云南水牛的遺傳多樣性研究進(jìn)展

王春蘭，李紅偉，李喬仙，李貴有，金顯棟，亐開(kāi)興

（1.云南省種畜繁育推廣中心冷凍精液站，昆明650212；2.云南省蒙自市畜牧技術(shù)推廣站；3.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，昆明 650212）

云南水牛的遺傳多樣性研究進(jìn)展

王春蘭1，李紅偉2，李喬仙3，李貴有1，金顯棟1，亐開(kāi)興3

（1.云南省種畜繁育推廣中心冷凍精液站，昆明650212；2.云南省蒙自市畜牧技術(shù)推廣站；3.云南省草地動(dòng)物科學(xué)研究院，昆明 650212）

云南省水牛存欄260多萬(wàn)頭，居全國(guó)第二，主要分布于德宏、西雙版納、普洱、昭通、紅河、文山、大理、昆明郊縣等地。云南水牛以德宏水牛、滇東南水牛及鹽津水牛群體較大，為云南省3個(gè)最主要的水牛群體。文章就云南水牛的遺傳多樣性研究進(jìn)行總結(jié)，云南水牛屬于沼澤型水牛，遺傳多樣性水平較高，支持其起源于中國(guó)或東南亞大陸的假說(shuō)，并非由印度引進(jìn)。

云南水牛；沼澤型水牛；遺傳多樣性

水牛在分類(lèi)學(xué)上屬于哺乳綱（Mammalia），偶蹄目（Artiodactyla），?？疲˙ovidae），牛亞科（Bovinae），水牛屬（Bubalus）。水牛屬下分為2個(gè)亞屬，分別是亞洲水牛亞屬（Bubalus）和非洲水牛亞屬（Syncerus）。國(guó)外學(xué)者研究表明，野生的非洲水牛亞屬雖然能夠在圈養(yǎng)的情況下繁殖，但是迄今還沒(méi)有被馴化?，F(xiàn)在世界上所有被馴化的水牛都是由亞洲水牛亞屬（Bubalus）馴化而來(lái)，適應(yīng)熱帶、亞熱帶氣候環(huán)境，主要分布在亞洲，在近幾個(gè)世紀(jì)才被引進(jìn)到歐洲、非洲和美洲的一些國(guó)家。MacGregor（1941）最早根據(jù)表型和習(xí)性將家養(yǎng)水牛分為2類(lèi)：沼澤型水牛（swamp type）和河流型水牛（river type）。沼澤型水牛主要分布在中國(guó)及東南亞，85%沼澤型水牛分布在中國(guó)（FAO，2006）；而河流型水牛主要分布在南亞次大陸及其以西的一些國(guó)家［1］。后來(lái)經(jīng)細(xì)胞遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)，2種類(lèi)型水牛的染色體數(shù)不同，沼澤型水牛2n=48，河流型水牛2n=50，但二者可以雜交，且后代具有繁殖能力［1-2］。近年來(lái)，基于蛋白質(zhì)水平、微衛(wèi)星標(biāo)記、線(xiàn)粒體DNA序列的研究都證明了東南亞沼澤型水牛與河流型水牛之間具有明顯的遺傳差異。

對(duì)于亞洲水牛的起源，一般有2種觀點(diǎn)：一是沼澤型水牛起源于中國(guó)，大約于7 000年前在中國(guó)馴化［3］，此觀點(diǎn)與源自于8 000年前長(zhǎng)江下游地區(qū)水稻栽培技術(shù)的傳播和擴(kuò)散相吻合［4］；二是起源于印度次大陸。云南省地形地貌復(fù)雜，地勢(shì)高低懸殊大，海拔76.4～6 740.0 m。氣候帶有熱帶、亞熱帶、溫帶等多種類(lèi)型，這些為云南水牛的形成及分布起到了重要作用。水牛是一種特殊的生態(tài)畜種，適宜熱帶、亞熱帶生境。其性情溫順，具極強(qiáng)抗病力和利用粗劣飼料能力，粗飼料的利用率比黃牛高16%。云南省水牛260多萬(wàn)頭，高居全國(guó)第二，主要分布于德宏、西雙版納、普洱、昭通、紅河、文山、大理、昆明郊縣等地，麗江、怒江和迪慶少有。云南水牛以德宏水牛、滇東南水牛及鹽津水牛群體較大，為云南省3個(gè)最主要的水牛群體［5］。

