我國地方鵝品種資源遺傳多樣性保護(hù)等級分析

韓 威，朱云芬，章雙杰，宋 遲，徐文娟，李慧芳，鄒劍敏

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所，江蘇 揚(yáng)州 225125;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210095)

科學(xué)研究

我國地方鵝品種資源遺傳多樣性保護(hù)等級分析

韓 威1,2，朱云芬1，章雙杰1，宋 遲1，徐文娟1，李慧芳1，鄒劍敏1

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所，江蘇 揚(yáng)州 225125;2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210095)

研究旨在分析我國地方鵝品種資源遺傳多樣性保護(hù)等級，為更好地制定我國地方鵝品種資源保護(hù)方案提供理論依據(jù)。采用25個(gè)微衛(wèi)星標(biāo)記計(jì)算我國14個(gè)地方鵝品種(太湖鵝TH、永康灰鵝YK、百子鵝BZ、酃縣白鵝LX、閩北白鵝MB、長樂鵝CL、興國灰鵝XG、豁眼鵝HY、雁鵝YE、浙東白鵝ZD、廣豐白翎鵝GF、豐城灰鵝FC、蓮花白鵝LH、皖西白鵝WX)間DA遺傳距離、基因流(Nm)、有效等位基因數(shù)(Ne)、雜合度(Ho)和多態(tài)信息含量(PIC)，并采用Weitzman和Caballero兩種遺傳多樣性保護(hù)理論，分析了各品種在遺傳多樣性最大化保護(hù)中的相對重要性。25個(gè)微衛(wèi)星座位平均有效等位基因數(shù)為8.12，平均多態(tài)信息含量為0.581。14個(gè)地方鵝種的平均觀察雜合度為0.6808，雁鵝觀察雜合度最低(0.5662)，百子鵝觀察雜合度最高(0.7748)；豐城灰鵝與浙東白鵝之間的遺傳距離最小(0.2188)，太湖鵝與永康灰鵝之間的遺傳距離最大(0.7388)。Weitzman保護(hù)理論分析結(jié)果表明永康灰鵝、酃縣白鵝、太湖鵝、百子鵝和雁鵝的品種貢獻(xiàn)率較高(>10.0%)，Caballero保護(hù)理論分析認(rèn)為太湖鵝、永康灰鵝、百子鵝、酃縣白鵝和閩北白鵝具有較高的貢獻(xiàn)率(>0.5%)，與Weitzman保護(hù)理論確定的等級順序存在一定差異，主要原因是Weitzman保護(hù)理論沒有考慮到品種內(nèi)遺傳多樣性。我國地方鵝品種資源不僅具有豐富的品種間遺傳多樣性，品種內(nèi)遺傳多樣性也較為豐富，在分析保護(hù)等級時(shí)，應(yīng)兩者兼顧。

微衛(wèi)星；地方鵝品種；遺傳多樣性；保護(hù)等級

我國鵝品種資源豐富，現(xiàn)有地方品種30個(gè)，每個(gè)品種都包含著豐富的基因資源，其中產(chǎn)蛋量堪稱世界之最的豁眼鵝，產(chǎn)蛋數(shù)高達(dá)90個(gè)～110個(gè)，還有百子鵝、太湖鵝、四川白鵝等，群體中大多數(shù)個(gè)體無就巢性；獅頭鵝體型大、生長快，成年體重可達(dá)8 kg ～ 9 kg；皖西白鵝、廣豐白翎鵝以羽絨質(zhì)優(yōu)而著稱，溆浦鵝、鋼鵝的產(chǎn)肥肝性能也很突出，且大部分地方鵝種的肉品質(zhì)較好。因此，保護(hù)好這些遺傳資源，對保持生物多樣性，促進(jìn)我國家禽產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

