利用50K芯片数据分析中国11个地方绵羊群体的遗传结构

袁泽湖，王慧华，胡师金，朱才业，赵福平，张 莉，杜立新，魏彩虹



利用50K芯片数据分析中国11个地方绵羊群体的遗传结构

袁泽湖，王慧华，胡师金，朱才业，赵福平*，张 莉，杜立新，魏彩虹*

（中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，北京100193）

摘 要：旨在构建我国绵羊群体遗传结构的精细图谱，为我国绵羊遗传资源的保存、利用提供依据。利用乌珠穆沁羊、湖羊、同羊、大尾寒羊、罗布羊、哈萨克羊、多浪羊、迪庆羊、青海臧羊、四川藏羊、西藏藏羊共计11个地方绵羊品种（资源）的Illumina Ovine SNP 50K芯片数据，应用NETVIEW、PCA、STRUCTURE、NJ树等方法对群体结构进行分析。结果表明，乌珠穆沁羊与除罗布羊以外的蒙古系绵羊均有直接遗传关系，与罗布羊有间接的遗传关系。罗布羊与哈萨克系绵羊有较近的遗传关系，而哈萨克系的哈萨克羊与多浪羊存在较远的遗传关系。迪庆羊能够与藏系绵羊分离开，西藏地区藏羊能够与其他地区的藏羊分开，青海、四川的藏羊不能分开。结果提示，NETVIEW计算时间短，且基本能够反映史实，因而可以作为未来群体结构分析的工具；乌珠穆沁羊是此次试验选用的蒙古系绵羊中最古老的品种；蒙古系的罗布羊因混有哈萨克系绵羊的血统而与新疆地区的绵羊聚在一起；不同地区的藏羊存在着分化趋势，但分化并不严重。

关键词：绵羊；群体结构；网络视图（NETVIEW）

我国具有悠久的养羊历史和多种多样的地理生态条件，因而拥有较为丰富的绵羊遗传资源，仅《中国畜禽遗传资源志·羊志》记载的我国绵羊地方品种或资源就达42个［1］，约占世界绵羊品种或资源的5%［2－3］。近年来，由于数量遗传学理论的应用，人工授精、胚胎移植等生物技术的发展，专门化品种或品系的培育，国外高产品种的引进，我国绵羊生产取得了较大的遗传进展。然而，绵羊的集约化生产在满足商业化需求的同时，也使得遗传资源不断遗失。人工授精技术降低了对种公羊数目的需求，从而使得群体的有效群体大小（Ne）减少；高产品种的引进以及绵羊品种逐步单一化，使得地方品种所特有的环境适应性、抗病性等优良品质逐步丧失。因此，为保护生物多样性、保存一些符合未来需求的遗传资源、合理利用绵羊遗传资源，对我国地方绵羊品种进行群体遗传结构分析是十分必要的。

我国绵羊的遗传多样性、群体遗传结构分析主要应用线粒体DNA（mtDNA）［4－8］和微卫星标记［911］，并取得较大成绩，如J.Guo等首次报道我国绵羊群体的mtDNA存在C类群［12］。随着生物技术的发展和新方法的提出，尤其是绵羊商业化SNP芯片技术的成熟，获得更精细的群体遗传结构图谱成为可能。J.W.Kijas等［13］2009年首次应用芯片数据对绵羊进行遗传多样性和遗传结构分析，2012年对全球主要绵羊品种进行了更加深入的分析［14］。A.Burren等［15］在2014年应用50K芯片数据和NETVIEW的方法构建了瑞士绵羊的精细群体遗传结构图谱。当前利用高密度芯片进行群体结构分析的方法主要有主成成分分析（PCA）、STRUCURE分析、进化树分析，而新的群体结构分析方法网络视图（NETVIEW）［16］使用较少，该方法具有计算速度快、易用于高密度芯片数据、群体结构图谱“分辨率”高等优点［16］。到目前为止，利用NETVIEW方法构建我国绵羊群体遗传结构图谱还鲜见报道。本研究应用NETVIEW和PCA、STRUCTURE、NJ树等方法，利用50KSNP芯片数据，构建我国绵羊群体遗传结构的精细图谱，为我国绵羊遗传资源的保存、利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

