鵪鶉遺傳多樣性研究進(jìn)展

吳勝軍，龐有志

（1.河南省畜牧總站，河南鄭州450008；2.河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院，河南洛陽471003）

鵪鶉遺傳多樣性研究進(jìn)展

吳勝軍1，龐有志2

（1.河南省畜牧總站，河南鄭州450008；2.河南科技大學(xué)動物科技學(xué)院，河南洛陽471003）

遺傳多樣性能夠反映出一個物種或某一品種的所有遺傳信息，即通過遺傳標(biāo)記來反映品種遺傳多樣性豐富程度，并確定品種遺傳資源獨特性程度。文章綜述了半個世紀(jì)以來國內(nèi)外鵪鶉遺傳多樣性研究進(jìn)展，分析其遺傳多樣性，目的是為鵪鶉新品系的培育及鵪鶉遺傳資源的評價、保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。

鵪鶉；遺傳標(biāo)記；遺傳多樣性

鵪鶉是重要的生產(chǎn)動物和實驗動物，具有生長快、適應(yīng)性強、成熟早、產(chǎn)蛋多、生長周期短、生產(chǎn)性能高等特點，其蛋和肉都有較高的營養(yǎng)價值和保健價值，國際養(yǎng)禽業(yè)都很重視鵪鶉的育種和生產(chǎn)，鵪鶉業(yè)被譽為21世紀(jì)禽業(yè)的未來。鵪鶉養(yǎng)殖因其投資小，占地少，生產(chǎn)性能高，非常適合資金有限的地區(qū)和農(nóng)村飼養(yǎng)，是很有市場前景的特色養(yǎng)殖項目。鵪鶉作為實驗動物廣泛用于營養(yǎng)學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、繁殖學(xué)和藥理學(xué)等領(lǐng)域的研究，日本、美國、西班牙、意大利等國家都培育出了不少的實驗用鵪鶉群體。

在使用鵪鶉作為試驗動物的遺傳學(xué)研究領(lǐng)域中，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)從形態(tài)多樣性、染色體多態(tài)性、血型和蛋白質(zhì)多態(tài)性以及DNA多態(tài)性等幾個方面進(jìn)行了大量的遺傳多樣性研究，本文主要論述過去幾十年里鵪鶉遺傳多樣性的研究進(jìn)展。