受保種經(jīng)費(fèi)投入相對不足、品種分布地域廣泛等因素的限制，現(xiàn)階段我國地方鵝品種資源實(shí)行分級保護(hù)，吳常信先生提出的"優(yōu)化保種理論"[1]也建議對我國畜禽遺傳資源實(shí)行分級保護(hù)。這個(gè)觀點(diǎn)與目前國外較為流行的"邊際多樣性保種理論"(Weitzman，1992)[2]、Eding和Meuwissen(2001)[3]及Caballero和Toro(2002)[4]等發(fā)展的整體多樣性保護(hù)理論思想較為一致，即在有限的保種經(jīng)費(fèi)投入的情況下，優(yōu)先保護(hù)具有較大遺傳多樣性貢獻(xiàn)率的品種，以達(dá)到最大限度地保持品種資源整體多樣性的目的。然而，目前我國畜禽資源的分級保護(hù)并沒有充分考慮遺傳多樣性貢獻(xiàn)率因素。因此，上述兩種基于分子水平的遺傳多樣性保護(hù)理論對我國地方鵝品種資源保護(hù)具有重要的借鑒作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

14個(gè)鵝品種：豐城灰鵝、廣豐白翎鵝、蓮花白鵝、興國灰鵝、永康灰鵝、浙東白鵝、太湖鵝、閩北白鵝、長樂鵝、酃縣白鵝、百子鵝、豁眼鵝、雁鵝、皖西白鵝均來自其原產(chǎn)地，每個(gè)品種的采樣樣本量為60個(gè)，公母比例為1：4，并盡量保持各個(gè)個(gè)體之間無血緣關(guān)系。翅下靜脈采血2～3 mL，置于放有75%酒精的離心管中，混勻后放于-20℃低溫保存。常規(guī)酚/氯仿法提取DNA，測定含量和純度，稀釋到100ng/μL，-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 微衛(wèi)星座位

根據(jù)聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)和國際動(dòng)物遺傳學(xué)會(huì)(ISAG)聯(lián)合推薦的用于鵝微衛(wèi)星DNA遺傳多樣性檢測的標(biāo)記，選取25對微衛(wèi)星引物(CKW27、CKW25、ADL166、CKW26、MCW134、CKW13、CKW15、CKW20、MCW0264、MCW104、MCW0085、CKW10、CKW21、CKW17、CKW16、CKW141、CKW11、CKW12、LEI0094、ADL210、MCW4、MCW0014、G07、G09和G10)用于地方鵝品種遺傳多樣性分析。

1.3 PCR擴(kuò)增及產(chǎn)物檢測

PCR反應(yīng)體系采用25 μL：模板DNA50 ng，10× buffer 2.5 μL，dNTPs 0.2 mmol/L，上下游引物各5 pmol/L，Mg2+ 2.0 mmol/L，TagDNA聚合酶1 U。反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性4 min，94 ℃變性50 s，50 ℃～65 ℃復(fù)性50 s，72 ℃延伸1 min，30～35個(gè)循環(huán)；最后72 ℃延伸10 min 4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物95 ℃變性5 min后8 %變性聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

各亞群觀察雜合度與期望雜合度，平均有效等位基因數(shù)采用Microsatellite-Toolkit軟件計(jì)算；DA遺傳距離采用PHYLIP軟件計(jì)算，基因流Nm由Fst=1/(4Nm+1)獲得；遺傳多樣性保護(hù)等級分析采用Weitzman和Caballero等兩種理論方法計(jì)算。

2 結(jié)果

2.1 群體遺傳多樣性統(tǒng)計(jì)

14個(gè)地方鵝品種群體的有效等位基因數(shù)和雜合度統(tǒng)計(jì)見表1。25個(gè)微衛(wèi)星座位上共檢測到203個(gè)等位基因，平均每個(gè)座位的等位基因數(shù)為8.12，平均多態(tài)信息含量為0.581。百子鵝的觀察雜合度最高(0.7748)，雁鵝的觀察雜合度最低(0.5662)，平均觀察雜合度為0.6808；百子鵝的有效等位基因數(shù)最多(4.440)，豐城灰鵝的有效等位基因數(shù)最少(2.880)，平均有效等位基因數(shù)為3.397。

表1 14個(gè)鵝品種有效等位基因數(shù)、觀察雜合度及期望雜合度Table 1 Number of the effective alleles per population and heterozygosity(%) for 14 geese breeds

2.2 群體間遺傳距離和基因流

14個(gè)地方鵝品種群體間DA遺傳距離和基因流(Nm)見表2。由表2可以看出，豐城灰鵝與浙東白鵝之間的遺傳距離最小(0.218 8)；太湖鵝與永康灰鵝的遺傳距離最大(0.738 8)。皖西白鵝和永康灰鵝之間的基因流最小(0.401 6)，浙東白鵝與豐城灰鵝的基因流最大(1.493 4)。