采用颈静脉采血方法采集以下绵羊血液样本：6只乌珠穆沁羊（UJU），9只胡羊（HUS），10只同羊（Tong），10只大尾寒羊（LTH），10只罗布羊（LOP），9哈萨克羊（KAZ），8只多浪羊（DUL），9只迪庆羊（DIQ），9只青海藏羊（TIBQ），10只四川藏羊（TIBS），21只西藏藏羊（TIB）。用EDTA抗凝，－20℃保存，用于基因组DNA提取。所有样品均采自原产地保种场或保种核心区域。

1.2 基因型检测

用天根血液基因组DNA提取试剂盒提取基因组DNA，提取的方法与步骤参照其说明书。用AstraGeneAstraNet核酸分析仪测定DNA浓度和纯度，根据DNA芯片杂交平台的要求，合格的DNA浓度须大于50ng·μL－1，OD260nm/OD280nm指标范围在1.6～2.0，OD260nm/OD230nm指标范围在1.8～2.1。为确保DNA的浓度，每个样本DNA连续测定3次，取平均值，不合格的样本需要浓缩或者重新提取DNA，直至样本的浓度和纯度都满足后续分型试验的要求。DNA样品合格后，送博奥生物有限公司用Illumina Ovine SNP50K芯片进行分析获得SNP分型数据，然后采用GenomeStudio软件筛选数据并对SNP等位基因频率进行分析，剔除未定位的SNPs位点，用PLINK软件［17］进行质量控制。质量控制的标准是：检出率大于0.9，最小等位基因频率大于0.01，哈迪温伯格平衡P值大于0.000 001。

1.3 聚类分析

在聚类分析之前，用Plink软件［17］的indeppairwise选项删除连锁紧密的SNPs位点（参数设置为：窗口值为25个SNPs，一个步长为5个SNPs，R2的阈值设置为0.05），产生20 632个独立的SNPs标记。主成分分析（PCA）使用R语言的snpstats包［18］进行。利用STRUCTURE 2.3.4软件［19］构建群体结构：113个绵羊个体进行K＝2～10的分析（每个K值重复3次），马尔科夫蒙特卡洛（MCMC）计算的参数burn－in设为10 000，重复值设为20 000；结果文件的数据整合用CLUMPP 1.1.2软件［20］；结果的可视化使用DISTRUCT 1.1软件［21］。

1.4 NETVIEW分析

用NETVIEW方法构建“高分比率”的群体结构图谱，NETVIEW方法包含以下几个步骤：1）用Plink软件对芯片数据进行质量控制，质控标准同1.2；2）计算个体间的亲缘关系或遗传距离矩阵，常用的遗传距离有Wright’s FST［22］、Nei’s标准遗传距离［23］、等位基因共享距离（Allele sharing distance，ASD）［24］等，此次研究采用ASD作为遗传距离；3）用超顺磁聚类方法［25］（Super paramagnetic clustering，SPC）构建网络，SPC方法用SPIN软件实现［26］。此次试验中，最近邻数（kNN）的最大值设置为10，最小值设置为2；4）将个体聚类到各个群体网络；5）结果的可视化用Cytoscape软件［27］，Cyoscape所用的数据格式用NEAT在线软件［28］转换。

1.5 NJ树分析

利用GENEPOP 4.2.2软件［29］计算群体之间的两两FST值，然后基于FST/（1－FST）公式计算两两FST矩阵，用于R语言ape包［30］构建群体NJ树和个体NJ树。

2 结 果

2.1 PCA分析

为了研究中国地方绵羊品种之间的遗传结构，首先进行主成分分析（PCA），主成成分基于个体之间的遗传相关（共享IBS片段）代表群体结构。结果表明，前两个主成分（PCA1、PCA2）分别占总变异的3.1%和2.0%。人和牛的研究表明，主成分分析能将地理起源的不同个体分开［31－32］。如图1所示，根据PCA1，可将我国的地方绵羊分为两组：藏系（PCA1＞0）和蒙古哈萨克系（PCA1＜0）。结合前两个主成分（PCA1和PCA2），发现3个藏系品种（资源）（DIQ、TIBQ、TIBS）聚集在一起，而与西藏藏羊分开。5个蒙古系品种（UJU、HUS、TON、LTH和LOP）也聚集在一起。然而，两个哈萨克系品种（DUL和KAZ）却有着明显分离，且哈萨克羊与蒙古系羊存在一定程度的混合。

