青山羊是我國(guó)乃至世界上優(yōu)異的種質(zhì)資源,以其全年發(fā)情、多胎多羔、羔皮品質(zhì)好、遺傳性穩(wěn)定、耐粗抗病等品種特性而著稱,但其生長(zhǎng)速度慢,加上近幾十年來(lái),猾子皮市場(chǎng)的下滑和肉羊市場(chǎng)的興起,各地盲目引入其他品種進(jìn)行改良,致使純種數(shù)量急劇下降。目前,該品種優(yōu)質(zhì)種公羊主要由保種場(chǎng)、養(yǎng)殖企業(yè)和散養(yǎng)農(nóng)戶提供,然而,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期封閉繁殖,可能會(huì)造成近交程度的上升,對(duì)該品種的生存與保護(hù)帶來(lái)嚴(yán)重威脅[1-2]。

動(dòng)物的家系結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系模糊、錯(cuò)誤的系譜記錄以及隨意的選育選配會(huì)降低該品種的遺傳多樣性,造成一定程度的近交,有效群體數(shù)量的減少,進(jìn)而影響對(duì)該品種的提純復(fù)壯、繁殖更新[3]。單核苷酸多態(tài)性(SNP)主要是指在基因組水平上由單個(gè)核苷酸的變異所引起的DNA序列多態(tài)性。SNP標(biāo)記與其他DNA分子標(biāo)記相比具有不可比擬的優(yōu)勢(shì),SNP 具有數(shù)量多、分布廣、突變率低、遺傳穩(wěn)定性高、多態(tài)性豐富、準(zhǔn)確性較高、成本低等優(yōu)點(diǎn)[4]。當(dāng)前全基因組SNP芯片在研究動(dòng)物的遺傳多樣性、親緣關(guān)系、家系結(jié)構(gòu)等方面得到了廣泛的應(yīng)用[5]。濟(jì)寧青山羊是我國(guó)珍貴的山羊遺傳資源,在養(yǎng)羊生產(chǎn)和種質(zhì)創(chuàng)新中做出了重要貢獻(xiàn),已實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)小群體活體保種,但仍需要對(duì)保種效果進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)價(jià)[6-10]。為了了解濟(jì)寧青山羊保種群體的保種效果,本研究利用Illumina 70 K Goat SNP芯片對(duì)40只濟(jì)寧青山羊全基因組范圍內(nèi)的SNP進(jìn)行檢測(cè),分析群體遺傳多樣性、近交程度,厘清家系結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系等,為濟(jì)寧青山羊的有效保護(hù)與合理開(kāi)發(fā)利用提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

本研究所用40只濟(jì)寧青山羊的耳組織樣均采自山東省濟(jì)寧青山羊原種場(chǎng)。所有試驗(yàn)羊均為成年羊,其中公羊23只(對(duì)原種場(chǎng)內(nèi)公羊全部進(jìn)行了采樣,基本包含了整個(gè)保種群體的血緣),母羊17只。將采集的耳組織放置含有無(wú)水乙醇的凍存管中,記錄樣品的個(gè)體編號(hào),24 h 內(nèi)帶回實(shí)驗(yàn)室,-20 ℃凍存。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 濟(jì)寧青山羊全基因組DNA的提取 利用基因組DNA提取試劑盒(Vazyme)對(duì)每只山羊耳組織進(jìn)行基因組DNA提取。利用超微量紫外分光光度儀Nano Drop ND-2000和瓊脂糖凝膠電泳試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)基因組DNA 的濃度和純度,判斷其質(zhì)量是否合格。具體檢測(cè)方法如下:1)使用量程為2.5 μL的移液槍,從提取的DNA樣品中吸取1 μL加入至Nano Drop ND-2000超微量紫外分光光度計(jì)的加樣孔中,再將其調(diào)至到DNA測(cè)量選項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)。2)配置1%的瓊脂膠,在瓊脂膠板滴孔中滴入4 μL PCR擴(kuò)增體系,在電壓為120 V的電泳槽中電泳25 min,在UV凝膠電泳成像系統(tǒng)下拍照檢測(cè)電泳結(jié)果。

