狮头鹅_莱茵鹅和灰雁mtDNARFLP分析

狮头鹅_莱茵鹅和灰雁mtDNARFLP分析 () V o l. 21, N o. 2 第21卷2期自然科学版安 徽 师 大 学 报 () 1 9 9 8年6月Jo u rna l o f A nh u i N o rm a l U n ive r sity N a tu ra l Sc ience J un. 1 9 9 8 3 分析狮头鹅、莱茵鹅和灰雁 m tD NA RFL P 3 3 郝家胜周开亚 ( ) 南京师范大学生物系, 南京, 210097 摘要用 、 、、V 、, 、、、、I II I I I B am H B g lE coR E coR H in d H p a M lu P st P vu 、 、 、、等13种限制性内切酶对狮头鹅、莱菌鹅和灰雁的 II I ? ?SacSacSca Sm a () 线粒体 进行了单酶消化. 结合我们前期的工作, 结果明: 狮头 DN A m tDN A 鹅和中国鹅其他几个品种的限制性类型完全相同; 莱茵鹅和郎德鹅的限制性类 型也完全一致; 狮头鹅和莱茵鹅间, V 、I 的限制性类型存在差异; 狮头 E coR Sca 鹅和灰雁间, I 的限制性类型不同; 而莱茵鹅和灰雁间, V 、I 的限Sca E coR Sca 制性类型也不同. 提示: 狮头鹅是中国鹅的品种之一, 可能由鸿雁驯化而来; 莱茵 鹅和郎德鹅可能由同一种雁驯化而来, 但尚不能确定其为灰雁. 关键词 线粒体 DN A R FL P 狮头鹅 莱茵鹅 灰雁 ()鹅是一类具有较高经济意义的家禽. 据文献记载, 中国鹅是由鸿雁 A n se r cygno ide s 1, 2 () () 驯养而来, 而欧洲鹅 如莱茵鹅、郎德鹅等是由灰雁 驯养而来.A n se r an se r 高等动物的 是一类分子量较小的双链环状 分子, 其基因组结构简单、 m tDN A DN A 稳定、进化速度快且呈严格的母系遗传, 因而它是分析动物种内和种间遗传变异的良好实 () 验材料. 本文运用 的限制性片段长度多态性技术 对狮头鹅、莱茵鹅和灰 m tDN A R FL P 雁进行了比较分析, 同时结合前人的有关工作, 以期探讨狮头鹅、莱茵鹅的起源问题以及 中国鹅、鸿雁、欧洲鹅、灰雁以及若干其他雁属和黑雁属鸟类的系统发生关系.1 材料与方法 ()() () 1. 1 材料 取得狮头鹅 雄性成体、莱茵鹅 雄性成体和灰雁 雌性成体各1只, 2只的 心脏和肝脏, 实验动物分别来自广东汕头市畜禽原种研究所、南京市畜牧兽医站种鹅场和 南京市玄武湖动物园. 1. 2 试剂限制性内切酶 、 、、V 、, 、、、I II I I B am H B g lE co k E co k H in d M lu P st P vu、I 、I 、I 为华美生物工程公司产品; I 、 为 公司产品; ? ?SacSca Sm a H p a SacP rom ega 蛋白酶 为公司产品; 为 进口分装; 其余试剂均为国产分析纯.K M e rck SD S Se rva 1. 3 3 的方法修改如下: 取4 克于- 20?保存的心参照文献 的提取与纯化 M tD NA 脏 或肝脏组织, 用等渗缓冲液充分匀浆; 1200×离心30分钟以去除细胞核及细胞碎片; g () 上清液以1 0 0 0 0×离心3 0 分钟以沉淀线粒体; 倾去上清液加缓冲液 7. 8 、蛋白g T E pH 酶 、各适量于60?温育45分钟以裂解线粒体; 加 适量以5000×离心10分钟以 KSD S KC l g 的粗制沉淀蛋白质及细胞膜碎片; 上清液以酚和氯仿抽提, 无水乙醇沉淀即得 m tDN A品. 将此溶于 缓冲液中, 加的 适量于37?温育30分钟以去除 DN A T E DN a se f ree RN a se () 酚和氯仿抽提、乙醇沉淀; 晾干后溶于 缓冲液 8. 0中, - 20?保存备用.; RN A T E pH 1. 4 限制性内切酶消化和琼脂糖凝胶电泳 酶切反应按厂商推荐的条件进行, 反应完成 () 后, 样品以0. 8% 琼脂糖凝胶电泳分离, 溴化乙锭 染色, 紫外透射仪观察并拍照.EB 1. 5 数据处理及统计分析 以 ΚDN A ƒH in d , 为分子量标记, 根据其泳动距离作曲 () 线, 计算各酶解片段的分子量; 运用 和 的方法, 计算各单倍型间的位点共享 1979N e i L i () () () 度 和遗传距离 ; 运用分子进化遗传 F P M E GA m o lecu la r evo lu t io n gen e t ic s an a ly sis分析软件以 法和 法构建聚类图.U P GM A N J () 其中,F = 2N x y ƒN x + N y , 1ƒr 2 1ƒ2 ) (F } ,P = 1 - { F + 8F - 式中, N x y 为 X 和 Y 类型间所共有的片段数, N x , N y 分别为 X 、Y 类型的片段数, r 为 限制性内切酶的识别位点数. 