2.2 SRTUCTURE分析

为了观察中国地方绵羊群体的分离程度，利用STRUCTURE软件估计11个品种之间共同祖先的比例。结果表明，当K＝2时，我国的地方绵羊品种分为两个类群，一类是藏系绵羊，以红色背景为主；另一类是蒙古系和哈萨克系以蓝色背景为主，这与PCA的结果一致。随着K值的增加，一些绵羊品种（资源）发生分离。在K＝3时，多浪羊从蒙古系哈萨克系绵羊中分离出来，与PCA的结果一致。在K＝4时，迪庆羊从藏系绵羊中分离出来。当K＝5时，大尾寒羊开始分离。K＝6时，哈萨克羊开始分离。K＝7时，湖羊开始分离。K＝8～11时，罗布羊、同羊逐步从群体中分离。而无论K为何值，乌珠穆沁羊和藏羊不存在明显的分化（图2）。

2.3 NETVIEW分析

利用NETVIEW方法［33］构建我国绵羊群体的群体结构图。结果表明，我国的绵羊群体主要分为两个遗传背景（图3），藏系（TIB，TIBS，TIBQ，DIQ）和哈萨克蒙古系（KAZ、DUL、LOP、UJU、LTH、HUS、TON），这与PCA分析的结果一致。迪庆羊能够从藏系绵羊分离出来，而藏羊（TIB，TIBS，TIBQ）个体之间存在错综复杂的关系，且存在较为复杂的亚群结构。罗布羊与哈萨克系羊有着较为密切的血缘关系，其他的蒙古系绵羊能够单独分离出来，哈萨克羊与蒙古系绵羊的乌珠穆沁羊有较近的亲缘关系。

2.4 NJ分析

计算11个群体之间有成对的FST值并调整为FST/（1－FST）（表1）。结果发现，在所有群体之间四川藏羊和青海藏羊之间的分化程度最低（0.012），而在迪庆羊和多浪羊观察到的FST差异最大（0.086）。在蒙古系绵羊群体之间，罗布羊和乌珠穆沁羊的FST最低（0.013 6）。基于群体间的FST值，NJ树结果（图4B）显示，迪庆、四川藏羊、青海藏羊、西藏藏羊在一个主要分支中，这个结果支持传统的分类，均为藏系绵羊。在NJ树的另一端主要的血统包括蒙古族和哈萨克族。此外，3个品种（多浪羊、罗布羊、哈萨克羊）聚集在同一分支，这3个品种均来自新疆地区。个体间的NJ树结果表明，3个新疆地区的绵羊（哈萨克羊、罗布羊、多浪羊）、除罗布羊外的蒙古系绵羊、藏系绵羊均能相邻的聚在一起，而青海藏羊则被另外的藏羊分开。

图1 利用前两个主成分（PC）对试验个体进行聚类的散点图Fig.1 Scatter plot of animals clustered on the basis of principal component（PC）analysis using individual genotypes

图2 11个中国绵羊品种K＝2～10时STRUCTURE结果Fig.2 Population structure of 11sheep breeds inferred by STRUCTURE results from K＝2－10

图3 中国绵羊NETVIEW群体结构图Fig.3 Population structure of 11sheep breeds inferred by NETVIEW

表1 11个中国地方绵羊品种（资源）之间的两两FSTTable 1 Pairwise FSTamong 11Chinese indigenous breeds（resources）

图4 中国绵羊的NJ树Fig.4 Neighbor－Joining（NJ）phylogeny for Chinese indigenous sheep breeds

3 讨 论

根据地理分布和遗传关系，我国的家养绵羊可划分为3大谱系：藏系绵羊（Tibetan group）、蒙古系绵羊（Mogolian group）、哈萨克系绵羊（Kazak group）。一些研究结果显示中国绵羊至少存在3个母系起源［12，34－37］。另一些研究认为我国的绵羊有2个母系起源［3839］。本研究应用PCA、STRUCTURE、NETVIEW和NJ树进行遗传结构分析。PCA是一种经典的非参数线性降维方法，这一方法通过主成分去揭示群体结构。它在全基因组关联分析中常用于校正群体分层［40－41］。然而，PCA并不能确定群体分类的个数，因而在使用PCA时，通常与标准的分类方法联用。此次试验中，结合PCA和NJ树可以将11个地方绵羊群体分为2组，NETVIEW得到类似的结果，一种基于模型的群体遗传结构分析方法—STRUCTURE广泛用于群体遗传结构分析［42］，在此次试验中，芯片的密度相对较高，群体的个数较多，这一方法的计算时间很长，因而当芯片密度更高时，STRUCTURE就不太适合了。此次STRUCTURE分析的结果表明当K＝2时，这些群体的分组与NETVIEW类似。这几种方法得到了几乎一致的结论，由此可以认为这11个地方绵羊群体由2个遗传背景组成：一个是蒙古－哈萨克系，另一个是藏系，这与传统的分为3大系谱不同，更倾向于支持2个母系起源，但仍需要扩大样本范围做进一步的分析。