2.3 Weitzman遺傳多樣性保護(hù)等級

采用Weitzman方法基于DA遺傳距離計(jì)算的14個(gè)鵝品種的遺傳多樣性保護(hù)等級分析見表3。結(jié)果表明14個(gè)鵝品種的現(xiàn)實(shí)多樣性為5.3859，永康灰鵝、酃縣白鵝、太湖鵝、百子鵝和雁鵝對總體現(xiàn)實(shí)多樣性的貢獻(xiàn)率較高，均超過10.0%。

表2 品種間DA遺傳距離(下三角)及基因流Nm(上三角)Table 2 DA genetic distances(lower triangle) and the gene flow,Nm(upper triangle) between breeds %

表3 14個(gè)地方鵝種Weitzman保護(hù)等級分析Table 3 Conservation priority of breeds by Weitzman method

2.4 Caballero遺傳多樣性保護(hù)等級

采用Caballero方法計(jì)算的14個(gè)鵝品種的遺傳多樣性保護(hù)等級分析見表4。14個(gè)鵝品種群體的Caballero遺傳多樣性為0.6491，太湖鵝、永康灰鵝、百子鵝、酃縣白鵝和閩北白鵝對總體的遺傳多樣性具有較高的貢獻(xiàn)率，當(dāng)該品種被從總?cè)褐幸瞥龝r(shí)，分別會(huì)導(dǎo)致總體遺傳多樣性減少2.6814%，1.5280 %，1.3692 %，0.8898%和0.5146%。

3 討 論

3.1 Weitzman遺傳多樣性保護(hù)等級分析

Weitzman遺傳多樣性保護(hù)理論已被用于分析歐洲牛品種[5]、歐洲豬品種[6]、中國綿羊品種[7]及中國豬品種[8]等遺傳資源的多樣性保護(hù)等級分析。其計(jì)算方法是基于品種間遺傳距離，通過計(jì)算總?cè)后w現(xiàn)實(shí)多樣性及各品種對總體現(xiàn)實(shí)多樣性的貢獻(xiàn)率來確定品種優(yōu)先等級，以最大程度地保護(hù)資源群體間的遺傳多樣性。因此，Weitzman保護(hù)理論對特征特性明顯、與其他品種間具有較大遺傳距離的品種給予最高保護(hù)等級[2]。本研究中，Weitzman保護(hù)理論將永康灰鵝、酃縣白鵝、太湖鵝、百子鵝和雁鵝等列在保護(hù)等級的前列，與這幾個(gè)鵝品種具有獨(dú)特的特征特性和相對封閉的品種形成歷史基本一致[9,10]，上述各品種與其它品種間較大的遺傳距離和較少的基因流動(dòng)也較好的支持了這一結(jié)果。

表4 14個(gè)地方鵝種的Caballero遺傳多樣性和多樣性損失Table 4 Caballero genetic diversity and loss(-)/gain(+) of diversity(in %)

3.2 Caballero遺傳多樣性保護(hù)等級分析

針對一個(gè)品種而言，遺傳多樣性的組成既包括品種間多樣性，也包括品種內(nèi)多樣性。由于Weitzman保護(hù)理論僅考慮到品種間遺傳多樣性，因此往往對品種內(nèi)遺傳多樣性較為豐富的資源不能給予合理的保護(hù)等級[3-4]。為此，Eding和Meuwissen及 Caballero和Toro等建議在多樣性保護(hù)等級分析中應(yīng)同時(shí)兼顧品種間遺傳多樣性和品種內(nèi)遺傳多樣性，目前該方法已被用于西班牙綿羊[11]、瑞士山羊[12]、伊比利亞美洲牛[14]、阿曼雞[15]等遺傳資源的多樣性保護(hù)等級分析。