1 形態(tài)多樣性

對鵪鶉形態(tài)學(xué)突變的研究主要集中在20世紀(jì)60～90年代，Shimakura在1940年報道了第一個羽色突變型鵪鶉——白帶褐色斑（brown-splashed white），并提出用鵪鶉作為一種實驗動物具有很大的優(yōu)勢[1]。然而他發(fā)表的這篇文章是用日語表述，發(fā)表在日本一個期刊上，他的提議并沒有在世界范圍內(nèi)得到認(rèn)可。大約二十年后，Padgett等[2](1959)和Wilson等[3](1961)再次提出日本鵪鶉作為一種實驗室研究動物的優(yōu)勢，從此以后，日本鵪鶉作為實驗動物被廣泛應(yīng)用。在利用鵪鶉羽色做為遺傳學(xué)研究的領(lǐng)域中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了大量的突變體。1960～2000年間對新發(fā)現(xiàn)的羽色突變體報道和研究的非常多，如Homma等[4-6]通過對不同羽色突變體鵪鶉進(jìn)行研究，于六十年后期通過發(fā)表幾篇論文分別對黃羽（Yellow-feathered）鵪鶉、白化（perfect albinism）和不完全白化（imperfect albinism）鵪鶉和銀白色（silver-feathered）鵪鶉進(jìn)行了詳細(xì)的報道，并指出白化基因位于性染色體上。Minezawa等[7]對發(fā)現(xiàn)的胚胎黑(black at hatch)羽色突變體進(jìn)行了研究報道。Chikamune等[8-9]在1978、1979年報道了日本鶴鶉白羽、黑羽與黃羽的遺傳關(guān)系，指出白羽、黑羽與黃羽雜交，其后代顏色包括野生型、白色、黑色、黃色、黑白色、褐白色、紫色。Truax等[10]在1979年詳細(xì)報道了18種日本鵪鶉羽色的突變型。Fulton等[11]在1982年報道了深棕色鵪鶉突變體。Tsudzuki等[12]在1987年報道了紫羅蘭色（Pansy）羽色突變體。Nichols等[13]在1988年報道了淺黃褐色（Fawn）鵪鶉羽色突變體。S.Ito等[14]在1994首次報道了由常染色體上突變引起的橘黃色（Orange）鵪鶉羽毛突變體，并提出這個突變體與半致死基因相關(guān)。Tsudzuki等[15，16]在1995年發(fā)現(xiàn)了淡底色（Light down）鵪鶉羽毛突變體，并提出這個突變體與致死基因相關(guān)，又在1996年報道了淺黃褐色-2鵪鶉羽色突變體，指出這個突變體是由常染色體上基因控制。龐有志等[17]證實了朝鮮鵪鶉（栗羽）及其突變體北京白羽和中國黃羽的羽色遺傳關(guān)系，白羽和黃羽分別是朝鮮鵪鶉（栗羽）在Z染色體B/b和Y/y基因座位上發(fā)生隱性突變的結(jié)果，遵循伴性遺傳規(guī)律。栗羽、白羽和黃羽三種羽色的出現(xiàn)取決于兩基因座間的互作，B為有色基因，b為白化基因，B對b為顯性，該對基因不控制任何性狀，只與羽毛色素的合成有關(guān)，公母鶉只要含有B基因即表現(xiàn)有色羽。栗羽和黃羽為一對相對性狀，分別受Y和y基因控制，兩種羽色的表現(xiàn)取決于有色羽基因B的存在，B與Y和y相互作用分別產(chǎn)生栗羽和黃羽，b基因基因純合（公鶉）或單一存在（母鶉）時，對Y和y具有隱性上位作用即表現(xiàn)白羽。這一研究結(jié)果為我國蛋用鵪鶉自別雌雄配套系的推廣提供了重要的理論依據(jù)[18]。

2 染色體多態(tài)性

禽類染色體數(shù)目眾多且大部分為微小染色體。微小染色體容易發(fā)生羅伯遜易位，比較容易隨滴片液漂流而丟失，此外染料顆粒及雜質(zhì)也容易與之混淆，這些都給禽類的染色體記數(shù)帶來一定困難。根據(jù)多數(shù)研究結(jié)果，鵪鶉體細(xì)胞染色體數(shù)Zn=78，10對大染色體(包括1對性染色體)和29對微小染色體，微小染色體都為端著絲粒(T)染色體，性染色體為大染色體，Z染色體具有中央著絲粒，為第四大染色體，W染色體具有近端著絲粒[19，20]。由于鳥類的染色體在進(jìn)化上比較保守，多數(shù)鳥類的染色體具有相似核型和帶型，目前鵪鶉染色體多態(tài)性的研究主要用于探討種間和品種間的分化上，在用于評價品種內(nèi)遺傳多樣性和標(biāo)記經(jīng)濟性狀等方面還沒有突破性進(jìn)展。

3 血型和蛋白質(zhì)多態(tài)性

血型和蛋白質(zhì)多態(tài)性以對日本鵪鶉的研究最多，20世紀(jì)60～80年代，對生物化學(xué)性狀(如：同功酶)和免疫學(xué)性狀(如：血型)方面開展了研究，這在20世紀(jì)70年代達(dá)到了頂峰。國內(nèi)外很多學(xué)者對家養(yǎng)和野生鵪鶉的血液、卵白、臟器等中的蛋白質(zhì)及酶的遺傳多態(tài)性進(jìn)行了研究[21，22]。龐有志等[23]（2006）年利用垂直板聚丙烯酰胺凝膠電泳法對蛋用朝鮮龍城系栗羽鵪鶉及其突變系白羽和黃羽鵪鶉的紅細(xì)胞和血漿酯酶的遺傳多態(tài)性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：紅細(xì)胞酯酶Es-Ⅰ、Es-Ⅲ和血漿酯酶Es-3、Es-4均存在遺傳多態(tài)性。

