古代dna 技术及其在家养动物驯化历史研究中的应用

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1、2011年第56卷第7期：511~516《中国科学》杂志社评述www.scichina.comcsb.scichina.comSCIENCECHINAPRESS古代DNA技术及其在家养动物驯化历史研究中的应用①②*刘冉冉,李宁①中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京100193;②中国农业大学农业生物技术国家重点实验室,北京100193*联系人,E-mail:ninglcau@cau.edu.cn2010-06-07收稿,2011-01-17接受国家重点基础研究发展计划资助项目(2006CB102100)摘要家养动物始终伴随着人类文

2、明的发生、发展,其起源和驯化历史一直备受关注.而在其关键词近万年的演化历史中,家养和野生群体间可能发生基因互渗及替代,因此基于现代物种DNA古代DNA信息进行的历史推断可能存在偏差.近年来,古代生物遗骸中的DNA(古代DNA)获取技术日家养动物益成熟,为这类研究开辟了新的途径.本文总结了近年来古代DNA技术研究进展,点评了古驯化历史代生物遗骸DNA的获取和鉴别方法、古代DNA提取、扩增及测序技术的革新.最后,本文综述了古代DNA技术在猪、马、羊、狗等主要家养动物驯化历史研究中的应用进展,为该技术的进一步发展及应用提供有益的参考.驯化

3、是指人类培育野生动物,使其野性逐渐改研究,以克服利用现代DNA信息推断古代历史产生变,成为对人类有用的家养动物的过程.家养动物的偏差.在整个社会发展史中,都为人类提供着稳定的食物古DNA(ancientDNA,aDNA)是从死亡后的生物来源,在各种环境和生产系统中支撑着畜牧生产的遗体和遗迹中得到的DNA,包括博物馆标本、古代[1,2]持续发展.开展对家养动物起源的时间、地点和驯生物尸体及存在于古代动植物化石中的DNA.由于化过程的研究,一方面,有助于对家养动物自身遗传年代久远,在内外环境的影响下,古DNA具有数量多样性形成过程的了解

4、,为遗传资源多样性的可持少、片段短、受损伤等特点[5,6].本文将从古代DNA续性保护和利用提供理论依据;另一方面,可以为人的提取、扩增和鉴别方法、古代DNA技术的近期发类文明形成历史的研究提供可参考的信息.展及古代DNA技术在家养动物驯化历史研究中的应至今为止,考古学研究积累和分子遗传学的应用等方面做一综述.用,使我们对许多家养动物起源和驯化历史有了初步的认识.例如,已经确定了多个家畜物种的多样性1古代DNA的获取和鉴别中心或起源地,包括西南亚新月沃土(FertileCres-1.1古代样本cent)(牛、绵羊、山羊和猪的起源地)

5、、中国东部(猪、[3]鸡、沼泽水牛)、东南亚(鸡、巴厘牛)等.然而,目前,保存下来的绝大多数古代材料,都已受到驯化历史是一个过程,一些从现代家畜的遗传信息了不同程度的污染.一般认为,牙齿优于骨骼,密质看到的独立驯化事件,可能只代表少数驯化个体骨优于松质骨,骨骼组织优于软组织.去除古代材料迁移到一个新的地区,还有可能这些新迁入家畜的污染的方法包括:(ⅰ)去除已被污染的材料表面;遗传信息后来又被本地野生动物驯化的后代所淹(ⅱ)用化学试剂(如10%的次氯酸钠溶液)破坏古代[4]没.因此,有必要直接运用古代生物遗传信息开展材料中的杂质DNA

6、分子;(ⅲ)用杂交炉在紫外光照英文引用格式:LiuRR,LiN.DevelopmentofancientDNAtechniquesanditsapplicationinevolutionarystudyofdomesticanimals(inChinese).ChineseSciBull(ChineseVer),2011,56:511–516,doi:10.1360/972010-10902011年3月第56卷第7期射下破坏污染DNA分子.这3种方法去污染的机制扩增出片段的大小及难易程度也有助于对污染DNA有所不同,对某一具体的古代

7、材料要具体分析.目前的识别和对古代DNA的鉴别.如果扩增到的DNA片[9,14]学者认为,保证去污染效果的最好方法是用10%的段长达上千个碱基对,其模板很可能是污染DNA.[7,8]次氯酸钠溶液处理.1.4古代DNA的鉴别和去干扰方法1.2古代DNA的提取古代DNA可靠性是指,用PCR方法从含古代古代DNA提取方法的演变,经历了从最早的酚DNA的抽提液中扩增得到的DNA序列,是真正的目仿抽提法到硅粒法,再到硅粒法衍生而来的硅离心的DNA,而不是源于污染的外源DNA或受损伤的模[9~12]柱法(商业化试剂盒提取)的过程.板DNA.目前

8、最大的外源污染威胁还是来自对人类传统上判断古代DNA提取方法优劣的标准包遗骸的研究,因为人类DNA在实验室及博物馆都是括评价古代DNA提取效率、除杂质的程度和提取方普遍存在的,不能轻易地将之与古代DNA区分开.法涉及操作步骤的多少.较