蒙古系绵羊由于良好的适应性和优良的生产性能并且在元代时曾跟随成吉思汗远征［43］，因而在我国分布最广泛，主要分布在内蒙古、中原和东部沿海地区。廖信军等［44］用微卫星标记对67只绵羊进行研究后认为，洼地绵羊、小尾寒羊、滩羊聚为一类，湖羊和同羊聚为一类。张丽娟等［45］总结前人的研究结果认为，乌珠穆沁羊是蒙古羊中分化最晚的一支。NETVIEW的结果表明，乌珠穆沁羊与同羊、胡羊、大尾寒羊均有直接的亲缘关系，虽然乌珠穆沁羊与罗布羊没有直接的亲缘关系，但乌珠穆沁羊通过57号多浪羊与罗布羊具有关系，且乌珠穆沁羊是与罗布羊具有最近亲缘关系的蒙古系羊。群体间的NJ树同样也表明乌珠穆沁是距罗布羊最近的蒙古系绵羊，根据FST的结果，乌珠穆沁羊具有最小的平均两两FST值，STRUCTURE的结果显示乌珠穆沁羊并不存在明显的分离。此外，乌珠穆沁羊生活的地理位置更接蒙古羊的发源地－元朝的首都蒙古［43］，因此可以认为乌珠穆沁羊是这几个蒙古系绵羊品种中最古老的蒙古系品种，这与张丽娟等［45］的观点一致。

在新疆地区具有丰富的物种多样性，这主要是和它的地理位置有关。新疆位于中亚和中原之间，在“丝绸之路”中是唯一必经的地方［46］，其南部和北部地区的地理隔离也是其丰富多样的一个原因。汤存伟等利用微卫星的研究结果表明，多浪羊与哈萨克羊的亲缘关系较远［47］。在这项研究中，多浪羊和哈萨克羊来自新疆地区，它们之间具有中等程度的分化（成对FST＝0.069），与PCA和STRUCTURE的结果类似，NETVIEW的结果也表明多浪羊和哈萨克羊没有直接的亲缘关系，这与汤存伟等［47］的结果一致。一个原因是，天山山脉将新疆分为南部和北部地区，多浪羊来自南部地区而哈萨克羊则来自北部地区。多浪和哈萨克之间的存在一定的地理隔离。还有另一种解释，根据记录多浪羊混有阿富汗羊的遗传背景［48］，这也可能是导致这一现象的原因。在PCA和个体NJ树中罗布羊的所有个体均能聚集在一起，但在PCA中罗布羊与哈萨克羊仍然存在混合，NETVIEW的结果显示，蒙古系的罗布羊具有较为复杂的遗传背景，群体NJ树的结果表明罗布羊、多浪羊、哈萨克羊聚集在NJ树的一个分支，而罗布羊属于蒙古系绵羊。有史料记载，公元1219年，蒙古族随成吉思汗西征欧洲，途经罗布泊地区，带入了许多蒙古羊，蒙古族东归时又带回少数欧洲、俄国绵羊，经过自然选择和人工选择，而形成了罗布羊［1］；二是建国初期当地进行了绵羊改良，这种改良计划使得罗布羊混杂了其他品种的血统［49］，因而，NETVIEW的结果较能反映出这种史实。

藏羊分布在西藏、青海、云南、甘肃、四川等地，杨晓军等通过对基因组DNA进行RAPD分析认为藏羊具有明显的品种间遗传分化，可认为藏羊有几个不同的品种［50］。但从NETVIEW的结果来看，不同地区的藏羊并没有想象中的分化那么严重，而是存在相互交错的亲缘关系；PCA的结果能将西藏地区的藏羊和四川、青海地区的藏羊分开，但并不能将四川、青海地区的藏羊分开，这两地藏羊群体间的FST值最小，也表明这两地的藏羊分化较小；STRUCTURE的结果也表明，藏羊的遗传背景相似；综合来看，不同地区的藏羊虽然分化不严重，但不同地区的藏羊存在着亚群结构，暗示不同地区的藏羊存在分化的趋势。NETVIEW的结果表明，迪庆羊能够从从藏系绵羊中分离出来，STRUCTURE、NJ树分析有类似的结果，PCA不能将迪庆羊从藏系绵羊中分离出来，一个可能的原因是迪庆羊与藏羊同属藏系羊，他们之间本身存在着较近的亲缘关系［51］，当群体之间存在较近的亲缘关系时，PCA的“分辨率”就不高［52］，因而不能识别这种微妙的群体结构。