4 DNA多態(tài)性

在鵪鶉上，在ASIP基因Y位點呈現(xiàn)多態(tài)性，分別導(dǎo)致黃色、淺黃褐色-2和隱性黑色鵪鶉突變產(chǎn)生。顯性關(guān)系為Y×F2﹥Y×Y﹥Y×N﹥Y×RB。其中隱性黑色鵪鶉突變體產(chǎn)生的原因是由ASIP基因Y位點出現(xiàn)8個堿基的一個缺失引起一個移碼改變了最后六個氨基酸，包括一個半胱氨酸殘基，并且移動了正常的終止密碼子[24]。Z染色體上TYRP1基因外顯子3上一個非同義置換T-to-C導(dǎo)致282苯丙氨酸突變成絲氨酸，導(dǎo)致乳酪色鵪鶉突變體產(chǎn)生[25]。鵪鶉Z染色體上SLC45A2外顯子4之前的剪接位點發(fā)現(xiàn)一個突變引起一個G→T的顛換，從而引起白羽鵪鶉的出現(xiàn)，外顯子1中發(fā)現(xiàn)另外一個突變，引起nt 287(Ala72Asp)上G→A的一個轉(zhuǎn)變產(chǎn)生了棕色鵪鶉[26]。2011年趙淑娟等[27]對突變體黑羽鵪鶉MHC classⅠ基因第4個外顯子296bp的基因片段進(jìn)行多態(tài)性分析顯示，該片段上有18個突變位點，計算其雜合度，多態(tài)信息含量可知，這18個位點均為多態(tài)基因座，其中6個位點導(dǎo)致了氨基酸的改變。

5 鵪鶉微衛(wèi)星多樣性研究

5.1 鵪鶉遺傳連鎖圖的構(gòu)建進(jìn)展20世紀(jì)90年代，現(xiàn)代分子技術(shù)開始應(yīng)用于鵪鶉基因組的研究。2003年Roussot等[28]利用新發(fā)現(xiàn)的許多擴增性片段長度多態(tài)性(AFLP)標(biāo)記建立了以AFLP的41個連鎖群(39條常染色體、Z和W染色體)的連鎖圖，這張連鎖圖以AFLP標(biāo)記為基礎(chǔ)，總長度為1516 cM，分子標(biāo)記的數(shù)量為258個，標(biāo)記間的平均距離為7.6cm。2004年Kayang等[29]在以鵪鶉基因組中發(fā)現(xiàn)的100個微衛(wèi)星標(biāo)記的基礎(chǔ)上建立了含有72個微衛(wèi)星標(biāo)記的第一代微衛(wèi)星連鎖圖，這個鵪鶉連鎖圖譜的總長度是576cm，位點間的平均距離是10cm。2006年，Kayang[30]將第一代微衛(wèi)星連鎖圖和Roussot建立的連鎖圖整合到一個總長為904.3cM，兩個位點之間的平均距離為9.7cm連鎖圖中。Kayang等[30]通過雞和鵪鶉兩個物種之間的比較定位，把鵪鶉的染色體(CJA)標(biāo)記到雞的染色體上(GGA)，鵪鶉的CJA01到07、09、10、13、14、18、20、27和Z染色體分別對應(yīng)到雞的CJA01到07、09、10、13、14、18、20、27和Z染色體上。

Kikuchi等[31]（2005）以大量的AFLP標(biāo)記和幾個與鵪鶉直系同源雞的微衛(wèi)星標(biāo)記為基礎(chǔ)建立了第二張遺傳連鎖圖，同年，Mannen[32]將自己在cDNA序列上發(fā)現(xiàn)的微衛(wèi)星標(biāo)記定位在第二張遺傳連鎖圖上。2005年Miwa等[33]用80個微衛(wèi)星位點、兩個羽色位點（Bh和Y）、三個血液蛋白位點（Tf，Hb-1和Pa-1）進(jìn)行連鎖分析，最后用5個經(jīng)典的標(biāo)記和69個微衛(wèi)星標(biāo)記建立了包括14條常染色體和Z染色體在內(nèi)的一個基因連鎖圖譜。這個基因連鎖圖總長度為921cm，兩個位點間平均距離為11.8cm。