2 结果 2. 1 的限制性片段大小及限制性类型 经观察和计算, 13种限制性内切酶所产 M tD NA 生的限制性片段大小及限制性类型见表1. 其中, 11种酶在所有受检种类中的限制性类型 完全相同, 2 种酶出现差异, 狮头鹅为 V —、—型, 莱茵鹅为 V —、 I E coR A Sca AE coR B () I —型, 灰雁为 V —、I —型 图1.ScaB E coR A Sca C 表1限制性片段大小及限制性类型 ( ) 酶物种 品种限制性片段大小限制性类型 12. 8, 4. 1 P am H A I I5. 4, 4. 7, 2. 8, 1. 7, 1. 3, 0. 9 B g l A I12. 5, 2. 8, 1. 4 E coR A V 9. 6, 7. 2 E coR 狮头鹅, 灰雁A 莱茵鹅 无切点 B 5. 6, 3. 8, 3. 0, 2. 4, 2. 0 H ind, A 6. 8, 4. 5, 2. 4, 2. 0, 0. 5, 0. 3 I A H p a 16. 8 I A M lu 8. 3, 6. 8, 1. 7 P stI A 16. 8 ? P vuA 14. 3, 2. 6 I SacA 13. 4, 3. 4 ?Sac A 6. 7, 4. 6, 2. 8, 1. 6, 0. 7, 0. 4 ISca A 狮头鹅 莱茵鹅 6. 7, 3. 9, 3. 5, 1. 6, 0. 7, 0. 4 B 灰雁 6. 7, 5. 1, 2. 3, 1. 6, 0. 7, 0. 4 C 无切点 A Sm a I ( ) 134 安 徽 师 大 学 报 自 然 科 学 版 1998年 ( )图1 各物种 的 V , 的限制性片段电泳图谱 其中, : 分子量标记, : 狮头鹅, : 莱茵鹅, : 灰雁 Im tDN A E coR ScaM abc 2. 2 各类型间的片段共享度和遗传距离见表 2. 表2 片段共享度及遗传距离 F P 狮头鹅莱茵鹅灰雁\ 0. 014 0. 013 狮头鹅 莱茵鹅 0. 784 0. 006 灰 雁 0. 896 0. 808 2. 3 聚类分析 用 M E GA 分析软件以 U P G2 图2 狮头鹅、莱茵鹅和灰雁的聚类图 法和 法进行聚类, 结果如图2.M A N J 3 讨论 4 可见, 狮头鹅 和中国鹅其他品种 的限制性类型完全相同. 可以 m tDN A m tDN A s 相信, 狮头鹅和中国鹅的其他品种具有相同的母系起源, 即它们都是由鸿雁驯化而来, 其 体型较大和其他一些独特体征, 可能与驯养过程中人工的持续选育有关. 4 莱茵鹅和郎德鹅的限制性类型也完全相同, 提示这二个原产欧洲的鹅品种具有相 同的母系起源. 文献记载, 它们是由灰雁驯养而来, 但我们的结果却对这一观点提出了质 () 疑: 2种酶 V , I 的限制性类型在二者间并不相同.E coR Sca 5 的进化速率—2% 的碱基替换ƒ百万年, 莱菌鹅和灰雁间的然而, 根据鸟类 m tDN A () 遗传距离 0. 006, 推算出它们之间的分化年限为30万年左右, 这介于雁形目鸟类亚种间 6 的分化范围. ( ) () ()(同 时, 结 合 等 1987的 有 关 雁 属 的 细 嘴 雁 . 、雪 雁 . Sh ie ld s a A n se rAro ssiA )() () (、白额雁 . 和黑雁属 的加拿大雁 . cae ru le scen sAa lb if ro n s f ro n ta lisB ran taBcan aden2 ())、黑雁 . 的分析结果, 将此结果和我们 sis m ax im a Bb e rn ic la n ig ro can sm tDN A R FL P s 的并入一起, 根据各物种间的多态性片段的数据计算出它们间的遗传距离, 用分 M E GA 子进化遗传分析软件进行聚类, 结果都显示, 莱茵鹅和灰雁间有较近的亲缘关系, 它们先 ( )聚在一起, 之后和鸿雁聚在一起, 然后再和雁属和黑雁属的其他鸟类聚在一起 图3. 提 示: 莱茵鹅和郎德鹅是由灰雁驯化而来的可能性仍然存在, 少数酶的限制性类型出现差 异, 或许是酶的限制性位点处存在着突变热点, 也可能在灰雁被驯化之前, 就存在着遗传 ()() 图3 狮头鹅 中国鹅、鸿鹅、莱茵鹅 郎德鹅、灰雁和其他雁属及黑雁属鸟类的聚类图 4 参考文献 陈育新, 曾凡同. 中国水禽. 北京: 农业出版社, 1987 1 郑作新. 脊椎动物分类学. 北京: 农业出版社, 1964 2 秦树臻. 太湖猪核 和线粒体 遗传变异的研究. 南京师范大学博士学位论文, 1994DN A DN A 3 郝家胜, 周开亚. 中国鹅、鸿雁和郎德鹅的线粒体 多态性分析. 中国动物遗传育种研究—— 第八次全国动物 DN A 4 遗传育种学术讨论会论文集. 