1.2.2 SNP分型及芯片數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 將提取合格的DNA樣品送至紐勤生物科技(上海)有限公司,進(jìn)行基因型分型,本研究所有樣本都使用 Illumina 70 K Goat SNP芯片進(jìn)行基因型分型。該芯片由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā),是一款中密度SNP分型芯片,利用Illumina平臺(tái)定制,同時(shí)兼容了 Illumina 山羊52 K SNP芯片位點(diǎn),最終保留了67 088個(gè)高質(zhì)量SNPs,集成一款全新的山羊70 K SNP芯片。利用 Plink(V1.90)軟件對(duì)基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控,只保留分型質(zhì)量最好的位點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)分析。質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)為:只使用常染色體上的位點(diǎn),SNP檢出率大于等于90%,個(gè)體檢出率大于等于90%,哈迪溫伯格P值大于等于0.000 001,最小等位基因頻率(minor allele frequency, MAF)大于等于0.01。

1.2.3 濟(jì)寧青山羊保種群體遺傳多樣性分析 通過(guò) Plink(V1.90)軟件計(jì)算各位點(diǎn)的遺傳多樣性參數(shù),包括有效等位基因數(shù)、最小等位基因頻率(MAF)、期望雜合度(He)、觀測(cè)雜合度(Ho)、多態(tài)信息含量(PIC)和多態(tài)性比例標(biāo)記(PN),以此來(lái)了解濟(jì)寧青山羊群體的遺傳多樣性。

PN指的是在目標(biāo)群體中表現(xiàn)為多態(tài)的位點(diǎn)占總位點(diǎn)的比例。首先使用Plink軟件計(jì)算出每個(gè)位點(diǎn)的最小等位基因頻率(MAF),然后使用R腳本計(jì)算PN,利用如下公式計(jì)算PN。

公式中,M為表現(xiàn)多態(tài)的位點(diǎn)數(shù),N為總的位點(diǎn)數(shù)。

He指的是群體中任一個(gè)體的任一位點(diǎn)是雜合的概率;Ho指的是群體中某一位點(diǎn)是雜合子的個(gè)體數(shù)占總個(gè)體數(shù)的比例,用如下公式計(jì)算。

其中,n為群體的總個(gè)體數(shù),N為總的位點(diǎn)數(shù),Hk為位點(diǎn)k的雜合個(gè)體數(shù),Pki為位點(diǎn)k等位基因i的頻率。

PIC是衡量基因變異程度高低、反映遺傳信息多少的指標(biāo),PIC利用如下公式計(jì)算。

公式中Pi和Pj分別為第i個(gè)和第j個(gè)等位基因頻率,n為等位基因數(shù)。

有效等位基因數(shù)是指在理想群體中,一個(gè)基因座上產(chǎn)生與實(shí)際群體中相同的純合度所需的等位基因數(shù),它等于實(shí)際群體的純合度的倒數(shù)。MAF是指在給定群體中的不常見(jiàn)的等位基因發(fā)生頻率。

1.2.4 濟(jì)寧青山羊保種群體親緣關(guān)系分析 利用GCTA工具構(gòu)建G矩陣,采用 Plink(V1.90)軟件構(gòu)建狀態(tài)同源(IBS)距離矩陣,分析保種群體個(gè)體間的親緣關(guān)系,并使用R軟件繪制IBS距離矩陣和G矩陣結(jié)果的熱圖。

1.2.5 濟(jì)寧青山羊保種群體的家系結(jié)構(gòu)分析 利用Plink(V1.90)軟件對(duì)質(zhì)控后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析,采用R語(yǔ)言腳本繪制主成分的二維圖,分析被測(cè)濟(jì)寧青山羊的群體結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)群體分層可視化。

1.2.6 基于ROH的近交程度分析 使用Plink(V1.90)計(jì)算得到每個(gè)樣本的ROH長(zhǎng)度,基于ROH的近交系數(shù)是通過(guò)計(jì)算個(gè)體中ROH片段的總長(zhǎng)度占常染色體基因組總長(zhǎng)的比例。因此,個(gè)體中ROH的總長(zhǎng)度越長(zhǎng)或數(shù)量越多,該個(gè)體的近交系數(shù)就越高。

其中,k是個(gè)體中ROH的數(shù)量,L是基因型數(shù)據(jù)覆蓋的常染色體基因組的長(zhǎng)度(山羊的常染色體基因組長(zhǎng)約為2 468 749.279 kb)。

