基于mt DNA D-loop区序列的野绵羊与新疆地方绵羊的系统发育研究

王世锋，谢 芳，詹建立，王玉涛*，张秀英

(1.喀什师范学院生物与地理科学系 叶尔羌绿洲生态与生物资源研究重点实验室，新疆 喀什 844000；2.四川幼儿师范高等专科学校，四川 江油 621709)



科学研究

基于mt DNA D-loop区序列的野绵羊与新疆地方绵羊的系统发育研究

王世锋1，谢 芳2，詹建立1，王玉涛1*，张秀英1

(1.喀什师范学院生物与地理科学系 叶尔羌绿洲生态与生物资源研究重点实验室，新疆 喀什 844000；2.四川幼儿师范高等专科学校，四川 江油 621709)

为研究新疆绵羊的起源以及野生绵羊对新疆地方绵羊品种的遗传贡献，采用生物信息学的方法研究野生绵羊与新疆地方家绵羊的亲缘关系，结果表明：塔什库尔干羊、巴什拜羊、哈萨克羊均起源A、B、C三个世系，与东方盘羊关系较近，而和田羊、阿勒泰羊单独聚为一类，可能为D进化支，且与盘羊关系较近。

野绵羊；家绵羊；系统发育

绵羊是人类较早驯化的家养动物，是许多国家主要的家畜品种。许多野生品种如摩佛伦羊(Ovis musimon)、乌利尔羊(Ovis vignei)、和盘羊(Ovis ammon)都曾经被认为是家绵羊的祖先，或者至少对某些品种的形成具有一定的贡献。对家绵羊mt DNA分析显示其有不同的母系起源，并且认为羱羊和盘羊对绵羊的进化过程没有贡献，而欧洲摩佛伦羊被认为是家绵羊共同的祖先[1]。同时排除了赤羊和盘羊作为家绵羊祖先的可能性，而最新研究报道家绵羊可能至少存在3个母系起源，即欧洲B系，亚洲A系，还有C系，推测摩佛伦羊是B世系群现代绵羊的野生祖先，但是A、C世系的野生祖先至今尚不清楚[2]。

关于家绵羊母系起源，已报道有5个进化枝，命名为A、B、C、D、E进化枝。Meadow等[3]认为C、D和E进化枝与野生羊有关，因野生绵羊曾入侵(基因渗入)家养绵羊。郭军[4]研究推测世系C来源于中亚，具体位置在我国的新疆及其周边地区。因此研究新疆地方绵羊与野生绵羊的系统发育对绵羊起源进化具有特殊的意义。

新疆地处欧亚大陆中心，是欧亚两大洲东西交通要道，欧亚畜禽品种不断传入新疆，新疆是畜禽品种资源(特别是绵羊)最丰富的地区之一。为进一步研究新疆绵羊的起源以及野生绵羊对新疆地方绵羊品种的遗传贡献，本文通过查找、搜集有关绵羊和野生绵羊mt DNA D-loop序列，结合国内外学者的研究成果，对新疆地方绵羊的母系起源进行进一步深入研究，这对于新疆地方绵羊的合理利用和开发提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 收据收集

通过相关文献[1-2,5]和NCBI GenBank查找有关新疆地方绵羊和野生绵羊的mt DNA D-loop序列，序列信息见表1。

1.2 数据分析

使用Clustal W2软件对65个mt DNA序列进行了比对分析，系统发生和品种间的遗传距离(p-distance)分析使用MEGA 6.06软件分析计算。A世系、B世系、C世系共计5个序列作为绵羊世系分类的标准。

利用 No. of difference 模型构建 Neighbor-Joining(NJ)系统树，并对拓扑图进行了自展检验(Bootstrap) , 重复抽样次数为1 000次。利用p-distance模型计算群体遗传距离。根据群体间遗传距离，利用R语言软件构建聚类树。

表1 绵羊mt DNA D-loop序列信息

2 结果

2.1 构建系统发育树

基于mt DNA序列，采用NJ法构建系统发育树，结果见图1。

由图1看出，新疆地方绵羊至少有3种母系起源，分别是世系A、B和C。阿勒泰羊和和田羊进化支可能是世系D，与盘羊关系较近。摩弗伦羊与世系B聚在一起，说明很有可能是世系B的野生祖先，与前人研究结果一致[1-3]。另外发现了阿勒泰羊、和田羊在D进化枝上。