北京: 农业科技出版社, 1995 () , . . , 1987 , 24: 212,Sh ie ld s G F W ilso n A CC a libe ra t io n o f m ito cho nd r ia l DN A evo lu t io n in gee seJ M o l E vo la 217 5 () , . . Sh ie ld s G F W ilso n A CSub sp ec ie s o f canada goo se B ran ta canaden sish ave d ist inc t m ito cho nd r ia l DN A ’ s() , 1987 , 41: 662, 666E vo lu t io nb 6 , . . N e i M L i W HM a th em a t ic m o de l fo r study ing gene t ic va r ia t io n in te rm s o f re st r ic t io n endo nuc lea se sP ro c N a t l , 1979, 76: 5269, 5273A cad Sc i 7 ( ) 136 安 徽 师 大 学 报 自 然 科 学 版 1998年 M ITOCHO ND R IAL D NA RFL P A NALY S IS O F DOM EST IC , CH INESE GOO SE SH ITO U BREED DOM EST IC EURO PEA N GOO SE RH IN BREED A ND W ILD GREYL A G GOO SE H ao J ia sh en g Zho u K a iya (), , 210097, , D ep a r tm en t o f B io lo gyN an jing N o rm a l U n ive r sityN an jingPRC 13 A bstra c t M ito cho n d r ia l DN A R FL P an a ly se s w e re p e rfo rm ed w ith re st r ic t io n en 2 , , , V , , , , , , : I II I I I do n u c lea se sB am H B g lE coR E coR H in d H p a M lu P st P vu , ? Sac I , Sac ? , Sca I an d Sm a I . T h e re su lt s com b in ed w ith o u r fo rm e r w o rk show : Sh ito u b reed sh a re th e sam e re st r ic t io n p a t te rn s w ith o th e r b reed s o f dom e st ic ; , C h in e se goo seO f th e dom e st ic E u rop ean goo seR h in b reed h a s ex ac t ly th e sam e w ith ; V I L an da ise b reedT h e re st r ic t io n p a t te rn s o f E coR an d Scaa re d iffe ren t b e tw een Sh i2 , , to u b reed an d R h in b reed an d a lso b e tw een R h in b reed an d g rey lag goo seth e re st r ic2 t io n p a t te rn o f Sca I a re d iffe ren t b e tw een Sh ito u b reed an d g rey lag goo se. A ll th e se re2 : , su lt s m eanSh ito u b reed is o n e o f th e dom e st ic C h in e se goo sean d w a s dom e st ica ted ; f rom sw an goo seR h in b reed an d L an da ise b reed o f th e dom e st ic E u rop ean goo se w e re .dom e st ica ted f rom th e sam e sp ec ie s o f goo se w h ich is p ro b ab ly no t g rey lag goo se Key word s m ito cho n d r ia l DN A R FL P dom e st ic C h in e se goo se Sh ito u b reed dom e st ic E u rop ean goo se R h in b reed g rey lag goo se