5.2 鵪鶉功能基因定位和QTL研究進(jìn)展微衛(wèi)星標(biāo)記從分子水平上跟蹤基因組中各染色體區(qū)段或位點的遺傳規(guī)律，結(jié)合性狀表現(xiàn)型的遺傳規(guī)律，確定與某一性狀的連鎖關(guān)系，并利用微衛(wèi)星標(biāo)記位點和某些功能基因位點或QTL間的連鎖關(guān)系，可將一些功能基因或QTL定位在染色體上或連鎖群中。微衛(wèi)星DNA標(biāo)記可將控制家禽某一數(shù)量性狀的微效多基因一一定位到特定的染色體上，通過分析各QTL的效應(yīng)和互作關(guān)系分析，可能將發(fā)現(xiàn)更多的新結(jié)構(gòu)基因和功能基因，從而實現(xiàn)從表型育種到基因型選擇育種的轉(zhuǎn)變。2005年Miwa等[34]利用三個微衛(wèi)星引物GUJ0071、GUJ0097和GUJ0061分別把三個血液蛋白位點Tf、Hb-1和Pa-1定位在QL08、CJA14和QL13染色體上，微衛(wèi)星引物GUJ0071、GUJ0097和GUJ0061和血液蛋白位點Tf、Hb-1和Pa-1之間的LOD值分別為3.80、5.44和28.9。2005年Miwa等[34]利用三個微衛(wèi)星引物GUJ0056、GUJ0013和GUJ0077把引起胚胎黑突變體的基因（Bh）定位在日本鵪鶉的1號染色體上(CJA01)，三個微衛(wèi)星標(biāo)記和胚胎黑基因位點（Bh）的順序是GUJ0077-GUJ0056-Bh-ADL0037，三個微衛(wèi)星標(biāo)記GUJ0056、GUJ0013、GUJ0077和胚胎黑基因位點（Bh）的LOD值分別為7.99、3.34、4.30；利用微衛(wèi)星引物GUJ0083把引起黃羽突變體的基因（Y）定位在QL10(GGA20)號染色體上，Y位點和微衛(wèi)星引物GUJ0083的LOD值為9.26。Miwa等[34]在2006年的研究中利用微衛(wèi)星引物GUJ0026和ABR0544把引起熊貓色突變體的基因（S）定位在CJA04（Q09）上，通過和雞的基因圖譜比較，得出S位點位于雞的GGA4染色體上10.0～14.5Mb區(qū)域之間，這兩個微衛(wèi)星位點和熊貓色突變體的基因（S）的順序關(guān)系是GUJ0026-S-ABR0544。2006年Minvielle等[35]利用Kayang發(fā)現(xiàn)的微衛(wèi)星標(biāo)記對13個與生長、飼料消化量、產(chǎn)蛋量、強直靜止對數(shù)以及體溫有關(guān)的性狀進(jìn)行QTL分析。他們發(fā)現(xiàn)了5個性狀的重要QTLs，即：蛋直徑（CL）和CJA01上GUJ0055具有相關(guān)性。蛋殼重量（SW）和CJA01上GUJ0062-GUJ0068，CJA20上的GUJ0065-GUJ0083具有相關(guān)性。產(chǎn)蛋數(shù)（EN）、和染色體上CJA06上面GUJ0087具有相關(guān)性。采食量（FI）和CJA01上GUJ0052，CJA20上的GUJ0065-GUJ0083具有相關(guān)性。剩余采食量（RFI）和CJA20上的GUJ0083具有相關(guān)性。