4 结 论

本研究应用NETVIEW、PCA、STRUCTURE、NJ树等方法对我国11个地方绵羊品种（资源）进行群体结构分析，当群体中有较近的亲缘关系时，PCA 和NJ树的“分辨率”不高。STRUCTURE的计算时间过长，NETVIEW计算时间短，且基本能够反映史实，因而可以作为未来群体结构分析的工具。本研究结果提示，乌珠穆沁羊是本试验选用的蒙古系绵羊中最古老的品种；蒙古系的罗布羊因混有哈萨克系绵羊的血统而与新疆地区的绵羊聚在一起；不同地区的藏羊存在着分化趋势，但分化并不严重。本研究所选用的地方绵羊群体较少，样本个数较少，为了得到更为准确、全面的结论，将来的研究应该加入更多的群体和个体。

参考文献（References）：

［1］ 国家畜禽遗传资源委员会.中国畜禽遗传资源志·羊志［M］.北京：中国农业出版社，2011.China National Commission of Animal Genetic Resources.Animal genetic resource in China sheep and goats［M］.Beijing：China Agriculture Press，2011.（in Chinese）

［2］ LAWSON HANDLEY L J，BYRNE K，SANTUCCI F，et al.Genetic structure of European sheep breeds ［J］.Heredity（Edinb），2007，99（6）：620－631.

［3］ REGE J E O，GIBSON J P.Animal genetic resources and economic development：issues in relation to economic valuation［J］.Ecol Econ，2003，45（3）：319－330.

［4］ 成述儒，韩建林，OLICIER H，等.中国绵羊群体mtDNA D－loop的遗传多样性分析［J］.甘肃农业大学学报，2005，40（4）：440－447.CHEN S R，HAN J L，OLICIER H，et al.Genetic diversity of Chinese domestic sheep using mitochondrial DNA D－loop［J］.Journal of Gansu Agricultural University，2005，40（4）：440－447.（in Chinese）

［5］ ZHAO Y，ZHAO E，ZHANG N，et al.Mitochondrial DNA diversity，origin，and phylogenic relationships of three Chinese large－fat－tailed sheep breeds［J］.Trop Anim Health Pro，2011，43（7）：1405－1410.

［6］ ZHAO E，YU Q，ZHANG N，et al.Mitochondrial DNA diversity and the origin of Chinese indigenous sheep［J］.Trop Anim Health Prod，2013，45（8）：1715－1722.

［7］ 韩 旭，刘丑生，刘 刚，等.中国地方绵羊线粒体DNA D－loop区遗传多样性研究［J］.中国畜牧杂志，2015，51（7）：10－15.HAN X，LIU C S，LIU G，et al.Study on genetic diversity of D－loop region of mitochondrial DNA of domestic sheep in China［J］.Chinese Journal of Animal Science，2015，51（7）：10－15.（in Chinese）

［8］ CHEN S Y，DUAN Z Y，SHA T，et al.Origin，genetic diversity，and population structure of Chinese domestic sheep［J］.Gene，2006，376（2）：216－223.

［9］ 成述儒，罗玉柱，韩建林，等.利用微卫星DNA标记分析7个绵羊群体遗传多样性与系统发育［J］.农业生物技术学报，2009，17（5）：808－814.CHENG S R，LUO Y Z，HAN J L，et al.Analysis of genetic diversity and phylogeny among 7sheep populations using microsatellite DNA marker［J］.Journal of Agricultural Biotechnology，2009，17（5）：808－814.（in Chinese）

［10］ ZHONG T，HAN J L，GUO J，et al.Genetic diversity of Chinese indigenous sheep breeds inferred from microsatellite markers［J］.Small Ruminant Res，2010，90 （1－3）：88－94.