1 云南水牛的血液蛋白及mtDNA RFLP多態(tài)性

自1997年7月以來(lái)，“中國(guó)-歐盟水牛開(kāi)發(fā)德宏項(xiàng)目”在德宏州實(shí)施，德宏水牛的研究得到了極大的促進(jìn)和帶動(dòng)。史榮仙等［6-7］首先報(bào)道了德宏水牛在白蛋白（Hlb）、運(yùn)鐵蛋白（Tf）、血紅蛋白（Hb）、淀粉酶（Amy）等位點(diǎn)呈現(xiàn)多態(tài)，德宏水牛各等位基因頻率與中國(guó)其他水牛類(lèi)群非常接近，且遺傳變異很小，親緣關(guān)系較近。TfE基因在德宏水牛中的頻率（0.087 7）顯著高于其他群體，但造成此現(xiàn)象的原因尚不清楚。胡文平等［8-9］應(yīng)用mtDNA RFLP技術(shù)分析了云南水牛的多態(tài)性，結(jié)果表明所使用的18種限制性?xún)?nèi)切酶中有15種酶的酶切類(lèi)型一致，3種限制性?xún)?nèi)切酶表現(xiàn)為多態(tài)，分別為BamHⅠ、EcoRⅠ和ScaⅠ，并分別定義為類(lèi)型Ⅰ：B-B-B，類(lèi)型Ⅱ：A-B-B，類(lèi)型Ⅲ：C-A-A。類(lèi)型Ⅲ在3個(gè)云南水牛品種中都有發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為云南水牛mtDNA的遺傳變異程度很低。沼澤型水牛和江河型水牛的酶切類(lèi)型不同，在江河型水牛中BglⅠ酶切具有多態(tài)性，而在沼澤型水牛中，ScaⅠ、BamHⅠ和EcoRⅠ3種酶的酶切類(lèi)型都表現(xiàn)出多態(tài)性，結(jié)果完全支持云南水牛屬于沼澤型水牛的觀點(diǎn)。

2 云南水牛的微衛(wèi)星多態(tài)性

楊澤宇等［10］通過(guò)15對(duì)微衛(wèi)星引物微衛(wèi)星DNA標(biāo)記研究了德宏水牛的群體遺傳結(jié)構(gòu)，共檢測(cè)到62個(gè)等位基因，每個(gè)座位等位基因數(shù)2～6個(gè)，平均等位基因數(shù)4.13，德宏水牛群體期望雜合度和多態(tài)信息含量分別為0.652 0±0.152 6和0.586 3±0.178 9，各座位的遺傳分化系數(shù)在0～0.091 9之間。每個(gè)座位的基因流較大，Nm=12.150 2。表明德宏水牛群體遺傳多樣性較豐富，亞群間的遺傳分化程度低，基因流較大，且很少發(fā)生近交。張毅等［11-12］在研究18個(gè)中國(guó)地方水牛品種時(shí)發(fā)現(xiàn)，鹽津水牛的平均等位基因數(shù)（MNA）和預(yù)期雜合度（He）分別為4.17和0.517，德宏水牛分別為6.40和0.609，鹽津水牛和涪陵水牛的遺傳變異最低，而德宏水牛和滇東南水牛的遺傳變異最高；德宏水牛還含有較高的江河型水牛血統(tǒng)，表現(xiàn)為特殊的模式，但比例較低（0.07±0.06），他們也同時(shí)指出應(yīng)該不會(huì)是最近2～3代雜交改良導(dǎo)致的遺傳混合，這有待進(jìn)一步檢驗(yàn)與商榷。

3 云南水牛mtDNA D-loop多態(tài)性

以海口水牛mtDNA D-loop（NC_006295-1）為參照，界定云南水牛mtDNA D-loop序列長(zhǎng)度在909～917 bp之間，云南水牛中性檢驗(yàn)的Tajima’s D值-0.539 1（P> 0.10），符合經(jīng)典的中性檢驗(yàn)。德宏水牛、滇東南水牛和鹽津水牛mtDNAD-loop序列的A、T、G、C含量在品種之間非常接近，（A+T）%含量（58.4%）明顯高于（G+C）%含量（41.6%），符合哺乳動(dòng)物線(xiàn)粒體A/T含量較高的特征；云南水牛的堿基組成與中國(guó)地方水牛也很接近，而引進(jìn)的摩拉水牛和尼里-拉菲水牛60.0%的（A+T）%稍高于沼澤型水牛，差異不大。沼澤型水牛mtDNA D-loop區(qū)PloyG的數(shù)量在5～13個(gè)之間，江河型水牛的則在4～5個(gè)之間，而PloyC的數(shù)量為7～9個(gè)，沼澤型與江河型水牛之間在這兩個(gè)結(jié)構(gòu)上沒(méi)有嚴(yán)格的差異。在105個(gè)多態(tài)位點(diǎn)中，101個(gè)為轉(zhuǎn)換（57 T?C，44 A?G），4個(gè)顛換（1 G?C，2 T?A，1 A?C），表現(xiàn)為明顯的轉(zhuǎn)換替代偏倚，與國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果一致［13-15］；這里轉(zhuǎn)換與顛換的比值為25.2:1，比國(guó)外學(xué)者的報(bào)道17.0:1、9.4:1和4.8:1都低得多［16-17］。

