遗传多样性与起源研究

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1、西北农林科技大学2009级硕博连读研究生学位论文开题报告黄牛、水牛和牦牛Y染色体分子遗传多样性与起源研究Y-chromosomeMolecularGeneticDiversityandOriginsinCattle,BuffaloandYak学院：动物科技学院　　学科、专业：动物遗传育种与繁殖研究方向：动物遗传学研究生：XX指导教师：雷初朝教授黄牛、水牛和牦牛Y染色体分子遗传多样性与起源研究一、选题的目的与意义黄牛、水牛和牦牛是我国3个重要的牛种，具有对周围环境的高度适应性、耐粗放管理、抗病力强、繁殖力高、肉质好等特点。这些地方牛种本身就是一座天然的基因库，正是进行杂种优势利用和进一步培育高

2、产品种的良好原始材料。在当今世界畜禽品种资源日趋匮乏，品种逐步单一化的情况下，对我国这些牛种遗传资源的保护将对今后的育种工作产生很大的影响，起到难以估量的作用[1]。中国黄牛的起源进化与遗传多样性一直是国内外动物遗传学家感兴趣的课题之一。一般认为，中国黄牛是多元起源的，并主要受普通牛和瘤牛的影响，但究竟起源于哪几个牛种，观点不一[2,3]。在黄牛遗传多样性方面，自二十世纪八十年代以来，众多研究者分析了中国地方黄牛的核型，发现不同黄牛品种的Y染色体形态具有明显的多态性，普通牛为中着丝粒或亚中着丝粒，瘤牛为近端着丝粒[4-6]。常振华等发现中国黄牛Y染色体主要属于Y2（普通牛）和Y3（瘤牛）单倍

3、群[7]，但事实上黄牛的每种Y染色体单倍群下都可细分为多种单倍型，而中国黄牛由哪些Y染色体单倍型组成，有无优势单倍型以及单倍型的品种分布有无地理特点，与国外黄牛品种有何不同，这些问题都亟待阐明，以期为黄牛品种资源保护和杂交育种工作提供参考依据。中国也拥有丰富的水牛资源。水牛的驯化时间，地点尚无定论，国内一些学者在形态学和考古学方面进行了一些研究，给中国水牛的驯化历史提供了一些参考[8,9]，但仅靠形态学和考古学的研究是远远不够的，还需要分子遗传学的更多证据。目前国内外对水牛的起源研究主要是在线粒体DNA的母系起源方面，认为水牛有两个母系起源（A支系和B支系）[10-12]，近年来，也有中国学

4、者对水牛的常染色体微卫星多态性进行了研究，其结果都表明中国水牛的遗传多样度丰富，倾向于支持中国水牛的本土起源假说[13,14]。对Y染色体遗传多样性的研究，将提供更多的分子遗传学信息，会有助于评估水牛的遗传资源状况，也有助于阐明中国水牛的驯化历史。牦牛主要分布于我国的青藏高原，俗称“万能种”，通常皆为兼用，如乳、肉、毛、皮、役力，是经济价值极高的珍贵畜种[1]。家牦牛是在青藏高原驯化的，藏族自古以来生息于西藏，是驯化牦牛之主，因此牦牛的驯化始终与藏族文化的发展休戚相关，是当地人民不可分离的生产和生活资料[15]。从牦牛生活的特定气候地带的适应性和生态地理、生理特征的表现看，牦牛是地球之巅特有

5、的高寒环境中生存的一个宝贵的特化种，牦牛的驯化与繁衍有着与其他牛种极其不同的种类特点，牦牛对高寒山区的气候和贫瘠的草地所具有的特殊的适应性也是世界上任何畜种所不及的。但目前为止，只有对家牦牛线粒体DNA多态性方面的研究，牦牛有两个母系起源（Y1和Y2）[16-18]，对牦牛遗传多样性的了解仍比较缺乏[19]。Y染色体分子标记在追溯动物的起源与进化的历史中发挥了重要作用，同时在家牛的繁殖体系中，一般为一公多母，在很多地区都采用人工授精，因此公牛特有的Y染色体遗传多样性对群体的遗传多样性有着非常重要的影响。本研究旨在利用牛Y染色体分子标记来分析中国三个牛种的Y染色体单倍型多样性与地理分布特点，揭

6、示三个牛种的父系遗传多样性，为探讨我国家牛乃至亚洲家牛的起源历史提供依据，同时也为我国家牛资源的系统分类、遗传资源保护和进一步开发利用提供科学依据，对于了解我国家牛基因库资源状况，指导家牛的定向育种及保护家牛遗传资源的多样性具有重要意义。二、选题依据2.1理论依据牛的Y染色体遵循父系遗传，其绝大部分为非重组区，故单倍型保持完整，不易受重组和回复突变影响，突变率低，比常染色体上的微卫星标记更能稳定遗传，是进化事件的忠实记录者。再者，由于Y染色体为单倍体，其有效群体大小远小于常染色体位点，较易产生牛群特异的单倍型，Y染色体特异性微卫星位点和单核苷酸多态性（SNPs）组成的单倍型在家牛的分布，是研

7、究早期家牛的起源及其迁徙路线的理想工具[20-22]。Y染色体SNP分子标记在一个物种的进化历程中几乎不存在回复及重复突变，能忠实记录下父系祖先的进化历史，并且突变率很低（约1×10-9）[23]。位于Y染色体的MSY区（雄性特异区）的Y-SNPs，可以组合成Y染色体特异的单倍群[24]，而每个特异的单倍群只有唯一的起源，这样就可以构建最大简约树来分析各单倍群的系统发育关系。微卫星（STRs）是指以1-6个核