2 結(jié) 果

2.1 濟(jì)寧青山羊全基因組DNA提取質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

利用超微量紫外分光光度儀Nano Drop ND-2000和凝膠電泳試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)基因組DNA的濃度和純度,判斷其質(zhì)量是否合格,表1為部分濟(jì)寧青山羊DNA樣本純度檢測(cè)結(jié)果,A260 nm/A280 nm的比值在1.8～2.0間。圖1顯示,DNA條帶單一,表明DNA純度高,質(zhì)量合格,可用于后續(xù)分析。

圖1 基因組DNA瓊脂糖凝膠電泳結(jié)果Fig.1 Genomic DNA detected by agarose gel electrophoresis

表1 濟(jì)寧青山羊 DNA 樣本純度檢測(cè)結(jié)果Table 1 The test results of DNA purity of Jining gray goats

2.2 濟(jì)寧青山羊保種群體遺傳多樣性分析

SNP芯片共檢測(cè)到了67 088個(gè)SNPs,個(gè)體基因型檢出率為98%,通過(guò) Plink(V1.90)軟件對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)控,剩余的有效SNPs有57 991個(gè),多態(tài)性比例標(biāo)記(PN)為85.5%,表明此芯片適用于濟(jì)寧青山羊遺傳多樣性分析。經(jīng)過(guò)Plink(V1.90)軟件對(duì)各位點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在 40個(gè)個(gè)體中共檢測(cè)到了68.87個(gè)有效等位基因,平均有效等位基因數(shù)(effective number of allele)為 1.697,最小等位基因頻率(MAF)為0.293,各位點(diǎn)PIC在 0～0.375 之間,平均PIC為 0.283;該群體平均觀察雜合度(Ho)為 0.409,平均期望雜合度(He)為 0.418,He略高于Ho。

2.3 濟(jì)寧青山羊保種群體親緣關(guān)系分析

通過(guò)構(gòu)建G矩陣,分析被測(cè)濟(jì)寧青山羊群體的親緣關(guān)系。整個(gè)群體的G矩陣的可視化結(jié)果如圖2所示,結(jié)果表明,大部分濟(jì)寧青山羊個(gè)體間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),但也有部分個(gè)體之間存在較近的親緣關(guān)系。

G矩陣結(jié)果中,每個(gè)小方塊代表樣本兩兩之間的親緣關(guān)系值,該值越大越接近紅色,即兩個(gè)體親緣關(guān)系越近In the G matrix results, each small square represents the value of the relationship between two pairs from the first sample to the last one, the larger the value, the closer it is to red, that is, the closer relationship between two individuals圖2 G矩陣可視化結(jié)果Fig.2 G matrix visualization results

通過(guò)構(gòu)建IBS距離矩陣,研究比較了40只濟(jì)寧青山羊之間的遺傳距離,結(jié)果顯示被測(cè)濟(jì)寧青山羊保種群體的IBS值在 0.174～0.396之間,其平均遺傳距離為0.333 4,表明濟(jì)寧青山羊個(gè)體間差異較大,并存在較遠(yuǎn)的遺傳距離。23只濟(jì)寧青山羊公羊的IBS值在 0.174 0～0.387 9 之間,其平均遺傳距離為0.330 3。整個(gè)群體的IBS距離矩陣的可視化結(jié)果如圖3所示,大部分被測(cè)濟(jì)寧青山羊個(gè)體間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn),部分個(gè)體間存在較近的親緣關(guān)系。

IBS距離矩陣中,每個(gè)小方塊代表樣本兩兩之間的遺傳距離值,該值越大越接近紅色,即兩個(gè)個(gè)體的遺傳距離越大,反之亦然Each small square in IBS distance matrix represents the genetic distance value between two pairs from the first sample to the last one,the larger the value, the closer it is to red, that is, the larger the genetic distance between two individuals, vice versa圖3 IBS距離矩陣可視化結(jié)果Fig.3 The visualization results of IBS distance matrix

2.4 濟(jì)寧青山羊保種群體的家系結(jié)構(gòu)分析

從主成分分析圖4可以看出,整個(gè)濟(jì)寧青山羊群體中個(gè)體間的親緣關(guān)系不太緊密,以第一主成分為橫軸,以第二主成分為縱軸,左上側(cè)的JNQ17、JNQ18、JNQ09聚在一塊,右上側(cè)的JNQ04、JNQ12聚在一塊,JNQ16、JNQ21聚在一塊,JNQ22、JNQ02、JNQ08、JNQ03、JNQ05聚在一塊,其他公羊聚在一塊,表明該濟(jì)寧青山羊保種群體可能由多個(gè)家系構(gòu)成。左下側(cè)的兩個(gè)個(gè)體聚在一塊,說(shuō)明它們之間遺傳距離較遠(yuǎn),同時(shí)可以看出部分公羊與母羊聚集一起,表明這部分的濟(jì)寧青山羊遺傳距離較近。