德宏水牛、滇東南水牛和鹽津水牛的單倍型多態(tài)度（H）分別為0.942±0.027、0.877±0.053和0.869±0.032，核苷酸多態(tài)度（Pi）分別為0.013 4±0.004 5、0.010 9± 0.004 6和0.007 8±0.005 1，平均核苷酸差異數(shù)（k）分別為11.889±30.095、9.865±21.419和9.774±13.244；以鹽津水牛的多態(tài)性稍低，估計(jì)鹽津水牛因其分布范圍較小、群體也較小之故?？傮w來(lái)說(shuō)，云南水牛的遺傳多樣性程度保持著較高的多態(tài)水平。

4 云南水牛的起源問(wèn)題

云南水牛所有個(gè)體都聚在沼澤型水牛支系中，與印度、埃及、地中海等地的江河型水牛支系截然分為兩大獨(dú)立的支系。云南水牛在SW-A和SW-B皆有分布，可能屬于2個(gè)母系起源［13-15］，并以SW-A的影響面更大而普遍（81.18%）。然而，盡管云南省地處我國(guó)“西南絲綢之路”的入口［18-20］，在如此重要的一個(gè)歷史性商貿(mào)口岸，我國(guó)西南邊境的水牛，如云南、廣西、貴州、海南等省區(qū)，未曾受到印度水牛的影響或漸滲（數(shù)據(jù)未發(fā)表），未發(fā)現(xiàn)云南水牛個(gè)體在江河型水牛支系中的分布，純屬于沼澤型，因而并非來(lái)自于印度，支持中國(guó)大陸或東南亞起源的假說(shuō)［21］。與云南黃牛的馴化歷史截然不同，云南黃牛是同時(shí)受到了普通牛（Bos taurus）和瘤牛（Bos indicus）的雙重影響［22-23］，受到瘤牛的基因漸滲（gene introgression）。就云南省騰沖縣的檳榔江水牛屬于江河型水牛（2n=50），卻是于500多年前由印度、緬甸邊境貿(mào)易引入的嘎拉牛馴化演變而來(lái)［24-26］。

水?；谖覈?guó)中-東部，南、北方都有發(fā)掘，分布在中更新世到晚更新世地層中［27-28］。劍川縣海門(mén)口（公元前1406—公元前440年）的水?；蜏嬖纯h的“滄源崖畫(huà)”是云南省內(nèi)發(fā)現(xiàn)最早的水牛信息記錄［5，29］。國(guó)內(nèi)關(guān)于水牛拉犁和稻田耕作的傳統(tǒng)看法可能有很大的偏頗，水牛常常被人們與稻田的耕作聯(lián)系在一起，但一直未能找到水?！尽缛咄瑫r(shí)出現(xiàn)的考古證據(jù)。劉莉等［29］從多方面論證了中國(guó)水牛的起源，但始終沒(méi)找到滿(mǎn)意的答案，也許正如她們所始料的，考古對(duì)于家養(yǎng)動(dòng)物的孑遺不夠重視，或者得到的化石尚不能解決目前面臨的問(wèn)題。據(jù)游修齡先生的系統(tǒng)考察，踏耕系百越民族首創(chuàng)，早期的踏耕分布于浙東至閩、粵、滇及越南紅河下游、泰緬南部等處；也許踏耕真是早期耕作技術(shù)的雛形［30-31］。印度的江河型水牛則起源于印度西部Gujarat與Maharastra兩個(gè)地區(qū)的Mehsana、Surati、Pandharpuri等水牛品種，而世界各地的江河型水牛都是由印度次大陸引進(jìn)的［16-17，32］。

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Progress in the Research of Genetic Diversity of Yunnan Buffaloels

WangChunlan1，Li Hongwei2，Qu Kaixing3，et al
（1.Frozen Semen Station ofYunnan Livestock BreedingCenter，Kunming 650212，China；2.Mengzi Extension Station ofAnimal Science and Technology; 3.Yunnan AcademyofGrassland and Animal Science，Kunming 650212，China）

The population of buffalo in Yunnan province is more than 2 600 thousands，ranked secondly in China，distributed mainlyin Dehong，Xishaungbanna，Puer，Zhaotong，Honghe，Wenshan，Dali and suburban counties ofKunmingcity.The three main buffalobreeds in Yunnan are Dehongbuffalo，Diandongnan buffaloand Yanjin buffalo.In this paper，the progress in the research of genetic diversity of Yunnan buffalo was summarized，it could be concluded that the buffalo belonged to swamp buffalo with high polymorphism，and originated fromChina or the mainland ofSoutheast Asia，not introduced fromIndian.

Yunnan buffalo;swamp buffalo;genetic diversity

S823.8

A

2095-3887（2015）06-0049-03

10.3969/j.issn.2095-3887.2015.06.016

2015-07-01

云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃（2007C130M）；國(guó)家肉牛牦牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)（CARS-38）

王春蘭（1970-），女，畜牧師。

亐開(kāi)興（1975-），男，副研究員，博士，主要從事動(dòng)物遺傳育種工作。