基于线粒体全基因组的柴达木牛母系遗传多样性、群体结构及系统发育分析

摘要

【目的】从全线粒体基因组水平探究柴达木牛的母系遗传多样性、群体结构及与其他黄牛品种间的遗传关系。【方法】采用全基因组重测序技术对60头柴达木牛进行重测序，获取每个个体的线粒体全基因组全序列，并从GenBank下载已公布的我国5个北方黄牛品种(即蒙古牛、西藏牛、哈萨克牛、延边牛和安西牛)和2个国外培育品种(荷斯坦牛和日本和牛)的共129条线粒体全基因组相应序列进行综合分析，以揭示柴达木牛线粒体基因组遗传变异，明确其母系遗传多样性水平、群体遗传结构组成、母系遗传背景及与我国北方部分地方黄牛品种、国外培育品种间的遗传关系。【结果】(1)60头柴达木牛线粒体全基因组序列比对分析共发现346个多态位点，其中单一多态位点51个，简约信息位点295个；根据序列间核苷酸变异共确定37种单倍型(H1～H37)。遗传多样性分析显示，柴达木牛线粒体基因组单倍型多样度为(0.981 0±0.006 0),核苷酸多样度为(0.003 3±0.000 2),提示其拥有丰富的母系遗传多样性。(2)系统发育分析表明，柴达木牛拥有普通牛和瘤牛2大母系支系，且以普通牛T支系为主，拥有T1、T2、T3、T4、I1和I2共6种亚单倍型组，提示柴达木牛拥有普通牛和瘤牛血统，有两个母系起源。(3)群体遗传分化分析表明，柴达木牛与蒙古牛、西藏牛、哈萨克牛、延边牛、日本和牛遗传分化程度均很弱，而与安西牛、荷斯坦牛达到中等遗传分化程度。(4)聚类分析显示，柴达木牛与蒙古牛聚类关系最近，与西藏牛、哈萨克牛、安西牛、延边牛聚类关系相对较近，与日本和牛、荷斯坦牛聚类关系较远，其聚类结果与分化程度基本一致。【结论】柴达木牛拥有丰富的母系遗传多样性，由普通牛和瘤牛两个母系支系组成，含有T1、T2、T3、T4、I1和I2共6种亚单倍型组，推测其有2个母系起源。柴达木牛与蒙古牛亲缘关系最近，与西藏牛、哈萨克牛、延边牛、安西牛遗传关系较近，而与日本和牛、荷斯坦牛遗传关系较远。

关键词

柴达木牛 / mtDNA / 母系起源 / 群体结构

基金资助

青海省自然科学基金项目(2021-ZJ-914)