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本研究应用RAPD技术和对Zfy与Zfx基因测序的方法,研究不同性别羊的DNA多态性及基因突变率,探讨性别不同的动物在生物进化与物种遗传多样性保护中的作用,继而应用Zfy与Zfx基因序列构建羊的分子系统发生树,研究羊的遗传分化关系。 首先,借鉴DNA池法,将滩羊按性别不同分为雌雄两个亚群,对不同性别的滩羊的DNA多态性进行分析。正交优化法建立最优RAPD反应体系后,从160条随机引物筛选出25条多态引物,应用筛选出的引物对60只滩羊(30♀,3♂)进行个体检测,25条引物共扩增出236条带,平均每条引物可扩增出9.44条带。统计比较,公羊亚群的多态位点占51%,母羊亚群的多态位点占48.4%。两亚群有极高的相似系数(ABS=99.2%)。公羊与母羊群体内的遗传分化指数与多态位点的显性频率差异均不显著(P〉0.05)。研究结果表明两亚群在所研究位点的多态性公羊比母羊高,即公羊的基因突变率比母羊高,但群体内的遗传分化指数与多态位点的显性频率差异不显著,说明基因突变率本身比较低,短时间内不能对群体的遗传分化产生明显的影响。 RAPD分析还发现,S144—1200标记为公羊特有,在小尾寒羊、大尾寒羊、洼地绵羊与滩羊的雄性中稳定存在,可以应用于绵羊性别鉴定。 对大尾寒羊、小尾寒羊、波尔山羊和鲁北白山羊的Zfy与Zfx基因的最后一个内含子测序(各测 3♀,3♂),并与国外已经发表的序列比较。计算每百个位点的核苷酸替换的平均数结果显示,Y染色体的替换率是X染色体的1.7倍,估计α≈2.66,95%的置信区间1.2~6.22。进一步表明公羊具有较高的突变率,支持雄性是推动生物进化的主要动力的观点。 本研究认为:公羊亚群存在更多的遗传变异,对群体进化和群体内多样性保持均具有较高的贡献率。因此在动物遗传资源保护的理论与实践中,应该改变目前保种群公少母多的传统做法。比较啮齿类动物与灵长类动物相同位点的研究结果,表明αm的大小与动物的世代间隔呈正相关,支持DNA复制中的错误是突变的主要来源的观点。 依据化石记录和Zfy、Zfx基因的遗传距离来估算其进化速度,推断山羊与绵羊的分歧时间,并应用所得序列构建羊的分子系统进化树,研究羊的遗传分化关系。结果表明:Zfy基因进化速度比Zfx基因快,分别为1.175×10-9/位点/年和0.775×10-9/位点/年,继而推断山羊与绵羊的分歧时间分别为23.4 Myr(Zfy)、21.29Myr(Zfx)。 山东农业大学硕士学位论文(2002)基于 Zfy内含子构建的进化树,可将小尾寒羊、大尾寒羊、波尔山羊、鲁北白山羊分开,基于 Z fX构建的进化树可将羊亚科与牛亚科分开;绵羊与山羊相比,前者与牛的亲缘关系更近。 本研究从分子水平上解决了绵山羊分歧时间问题,为反刍 动物系统进化研究提供了一个有效的“分子钟”。Z fy基因进化速度快、易于产生特异的单倍型,在种属以上水平或分歧时间在20Myr以上的动物系统发育研究中具有重要应用价值。