圖中帶紅色標(biāo)記編號(hào)的個(gè)體為公羊,黑色圓點(diǎn)表示母羊The individuals with red marks in the figure are rams, and the black dots indicate ewes圖4 主成分分析圖Fig.4 The results of principal component analysis

鑒于公羊?qū)τ谡麄€(gè)保種群體的重要性,將公羊樣本提取出來(lái)單獨(dú)做聚類分析,以此來(lái)判斷它們之間的親緣關(guān)系遠(yuǎn)近。以公羊間分子親緣系數(shù)0.1為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聚類,將23只公羊劃分為14個(gè)家系。圖中相同顏色標(biāo)注的樣本被評(píng)估為同一個(gè)家系,在進(jìn)化樹(shù)分析中被聚類在較小的分類單元中。結(jié)果如圖5所示,現(xiàn)有的公羊樣本可以分為14個(gè)家系,分別命名為家系 1、家系 2、家系3……家系14,分別有 1、1、1、1、1、1、1、1、1、3、1、1、2、7只公羊。

2.5 基于ROH的近交程度分析

在40個(gè)樣本中共鑒定出347個(gè)ROHs,其中1～5 Mb數(shù)量最多,約占42.65%(圖6),ROH片段平均覆蓋基因組約11%,ROH在29條常染色體上的分布見(jiàn)圖7,可以看出,18號(hào)和12號(hào)染色體上的 ROH 數(shù)量最多,為20個(gè),27號(hào)和22號(hào)染色體ROH數(shù)量最少,約為6個(gè);個(gè)體ROH長(zhǎng)度的樣本數(shù)分布如圖8所示,每個(gè)濟(jì)寧青山羊個(gè)體的ROH總長(zhǎng)度在0～900 Mb,平均ROH長(zhǎng)度為115.37 Mb,個(gè)體 ROH 長(zhǎng)度在 0～100 Mb 內(nèi)的個(gè)體數(shù)比例最大,約占33%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)個(gè)體ROH長(zhǎng)度在 200～300 Mb 和400～700 Mb之內(nèi)的個(gè)體數(shù)很少,平均每個(gè)個(gè)體含有8.68個(gè)ROH,在沒(méi)有家系記錄的情況下,FROH可以作為近交估計(jì)的替代方法,該種群的平均近交系數(shù)為0.047 9,近交程度較低,群體遺傳多樣性豐富(圖9)。

圖6 濟(jì)寧青山羊群體的ROH長(zhǎng)度分布Fig.6 Distribution of ROH length in Jining gray goats

圖7 每條染色體上的ROH數(shù)量分布Fig.7 The quality distribution of ROH on each chromosome

圖8 濟(jì)寧青山羊個(gè)體ROH長(zhǎng)度的樣本數(shù)分布Fig.8 Distribution of ROH length samples in Jining gray goats

小提琴圖主要用于展示數(shù)據(jù)的分布,中心的白色的點(diǎn)代表群體FROH的中位數(shù)。小提琴圖的寬窄表示群體FROH的概率密度分布The violin diagram mainly show the distribution of data, and the white point in the center represents the median of population FROH. The width of the graph indicates the probability density distribution of the population FROH圖9 基于ROH的近交系數(shù)FROH的分布圖Fig.9 Distribution plot of FROH based on ROH