［11］ NIU L L，LI H B，MA Y H，et al.Genetic variability and individual assignment of Chinese indigenous sheep populations（Ovis aries）using microsatellites［J］.Anim Genet，2012，43（1）：108－111.

［12］ GUO J，DU L X，MA Y H，et al.A novel maternal lineage revealed in sheep（Ovis aries）［J］.Anim Genet，2005，36（4）：331－336.

［13］ KIJAS J W，TOWNLEY D，DALRYMPLE B P，et al.A genome wide survey of SNP variation reveals the genetic structure of sheep breeds［J］.PLoS One，2009，4（3）：e4668.

［14］ KIJAS J W，LENSTRA J A，HAYES B，et al.Genome－wide analysis of the world＇s sheep breeds reveals high levels of historic mixture and strong recent selection［J］.PLoS Biol，2012，10（2）：e1001258.

［15］ BURREN A，SIGNER－HASLER H，NEUDITSCHKO M，et al.Fine－scale population structure analysis of seven local Swiss sheep breeds using genome－wide SNP data［J］.Anim Genet Resources，2014，55：67－76.

［16］ NEUDITSCHKO M，KHATKAR M S，RAADSMA H W.NetView：A high－definition network－visualization approach to detect fine－scale population structures from genome－wide patterns of variation［J］.PLoS One，2012，7（10）：e48375.

［17］ PURCELL S，NEALE B，TODD－BROWN K，et al.PLINK：a tool set for whole－genome association and population－based linkage analyses［J］.Am J Hum Genet，2007，81（3）：559－575.

［18］ DAVID C.snpStats：SnpMatrix and XSnpMatrix classes and methods.R package version 1.16.0.2014.

［19］ PRITCHARD J K，STEPHENS M，DONNELLY P.Inference of population structure using multilocus genotype data［J］.Genetics，2000，155（2）：945－959

［20］ JAKOBSSON M，ROSENBERG N A.CLUMPP：a cluster matching and permutation program for dealing with label switching and multimodality in analysis of population structure［J］.Bioinformatics，2007，23 （14）：1801－1806.

［21］ ROSENBERG N A.Distruct：aprogram for the graphical display of population structure［J］.Mol Ecol Notes，2004，4（1）：137－138.

［22］ WRIGHT S.The genetical structure of populations ［J］.Annals of Eugenics，1951，15（1）：323－354.

［23］ NEI M.Genetic Distance between Populations［J］.Am Nat，1972，106（949）：219－223.

［24］ GAO X，MARTIN E R.Using allele sharing distance for detecting human population stratification［J］.Hum Hered，2009，68（3）：182－191.

［25］ BLATT M，WISEMAN S，DOMANY E.Superparamagnetic clustering of data［J］.Phys Rev Lett，1996，76（18）：3251－3254.

［26］ TSAFRIR D，TSAFRIR I，EIN－DOR L，et al.Sorting points into neighborhoods（SPIN）：data analysis and visualization by ordering distance matrices［J］.Bioinformatics，2005，21（10）：2301－2308.

［27］ SHANNON P，MARKIEL A，OZIER O，et al.Cytoscape：A software environment for integrated models of biomolecular interaction networks［J］.Genome Res，2003，3（11）：2498－2504.

［28］ BROCHÉE S，FAUST K，LIMA－MENDEZ G，et al.Network analysis tools：from biological networks to clusters and pathways［J］.Nat Protoc，2008，3（10）：1616－1629.

［29］ ROUSSET F.Genepop’007：a complete re－implementation of the genepop software for Windows and Linux［J］.Mol Ecol Resour，2008，8（1）：103－106.

［30］ PARADIS E，CLAUDE J，STRIMMER K.APE：Analyses of Phylogenetics and Evolution in R language ［J］.Bioinformatics，2004，20（2）：289－290.

［31］ TISHKOFF S A，REED F A，FRIEDLAENDER F R，et al.The genetic structure and history of Africans and African Americans［J］.Science，2009，324（5930）：1035－1044.

［32］ BOVINE HAPMAP CONSORTIUM，GIBBS R A，TAYLOR J F，et al.Genome－wide survey of SNP variation uncovers the genetic structure of cattle breeds ［J］.Science，2009，324（5926）：528－532.

［33］ NEUDITSCHKO M，KHATKAR M S，RAADSMA H W.NetView：A high－definition network－visualization approach to detect fine－scale population structures from genome－wide patterns of variation［J］.PLoS One，2012，7（10）：e48375.