在分子水平，没有发现盘羊、乌利尔、东方盘羊对新疆绵羊有遗传贡献的证据，这与国内外学者的研究结果一致。

2.2 不同绵羊群体间的遗传距离

通过MEGA 6.06软件计算不同群体间的遗传距离，结果见表2。

2.3 不同绵羊群体间的聚类树

基于不同群体间遗传距离，采用R语言构建群体间聚类树，结果见图2。

图1 新疆5个地方绵羊品种与野生羊NJ系统发育树

表2 不同群体间的遗传距离

图2 基于绵羊不同群体间遗传距离构建的聚类树

由表2、图2可知，塔什库尔干羊与哈萨克羊遗传距离近，阿勒泰羊单独聚为一支，与其他羊关系较远，阿勒泰羊可被认为是不受其他品种影响的绵羊品种[6]，此结果与汤存伟等[7]采用13个微卫星研究新疆地方绵羊遗传关系的结论一致。盘羊与阿勒泰羊、和田羊关系较近，表明和田羊可能有盘羊基因导入，与Zhang等[8]对SRY 基因序列进行分析结果一致；塔什库尔干羊与哈萨克羊聚在一起，其后与巴什拜羊聚在一起，与汤存伟[7]研究结果一致；摩佛伦羊与家绵羊聚在一类，支持摩佛伦羊是家绵羊祖先的结论。

3 讨 论

摩佛伦羊与世系B聚在一起，说明摩佛伦羊是绵羊世系B的野生祖先。世系A被认为是绵羊线粒体D环的亚洲支系，地理位置上与东方盘羊较近，聚类关系亦近，由此推断世系A的野生祖先很可能是东方盘羊，此推断有待进一步研究验证。

阿勒泰羊培育历史表明其是哈萨克羊的分支[6]，但此事实与聚类结果不一致，很可能是由于所分析序列较少的缘故引起，因此有待进一步研究。阿勒泰羊分支很可能是世系D，与盘羊聚类关系较近，由此推断阿勒泰羊和世系D绵羊的野生祖先很可能是盘羊，此推断有待进一步研究确认。另外基于遗传距离聚类，和田羊与盘羊聚类最近，其原因有待进一步研究。

研究发现东方盘羊和乌利尔羊与盘羊相比，与家绵羊有更近的遗传关系，与Bunch等[9]研究结果一致，但与Meadows等[9]研究结果相反，其原因可能由于本研究选取线粒体D环序列，而Meadow采取的线粒体全基因组序列分析而造成。

[1] 赵倩君,关伟军,郭军,等.中国7个绵羊品种mt DNA D-loop区序列的系统发育与起源研究[J].畜牧兽医学报, 2008,39(4): 417-422.

[2] 郭彦斌,刘丑生,王慧,等.利用mtDNA D-loop区研究中国10个绵羊品种的遗传多样性与起源[J].农业生物技术学报,2012, 20(7):799-806.

[3] Meadows J R S, Hiendleder S, Kijas J W.Haplogroup relationships between domestic and wild sheep resolved using a mitogenome panel[J].Heredity,2011(06):700-706.

[4] 郭军.中国部分绵羊品种mtDNA多态性及其遗传分化的研究[D].北京：中国农业科学院,2004.

[5] 罗玉柱,成述儒, BatsuuriLkhagva,等.用mt DNA D-环序列探讨蒙古和中国绵羊的起源及遗传多样性[J].遗传学报,2005,32(12):1 256-1 265.

[6] 牛华锋.十个绵羊品种mtDNA遗传多态性与系统进化研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学,2008.

[7] 汤存伟,余雄,刘武军,等. 新疆13个绵羊群体遗传多样性及遗传分化的研究[J].家畜生态学报,2011,32(1):13-19.

[8] Zhang G, Vahid S M F, Ma Y H, et al. Limited polymorphisms of two Y-chromosomal SNPs in Chinese and Iranian sheep[J].Anim Genet, 2012, 43(4):479-480.

[9] Bunch T D, Wu C, Zhang Y-P, Wang S.Phylogenetic analysis of snow sheep ( Ovis nivicola) and closely related taxa[J].Heredity，2006,9(7):21-30.

mtDNA D-loop-based Phylogenetic Study of Xinjiang Local Sheep Breeds to Wild Sheep

WANG Shi-feng1,XIE fang2,ZHAN Jian-li1,WANG Yu-tao1,ZHANG Xiu-ying1

(1.DepartmentofBiologicalandGeographicSciences,KashgarNormalCollege,theKeyLaboratoryofEcologyandBiologicalResourcesinYarkandOasis,Kashgar,Xinjiang844000 2.SichuanPreschoolEducatorsCollege,Jiangyou,Sichuan621709)

The paper studied the genetic relationship between the wild sheep and Xinjiang local sheep assisted by bioinformatics techniques to investigate the origin of Xinjiang sheep and the heredity contribution of wild sheep to them, and the results showed that Tashikuergan, Bashbay, Kazak sheep are originated from three lineages of A, B, C which revealed close relationship with that of the Urials; and Hetian and Aletai sheep shared the lineage of D, also close to gene of Argali.

wild sheep; domestic sheep; phylogeny

2014-07-28，

2014-10-22

新疆维吾尔自治区教育厅高校科研计划项目(XJEDU2012S37，XJEDU2011S39)资助

王世锋(1980-)，男，陕西合阳人，副教授，硕士，研究方向：动物学。E-mail:wsf801001@163.com

*[通讯作者] 王玉涛(1979-)，男，甘肃镇原人，副教授，博士，研究方向：动物遗传学。E-mail:wangtgs@163.com

S811.6

A

1005-5228(2015)02-0012-04