3 討 論

動(dòng)物的遺傳多樣性研究多采用微衛(wèi)星多態(tài)性(SSR)和單核苷酸多態(tài)性(SNP)的方法,但用SNP芯片分型的方法報(bào)道山羊的遺傳多樣性則很少[11-16]。SNP標(biāo)記被證明比SSR標(biāo)記有更高的準(zhǔn)確性,已被廣泛應(yīng)用于動(dòng)物進(jìn)化研究和遺傳關(guān)系鑒定等[17-22]。Stella等[23]利用山羊50 K Goat SNP芯片對(duì)來(lái)自35個(gè)國(guó)家148個(gè)群體共4 653只山羊個(gè)體,進(jìn)行了種群遺傳多樣性研究,研究了全球山羊的種群遺傳結(jié)構(gòu)、群體歷史選擇特征、遷移路線和環(huán)境適應(yīng)性等,結(jié)果表明不同品種山羊的基因組和地理環(huán)境之間存在密切聯(lián)系,這為在全球范圍內(nèi)研究山羊適應(yīng)性等奠定了基礎(chǔ)。本研究中使用的山羊70 K SNP分型芯片由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā),是一款中密度SNP分型芯片,利用Illumina平臺(tái)定制,同時(shí)兼容了 Illumina 山羊52 K SNP芯片位點(diǎn),最終保留 67 088 個(gè)高質(zhì)量SNPs位點(diǎn),集成一款全新的山羊70 K SNP芯片。該芯片是國(guó)內(nèi)首款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的山羊中密度芯片,其應(yīng)用領(lǐng)域包括全基因組關(guān)聯(lián)分析、基因組選擇、群體遺傳及選擇進(jìn)化研究、親子鑒定、親緣關(guān)系及種質(zhì)資源鑒定等[24-26]。該款芯片在濟(jì)寧青山羊群體中進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明基因分型成功,SNP檢出率大于98%。從SNP密度分布圖來(lái)看,質(zhì)控前后SNP的分布較為均勻,缺失片段很少,質(zhì)量合格,可用于本次試驗(yàn)分析。

本研究利用全基因組SNP信息從遺傳多樣性、親緣關(guān)系、家系結(jié)構(gòu)、近交程度等方面評(píng)估濟(jì)寧青山羊保種群體的保種效果。通過(guò)雜合度、有效等位基因數(shù)、多態(tài)信息含量等參數(shù)度量群體遺傳多樣性。王可等[6]利用12個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記分析了濟(jì)寧青山羊遺傳多樣性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有微衛(wèi)星標(biāo)記PIC均大于0.5,平均PIC為0.73,均為高度多態(tài)標(biāo)記,遺傳多樣性豐富;各標(biāo)記的平均Ho約為0.73,平均He約為0.76;平均有效等位基因數(shù)約為4.727。在本研究中,平均Ho為0.409,平均He為0.418,各位點(diǎn)PIC在 0～0.375 之間,平均PIC為 0.283,平均有效等位基因數(shù)約為1.697?？梢钥闯?利用全基因組SNP信息檢測(cè)的結(jié)果比利用SSR檢測(cè)的結(jié)果明顯降低,可能與SNP標(biāo)記呈二態(tài)性有關(guān),即SNP標(biāo)記通常只能檢測(cè)到兩個(gè)等位基因,而SSR標(biāo)記可以檢測(cè)到較多的等位基因[27-31]。He略高于Ho,表明濟(jì)寧青山羊保種群可能存在雜合子缺失,同時(shí)也可能有小部分引進(jìn)了外來(lái)血緣,需要繼續(xù)加以純化,這一結(jié)果與王可等[6]利用微衛(wèi)星方法得出的結(jié)果一致。

血統(tǒng)對(duì)動(dòng)物遺傳學(xué)和育種研究至關(guān)重要。在養(yǎng)殖生產(chǎn)中,通常根據(jù)系譜鑒定畜禽的身份信息,在養(yǎng)殖規(guī)模較小時(shí),利用系譜來(lái)鑒定畜禽親子關(guān)系準(zhǔn)確性較好,但是隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展工廠化、規(guī)?；?、智能化、數(shù)字化,這種傳統(tǒng)記錄方式在現(xiàn)代畜牧生產(chǎn)中存在許多弊端,無(wú)法確定親子關(guān)系[32-34]。研究表明,可以通過(guò)遺傳關(guān)系和個(gè)體間的遺傳距離來(lái)構(gòu)建家系[35-36],袁嬌等[37]利用“中芯一號(hào)”50 K SNP芯片對(duì)通城豬的全基因組SNP進(jìn)行掃描,通過(guò)IBS距離矩陣和G矩陣分析了該種群的親緣關(guān)系、遺傳結(jié)距離;通過(guò)主成分析構(gòu)建了公豬的家系結(jié)構(gòu),結(jié)果表明通城豬保種群無(wú)明顯的群體分層,保種效果良好。本研究采集的樣本均來(lái)自同一原種場(chǎng),該原種場(chǎng)在一段時(shí)間內(nèi)一直處于封閉繁殖狀態(tài),一些個(gè)體不可避免地有近親或遠(yuǎn)親。IBS距離矩陣和G矩陣均表明部分個(gè)體之間存在密切的親緣關(guān)系,因此在繁殖保護(hù)過(guò)程中,應(yīng)注意公羊與母羊的交配工作,防止近親繁殖帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。主成分分析表明,整個(gè)濟(jì)寧青山羊群體中個(gè)體間的親緣關(guān)系不太緊密,表明該濟(jì)寧青山羊保種群體可能由多個(gè)家系構(gòu)成。考慮到公羊在整個(gè)保種群體的重要性,單獨(dú)對(duì)公羊進(jìn)行了聚類分析、家系構(gòu)建,以公羊間分子親緣系數(shù)0.1為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行聚類,將23只公羊劃分為了14個(gè)家系,高于國(guó)家級(jí)保種場(chǎng)最低6個(gè)不同家系的要求。同時(shí)發(fā)現(xiàn)部分家系數(shù)量較少,因此在后續(xù)的保種利用工作中要及時(shí)關(guān)注各家系濟(jì)寧青山羊的數(shù)量,對(duì)家系數(shù)量少的應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)群,控制一定的近交水平,確保家系結(jié)構(gòu)維持平衡。