［34］ CHEN S Y，DUAN Z Y，SHA T，et al.Origin，genetic diversity，and population structure of Chinese domestic sheep［J］.Gene，2006，376（2）：216－223.

［35］ 管 松，王东劲，侯冠彧，等.云南绵羊mtDNA DLOOP序列多态性研究［J］.热带农业科学，2008，28 （4）：11－16.GUAN S，WANG D J，HOU G Y，et al.Analysis of the genetic diversity and origin of Yunnan sheep based on mitochondrial DNA D－loop sequences［J］.Chinese Journal of Tropical Agriculture，2008，28 （4）：11－16.（in Chinese）

［36］ 成述儒，罗玉柱，韩建林，等.甘肃地方绵羊品种mtDNA D－环序列遗传多样性与起源分析［J］.畜牧兽医学报，2009，40（8）：1179－1185.CHEN S R，LUO Y Z，HAN J L，et al.Genetic diversity and origin of Gansu indigenous sheep breeds determined by mitochondrial DNA D－loop sequence［J］.Acta Veterinaria er Zootechinca Sinica，2009，40（8）：1179－1185.（in Chinese）

［37］ 赵倩君，关伟军，乔海云，等.基于cytb基因探讨家绵羊和多角绵羊的系统发育［J］.中国农业科学，2010，43（14）：3005－3011.ZHAO Q J，GUAN W J，QIAO H Y，et al.Phylogenetics of domestic sheep and multi－horned sheep based on cytb gene［J］.Scientia Agricultura Sinica，2010，43（14）：3005－3011.（in Chinese）

［38］ HIENDLEDER S，KAUPE B，WASSMUTH R，et al.Molecular analysis of wild and domestic sheep questions current nomenclature and provides evidence for domestication from two different subspecies［J］.Proc Bio Sci，2002，269（1494）：893－904.

［39］ 李祥龙，张增利，巩元芳，等.我国主要地方绵羊品种mtDNA D－loop区PCR－RFLP研究［J］.遗传，2006，28（2）：165－170.LI X L，ZHANG Z L，GONG Y F，et al.Study on mtDNA D－loop of Chinese main indigenous sheep breeds using PCR－RFLP［J］.Hereditas，2006，28（2）：165－170.（in Chinese）

［40］ PATTERSON N，PRICE A L，REICH D.Population structure and eigenanalysis［J］.PLoS Genet，2006，2 （12）：e190.

［41］ PRICE A L，PATTERSON N J，PLENGE R M，et al.Principal components analysis corrects for stratification in genome－wide association studies［J］.Nat Genet，2006，38（8）：904－909.

［42］ KIM J J，VERDU P，PAKSTIS A J，et al.Use of autosomal loci for clustering individuals and populations of East Asian origin［J］.Hum Genet，2005，117（6）：511－519.

［43］ JUVAYNO.Genghis Khan：the history of the world conqueror［G］.University of Washington Press，1997.

［44］ 廖信军，常 洪，孙 伟，等.利用微卫星标记对六个羊群体性的研究［J］.家畜生态学报，2006，27（2）：13－18.LIAO X J，CHANG H，SUN W，et al.Study of genetic diversity in six sheep/goat populations with microsatellite markers［J］.Acta Ecologiae Animalis Domastici，2006，27（2）：13－18.（in Chinese）

［45］ 张丽娟，叶绍辉.中国绵羊起源与分化研究进展［C］.中国畜牧兽医学会养羊学分会全国养羊生产与学术研讨会议，2010.ZHANG L J，YE S H.Research progress of origin and differentiation of Chinese indigious sheep［C］.Sheep Production and Symposium of Sheep Branch of Chinese Association of Animal Science and Veterinary Medicine，2010.（in Chinese）

［46］ COSMO N D.Empires of the Silk Road：a history of Central Eurasia from the Bronze Age to the present By Christopher I.Beckwith.Princeton，NJ：Princeton University Press，2009

［47］ 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.TANG C W，YU X，LIU W J，et al.Study on genetic diversity and genetic differentiation of 13sheep populations in Xinjiang uygur autonomous region［J］.Acta Ecologiae Animalis Domastici，2011，32（1）：13－19.（in Chinese）

［48］ 蒋文生.新疆多浪羊品种资源的保护与开发利用［J］.中国草食动物，2006，26（2）：28－30.JIANG W S.The protection and exploitation of the Duo Lang Sheep of Xinjiang［J］.China Herbivore Science，2006，26（2）：28－30.（in Chinese）

