牦牛的起源與系統發(fā)育分析.pdf

1、牦牛(yak)是唯一能在青藏高原及其毗鄰的高寒牧區(qū)繁衍的牛亞科動物，有“高原之舟”和“全能家畜”的美譽.牦牛起源于中國，是一種古老而原始的牛種，但在牦牛的起源問題及牦牛在牛亞科中與其它物種的親緣關系上很難確定，一直存在爭議，目前主要形成兩種不同的觀點：一種觀點認為牦牛與牛屬的親緣關系比較近：另一種觀點認為牦牛與野牛屬的親緣關系比較近。 動物線粒體DNA因其進化速度快、在群體內變異大、分子結構簡單等特點，已成為進行物種起源、分子進

2、化和系統發(fā)育研究的重要分子標記，其中，富含A和T堿基的D-loop控制區(qū)，其突變率約為mtDNA的其它編碼區(qū)的5-10倍，適于進行亞科內屬、種間的系統學研究.我們對牦牛的mtDNA的D-loop全序列進行了擴增測序，并對牛亞科動物的D-loop全序列以及第一和第二高變區(qū)進行了序列變異和系統發(fā)育分析.結果發(fā)現：牛亞科動物的D-loop序列區(qū)長度在890-1015bp范圍內變化，共發(fā)現226的多態(tài)位點，多態(tài)位點百分率為22.47％，說明牛亞

3、科物種線粒體D-loop區(qū)多態(tài)性較豐富.我們根據序列比對和遺傳距離的研究結果發(fā)現，牦牛與美洲野牛的親緣關系較近，而與牛屬的親緣關系較遠.根據?？苿游镆研Ｕ腄-loop區(qū)序列每百萬年10.6％的分子鐘，我們推測家牦牛與野牦牛的分化時間大約在0.35百萬年前.我們進一步對牛亞科物種線粒體DNA D-loop區(qū)全序列以及第一、第二高變區(qū)序列所構建的系統發(fā)育樹顯示牦牛、野牦牛首先聚類，然后與美洲野牛聚類，接著再與普通牛和瘤牛組成的分支相聚類，

4、也說明牦牛與美洲野牛的遺傳相似性較高，親緣關系較近，而與牛屬間的親緣關系較遠.我們根據分子鐘估計牦牛與普通牛的分化時間為0.53MYA，與瘤牛的分化時間為0.47MYA，與美洲野牛的分化時間為0.32MYA，與亞洲水牛的分化時間為0.86MYA，普通牛與瘤牛的分化時間為0.24MYA。 Y染色體遵循父系遺傳，其絕大部分為非重組區(qū)，故單倍型保持完整，不易受重組和回復突變影響，突變率低，比常染色體上的遺傳標記更能穩(wěn)定遺傳，是進化事

5、件的忠實記錄者.我們對牦牛Y染色體上的TSPY及DBY部分序列進行了擴增測序，并對牛亞科動物進行了序列變異和系統發(fā)育分析，我們根據系統發(fā)育樹發(fā)現牦牛與野牛屬有最近的共同祖先，根據牛科動物已校正的TSPY基因的分子鐘，估計牦牛與野牛屬的分化時間在1.16MYA.根據TSPY及DBY基因序列比對及遺傳距離的研究結果，發(fā)現牦牛與野牛屬(包括美洲野牛和歐洲野牛)的遺傳相似性較高、親緣關系較近，而與牛屬的遺傳相似性較低，親緣關系較遠，我們進一步用

6、TSPY序列及DBY序列構建的牛亞科的系統發(fā)育樹顯示，牦牛先與美洲野牛及歐洲野牛親緣關系較近，而與牛屬的親緣關系相對較遠.根據TSPY基因的分子鐘，估計牦牛與普通牛的分化時間為2.09MYA，與瘤牛的分化時間為1.86MYA，與亞洲水牛的分化時間為16.44MYA.普通牛與瘤牛的分化時間為1.16MYA。 MHC是基因組中多態(tài)性最豐富的區(qū)域，主要參與肌體的免疫應答，已經越來越多的用于分析抗病力遺傳、調查種群遺傳結構、確定近緣物

7、種間的關系和進化歷史的研究中.本文首次測定了11個牦牛BoLA-DRB基因的上游調控區(qū)序列，并對牦牛DRB基因上游調控區(qū)(URR)的結構、變異和系統發(fā)育關系進行了分析.結果顯示在測定的11條序列中，共發(fā)現了3種單倍型；這些序列均存在與基因表達調控有關的W box、X box、Y box、CCAAT box及類TATA box等調控元件，且遵守嚴格的空間組織順序.幾個不同物種間的系統發(fā)育分析顯示牛與綿羊的序列先聚在一起，然后再與豬的序列聚