品種內(nèi)遺傳多樣性豐富也是我國地方家禽品種資源的一個(gè)顯著特點(diǎn)。在本文的14個(gè)地方鵝品種中，Caballero理論確定的保護(hù)等級順序與Weitzman結(jié)果相比較，太湖鵝、永康灰鵝、百子鵝、酃縣白鵝仍排在優(yōu)先等級的前列，尤其是太湖鵝、永康灰鵝和百子鵝，品種內(nèi)的多樣性十分豐富，其觀察雜合度在14個(gè)鵝品種群體中是最高的(>0.750)，三個(gè)品種種群內(nèi)個(gè)體間多樣化的生產(chǎn)性能及特征特性差異也充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。長樂鵝、閩北白鵝和浙東白鵝的保護(hù)等級順序有所上升，亦是因?yàn)槠淦贩N內(nèi)的多樣性較為豐富。而雁鵝與皖西白鵝品種內(nèi)遺傳多樣性相對匱乏，其觀察雜合度(<0.600)在14個(gè)地方鵝品種群體中是最低的，因此其保護(hù)等級順序發(fā)生了一定幅度的下滑。其余品種的保護(hù)等級順序與Weitzman保護(hù)理論分析的結(jié)果較為一致。

從整體遺傳多樣性保護(hù)角度考慮，太湖鵝、永康灰鵝、百子鵝、酃縣白鵝、閩北白鵝和長樂鵝等7個(gè)品種具有較高的貢獻(xiàn)率，在資源保護(hù)中應(yīng)當(dāng)給予足夠重視。目前，太湖鵝和酃縣白鵝已被列入國家級重點(diǎn)保護(hù)品種名錄，而永康灰鵝和百子鵝仍處于瀕危狀態(tài)，應(yīng)盡快采取搶救性保護(hù)措施。

3.3 合理制定品種資源優(yōu)先保護(hù)決策

在制定我國家禽遺傳資源保種方案和調(diào)整重點(diǎn)保護(hù)品種名錄時(shí)，品種的遺傳多樣性貢獻(xiàn)率并不是唯一依據(jù)[13]，在本文中Caballero保護(hù)理論對列入國家級畜禽遺傳資源保護(hù)名錄(2006年)的雁鵝、皖西白鵝等并沒有給與較高的保護(hù)等級，主要原因是我國在確定國家級重點(diǎn)保護(hù)品種名錄時(shí)，更多的是從品種的區(qū)域適應(yīng)性、群體數(shù)量及開發(fā)利用情況等角度考慮。皖西白鵝產(chǎn)毛量高、絨質(zhì)好，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；雁鵝是我國地方鵝種中的一個(gè)特殊類群，對研究我國地方鵝種起源與分化具有重要作用。

因此，如何給予遺傳多樣性一個(gè)恰當(dāng)?shù)臋?quán)重，是保種理論研究及保種方案制定中需要重視的問題。

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ConservationPrioritiesofGeneticDiversityinChineseIndigenousGeeseBreeds

HAN Wei1,2,ZHU Yun-fen1,ZHANG Shuang-jie1,SONG Chi1,XU Wen-juan1LI hui-fang1,ZOU Jian-min1

(1.PoultryInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalScience,Yangzhou225125;2.NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095)

The objective of this study was to analyze conservation priorities of genetic diversity in Chinese indigenous geese breeds,and to provide a theoretical basis for better indigenous geese conservation programs.The DA genetic distances,gene flows,number of alleles,heterozygosity and polymorphism were measured by twenty-five microsatellite markers.Two conservation strategies,Weitzman method and Caballero method,were used to assess the conservation priorities of forteen Chinese indigenous geese breeds.The results showed the average alleles on the loci were 8.12,and the mean PIC was 0.581.The average observed heterozygosity of the forteen populations were 0.6808,YE and BZ breeds had the least and the highest value，respectively.FC had the shortest mean distance with ZD,and the farthest mean distance was between TH and YK breeds.The Weitzman method suggested that the most important breeds to be preserved were YK,LX,TH,BZ and YE,revealing the contribution rate to extant diversity of more than ten percent.The priority order of Caballero method had some difference from that of Weitzman,it suggested TH,YK,BZ ,LX and MB had higher conservation priority.The reason was that the Weitzman method did not take into account the within-population genetic diversity.In the analysis of,conservation levels,inter-populations genetic diversity and genetic diversity within populations，should be given full consideration to.

microsatellite marker;indigenous geese breeds;genetic diversity;conservation priority

2014-05-27，

2014-07-04

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31172149)；江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(BE2011329)；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)品種創(chuàng)新項(xiàng)目(CX(11)1030)

韓 威(1980-)，男，江蘇徐州人，在讀博士，主要從事家禽遺傳育種與保護(hù)研究。E-mail:hanwei830@163.com

S811.6

A

1005-5228(2014)10-0014-05