5.3 鵪鶉遺傳多樣性估計2004年王惠影等[36]選擇了鵪鶉10個微衛(wèi)星標(biāo)記位點，對微山湖地區(qū)分布的40只野生日本鳴鶉和揚州地區(qū)40只家養(yǎng)鵪鶉進(jìn)行研究，結(jié)果表明在所研究的10個微衛(wèi)星位點中共有6個微衛(wèi)星位點處于高度多態(tài)，表現(xiàn)出豐富的多態(tài)性，3個微衛(wèi)星位點屬于中度多態(tài)性位點，實驗共發(fā)現(xiàn)了40個等位基因，平均每個微衛(wèi)星位點有4個等位基因，兩鵪鶉群體內(nèi)平均雜合度為0.5932，總?cè)后w平均雜合度為0.6060，基因分化系數(shù)為0.0211，表明兩個鵪鶉群體間的親緣關(guān)系很近。2005年常國斌等[37]運用微衛(wèi)星DNA標(biāo)記對我國微山湖地區(qū)分布的野生日本鳴鶉，河南安陽地區(qū)分布的野生普通鵪鶉，江蘇揚州地區(qū)家鶉群體的遺傳多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，野生普通鵪鶉群體遺傳多樣性最豐富，每個座位平均檢測出4.67個等位基因，群體多態(tài)信息含量和平均雜合度分別為0.5732和0.6621；家鶉群體多態(tài)信息含量和平均雜合度最低，分別為0.5467和0.5933；野生日本鳴鶉介于兩者之間；在3個鵪鶉群體中野生日本鳴鶉與家鶉群體遺傳多樣性差異程度相對較小。2006年O lowofeso等[38]在DNA水平上檢測了華東地區(qū)4個親源關(guān)系不同的鵪鶉群體的3個微衛(wèi)星座位，每一位點均檢測到4～5個等位基因，各位點的基因多態(tài)比例接近100%。4個鵪鶉基因平均雜合度為(0.4627±0.03)～(0.6345± 0.05)，平均多態(tài)信息含量為0.3767～0.5713，聚類分析表明，華東地區(qū)鵪鶉群體間存在高水平的遺傳變異，微衛(wèi)星標(biāo)記檢測鵪鶉群體間的遺傳多樣性非常合適。2007年Amirinia等[39]利用8個微衛(wèi)星位點分析伊朗四個鵪鶉群體的多態(tài)性，4個群體測得的雜合度在0.113～0.654之間，8個微衛(wèi)星位點在4個群體中平均PIC是0.764，每個位點的有效等位基因數(shù)都在3.35（GUJ001）到6.76（GUJ0059）之間，除了Panda中的GUJ0041位點外（PIC＝0.427），所有的微衛(wèi)星位點都是高信息含量（PIC＞0.5），除了GUJ001和GUJ0041分別在Panda和Tuxedo群體中為沒有多態(tài)性外，其他的位點在鵪鶉群體中都具有多態(tài)性。2007年孟慶美等[40]選用12個微衛(wèi)星位點，對隨機選取朝鮮鵪鶉的40個體進(jìn)行多態(tài)性檢測，結(jié)果表明這12個微衛(wèi)星位點的多態(tài)性都是較高的，12個微衛(wèi)星位點中總共檢測到55個等位基因，每個微衛(wèi)星座位平均等位基因數(shù)為4.58個。朝鮮鵪鶉群體平均多態(tài)信息含量和平均雜合度分別為0.6945和0.7111，這兩個指數(shù)充分說明了朝鮮鵪鶉是一個多態(tài)性豐富的群體。2010年吳勝軍等[41]選用9個微衛(wèi)星位點，對隨機抽取朝鮮鵪鶉75只（♂40只，♀35只）進(jìn)行多態(tài)性檢測發(fā)現(xiàn)9個微衛(wèi)星座位共檢測出44個等位基因，平均每個座位檢測到4.89個等基因。平均雜合度為0.7096，平均多態(tài)信息含量為0.6639，檢驗表明，9個微衛(wèi)星座位的基因分布均處于Hardy-weinberg不平衡狀態(tài)。

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Progress in the study of genetic diversity of Quail

WU Sheng-jun，PANG You-zhi
(Animal husbandry station of henan province,College of Animal Science and Technology,Henan University of Science and Technology,Luoyang 471003,China)

Genetic diversity can reflect all the genetic information of a species or a vari-ety,namely, it reflects the richness of genetic diversity and confirms the degree of uniqueness of genetic resources through genetic markers.This article describes the progress in the study on genetic diversity of quail in the last 50 years.The objective of the study is to provide scientific basis for the cultivation of quail lines,evaluation of quail genetic resources,conservation and utilization.

quail；Microsatellites；Genetic diversity

S839.2

A

1673-1085（2016）03-0047-06

2016-02-05