［49］ 吐尔逊·司马义，热西旦·帕塔尔，包尔汗，等.罗布羊遗传资源调查报告［J］.草食家畜，2010（2）：31－32.TUERXUN S，REXIDAN P，BOERHAN，et al.The heritage resource of Xinjiang Lop Fat tail sheep［J］.Grass－Feeding Livestock，2010（2）：31－32.（in Chinese）

［50］ 杨晓军，赵有璋.藏系绵羊遗传多样性及其品种（系）分化的研究［J］.中国草食动物，2006，26（4）：19－22.YANG X J，ZHAO Y Z.Study on genetic diversity and the breeds differentiation of Tibet sheep［J］.China Herbivore Science，2006，26（4）：19－22.（in Chinese）

［51］ 赵倩君，马月辉，关伟军，等.中国8个藏系绵羊群体遗传多样性和系统发生关系的微卫星分析［C］.北京：第十次全国畜禽遗传标记研讨会，2006.ZHAO Q J，MA Y H，GUAN W J，et al.Microsatellite analysis of genetic diversity and phylogenetic Relationship of 8tibetan sheep population in China［C］.Beijing：Tenth National Seminar on Animal Genetic Markers，2006.（in Chinese）

［52］ INTARAPANICH A，SHAW P J，ASSAWAMAKIN A，et al.Iterative pruning PCA improves resolution of highly structured populations［J］.BMC Bioinformatics，2009，10：382.

（编辑 郭云雁）

Population Structure Analysis of Chinese Indigenous Sheep by 50KChip Data

YUAN Ze－hu，WANG Hui－hua，HU Shi－jin，ZHU Cai－ye，ZHAO Fu－ping*，ZHANG Li，DU Li－xin，WEI Cai－hong*
（Institute of Animal Science，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing100193，China）

Abstract：The study aimed to construct the fine－scale profile for population structure of Chinese indigenous sheep breeds，which would provide the basis for the conservation and utilization of germplasm of sheep.NETVIEW，PCA，STRUCTURE and NJ tree were used to analyze the Illumina Ovine SNP 50Kchip data from 11sheep breeds（resources）including Ujumqin sheep，Hu sheep，Tong sheep，Large Tailed Han sheep，Lop sheep，Kazakh sheep，Duolang sheep，Diqing sheep，Tibetan sheep from Qinghai，Tibetan sheep from Sichuan and Tibetan from Tibet.The results showed the indirect genetic relationship between Lop sheep and Ujumqin sheep and the direct genetic relationship between Ujumqin sheep and all Mongolia group sheep breeds except for Lop sheep.Lop sheep and Kazakh group sheep breeds had closer genetic relationship，Kazakh sheep and Duolang sheep existed a certain degree of differentiation.Diqing sheep could separate from Tibetan group.Tibetan sheep from Tibet could separate from the other regions of the Tibetan sheep，Tibetan sheep from Qinghai and Sichuan couldn’t be separated.The results suggest that NETVIEW calculate efficiently and can reflect basic historical facts，thus it can be used as the toolfor population structure analysis in the future；Ujumqin sheep is one of the oldest breeds of Mongolia group sheep breeds in this experiment；Lop sheep and other breeds from Xinjiang cluster together due to mixed lineage；There exist differentiation tendency in different regions of Tibetan sheep，but the differentiation is not serious.

Key words：sheep；population structure；NETVIEW

中图分类号：S826；S813.3

文献标志码：A

文章编号：0366－6964（2016）05－0899－10

doi：10.11843/j.issn.0366－6964.2016.05.006

收稿日期：2015－07－01

基金项目：优质肉、毛羊新品种（系）选育与关键技术研究及示范项目（2011BAD28B05－2）；国家现代肉羊产业技术体系（CARS－39－04B）

作者简介：袁泽湖（1988－），男，重庆綦江人，硕士生，主要从事动物遗传育种研究，E－mail：yuanzehu＿caas@163.com；王慧华（1984－），男，江苏东台人，博士，主要从事动物遗传育种研究，E－mail：wangyang＿4@hotmail.com。二者为并列第一作者

*通信作者：赵福平，副研究员，E－mail：zhaofuping@caas.cn；魏彩虹，女，副研究员，E－mail：weicaihong@caas.cn。二者并列为通信作者