為了保持種群不受外來(lái)品種的影響,我國(guó)的畜禽保種群體大多采取閉鎖繁殖的方式,但這可能會(huì)造成一定程度的近交,造成該品種遺傳多樣性降低,有效群體數(shù)量減少。長(zhǎng)純合片段是個(gè)體內(nèi)純合基因型的連續(xù)片段,由親代將同源單倍型完整地傳遞給子代所產(chǎn)生的。長(zhǎng)的ROH指示發(fā)生在較近時(shí)期的親緣關(guān)系,越多說(shuō)明家系內(nèi)存在近交的可能性越高;短的 ROH指示發(fā)生在較遠(yuǎn)時(shí)期的親緣關(guān)系,現(xiàn)有系譜通常已不能解釋這些親緣關(guān)系[38-39]。Islam等[40]利用山羊50 K芯片分別對(duì)濟(jì)寧青山羊、中衛(wèi)山羊、阿爾巴斯絨山羊種公羊全基因組SNP信息進(jìn)行掃描、通過(guò)親緣關(guān)系分析和近交系數(shù)計(jì)算,結(jié)果表明中衛(wèi)山羊場(chǎng)的保種群家系數(shù)達(dá)17個(gè),高于國(guó)家級(jí)保種場(chǎng)最低6個(gè)不同家系的要求。評(píng)價(jià)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),中衛(wèi)山羊品種ROH短片段較多、群體近交系數(shù)低(0.017)、有效群體數(shù)量較高,該發(fā)現(xiàn)表明保種群體的遺傳多樣性較高,為中衛(wèi)山羊保種群的管理措施制定及種公羊育種計(jì)劃提供新的思路。本研究中,濟(jì)寧青山羊共檢測(cè)到347個(gè)ROH片段,ROH數(shù)量較少,表明在歷史上對(duì)濟(jì)寧青山羊的選擇馴化強(qiáng)度低。同時(shí)發(fā)現(xiàn)濟(jì)寧青山羊群體ROH長(zhǎng)度與頻率可能成反比(圖7),濟(jì)寧青山羊群體的ROH長(zhǎng)度分布與頻率的關(guān)系在0～20 Mb滿足這個(gè)規(guī)律,當(dāng)ROH長(zhǎng)度大于20 Mb,可能在此區(qū)域受到了密集選擇。整個(gè)群體平均近交系數(shù)為0.047 9,近交系數(shù)較小。但也發(fā)現(xiàn)有部分個(gè)體的近交系數(shù)較高,超過(guò)了0.3,為降低群體近交增量,同一家系的公、母羊不建議進(jìn)行配種。

4 結(jié) 論

本研究基于70 K Goat SNP 分析了濟(jì)寧青山羊保種群體的遺傳多樣性,發(fā)現(xiàn)濟(jì)寧青山羊保種群體近交程度較低,遺傳多樣性較豐富,群體內(nèi)家系多,但各家系個(gè)體數(shù)較少,需要制定合理的配種計(jì)劃,確保家系結(jié)構(gòu)保持平衡,同時(shí)應(yīng)將該品種資源的保護(hù)與開(kāi)發(fā)利用相結(jié)合,不斷推進(jìn)該品種資源的選育,加快從資源優(yōu)勢(shì)向經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化。