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世界牦牛起源于中国,中国是目前世界上拥有牦牛数量最多的国家。现代的家养牦牛是中国古羌人(即现代藏族人的祖先)在距今大约5000-10000年左右的旧石器时代,由野牦牛驯化而来的。在漫长的驯养历史过程中,经过环境变迁、地理隔离、自然选择和人工培育,中国牦牛已形成了许多各具特色和优良种质特性的类群,仅《中国牛品种志》中收录的优良品种就有5个,而各地有代表性的优良地方类型达11个之多。中国牦牛的遗传分化、分类和系统发育问题一直是困扰牦牛遗传学界的一个难题,虽然经过最近20年的努力,获得了不同水平的遗传多样性信息(形态学、细胞遗传学、生化遗传学和分子遗传学证据),但始终未能得出一个令人信服的结果,对中国牦牛的遗传分化和系统发育作出更加合理、满意的分析和解释。为了揭开中国牦牛系统发育之谜,我们决定采用多态信息含量最丰富的遗传标记之一——微卫星标记和基因组中多态性最丰富的基因家族——主要组织相容性抗原(MHC)来探讨中国牦牛的起源、遗传分化、分类和系统发育。 微卫星标记是生物学研究中最主要的分子标记之一,但牦牛微卫星方面的研究较少,因此可供利用的微卫星标记极其有限。为了获得大量的微卫星标记,我们根据生物素与链亲和素的强亲和性原理构建了牦牛基因组微卫星富集文库。用平端限制性内切酶消化牦牛基因组DNA,回收300-1000bp的片段,连接上接头,与生物素标记的微卫星寡核苷酸探针(CA)12、(CCG)8、(CAG)8、(TTTC)8退火结合,用链亲和素磁珠亲和捕捉,获得含有微卫星序列的单链目的片段,经PCR扩增形成双链,然后克隆到pMD18-T载体上,转化至DH5α中,构建成牦牛基因组微卫星富集文库,共获得2000多个克隆。从文库中挑选250个克隆进行测序,发现195个克隆中含有卫星序列,富集效率为78%,绝对高于牛常规小插入片段基因组文库(0.3%),明显高于其他学者构建的牛微卫星富集文库(45%-50%),表明我们所构建的文库是一个高效率的文库。在筛选到的298个牦牛微卫星中,重复次数5-50不等,主要集中在5-20之间,而连续重复次数在9或9个以上的有143个,占微卫星总数的48%,说明我们构建的文库是一个高质量的文库。实践证明,富集文库法是筛选微卫星最有效的方法,具有操作简便、安全可靠、目的性强、阳性克隆率高等优点。博士学位论文:中国耗牛分子系统发育的初步研究 从筛选到的大量托牛微卫星标记中,挑选20个重复次数在9或9个以上的微卫星序列设计、合成荧光引物,对中国6个主要托牛品种(类群)共143个个体进行全基因组扫描。结果发现19个微卫星座位有稳定、清晰的扩增产物,平均等位基因数 (Na)为10.9个,平均有效等位基因数(Ne)为4.3个,平均多态信息含量(PIC)为0.5498,其中PIC在0.50上的微卫星座位占57.90%,PIC在0.25一0.50之间的占36.84%,PIC在0,25以下的只有5.26%,说明我们所筛选的托牛微卫星标记可以提供可靠的信息,完全能够满足托牛研究的需要。中国主要托牛品种(类群)的杂合度在0.4331一0.6053之间,平均杂合度为0.4791,PIC在0.5003一0.6032之间,平均为0.5498,可见由微卫星标记所表现出来的中国托牛群体的遗传差异较大、遗传多样性较丰富.中国托牛不同品种(类群)间的遗传距离在0.0665一0.9994之间,平均遗传距离为0.5 131,群体间一致性在0.3681一0.9537之间,群体间平均一致性为0.6729,麦洼托牛与其它托牛群体间的平均一致性只有0.4026。说明中国托牛群体出现了一定程度的遗传分化,特别是麦洼托牛在中国托牛群体中的分化最明显,可以看作是中国托牛中一个相对独立、特化的群体。 MHC一DRB3是牛MHC中功能最重要、多态性最丰富的区域,主要参与机体的免疫应答,因此已被越来越多地用于分析抗病力遗传、调查种群遗传结构、确定近缘物种间的关系和进化历史的研究中。对托牛MHC方面的研究较少,仅见在GenBank上收录的几条序列。我们根据牛MHC一DRB3基因的已知序列设计引物,采用克隆测序法对中国主要托牛品种(类群)的MHC一DRB3 exonZ进行序列测定和多态分析,在258bP长的序列中共发现85个多态位点,多态位点百分率为32.95%,在70个个体中发现“种单倍型。中国主要托牛品种(类群)的平均多态位点百分率为17.25%(除半野血托牛),平均核普酸差异为14.47个,平均核普酸多样度为4.606%,平均单倍型多样度0.9875,平均氛基酸多态位点百分率为31 .62%,可见中国托牛群体的遗传变异较大,群体内的遗传多样性较丰富。中国托牛品种(类群)间平均核普酸歧异度为0.0200,平均净遗传距离为7.46%,平均遗传距离为0.08013,说明中国耗牛品种(类群)间分化较明显,其中麦洼耗牛与其他品种(类群)间的核普酸歧异度、平均净遗传距离和平均遗传距离均较大,说明麦洼托牛在中国托牛中遗传分化最明显,是中国托牛群体中一个比较特化的群体。中国耗牛MHC一DRB3 exonZ同义密码子的使用表现出明显的偏爱性,非同义替换率高于同又替换率,说明中国托牛在进化过程中受到正选择的影响.采用NJ法和MP法构建了MHC一DRB3 exonZ单倍型的系统发育树,根据微卫星摘要标记和MHC一DRB3 exonZ?