六个肉牛群体RAPD变异及其与杂种优势关系的研究
摘要
本文应用随机扩增多态性DNA（RAPD）技术分析了内蒙古地区6个肉牛群体利木赞（Lm）、夏洛来（CL）、安格斯（AG）、利木赞与蒙古牛的杂交牛（利蒙LM）、西门塔尔与蒙古牛的杂交牛（西蒙SM）和蒙古牛（M）的遗传结构、遗传变异及其与杂种优势的关系。在此基础上，对8个肉牛杂交组合的实际杂交效果与分子遗传距离进行了相关分析。结果表明：1）6个肉牛群体DNA具有丰富的多态性，并获得大量的多态性扩增带。所用80个随机引物中有17个引物的扩增带清晰且具有多态性，共产生191个位点，其中109个位点具有多态性，82个位点为公共位点，多态性带占总带数的57.07%，单个引物获得RAPD带数在2～12条之间，各片段大小在260bp～3500bp之间，所得多态性位点频率的变化范围为23.08%～80.00%。2）用Shannon指数计算6个群体遗传变异及其在群体内和群体间的分布，除蒙古牛群体外其它群体内遗传变异都较大，说明这些群体都有进行选育的潜力，总群体平均遗传多样性指数（Hsp）为0.4254，群体遗传分化指数（Gst）为0.3402。所研究的肉牛群体遗传变异主要在群体内，蒙古牛的遗传多样性较为贫乏。根据六个群体的RAPD扩增图计算群体遗传距离，结果表明父母本群体之间遗传距离为安格斯和利蒙的最大，其次为安格斯和蒙古牛，安格斯和西蒙，利木赞和西蒙，夏洛来和西蒙，夏洛来和利蒙，利木赞和蒙古牛，夏洛来和蒙古牛的最小。3）实际杂交组合杂种后代的生长性状测定和杂种优势率结果来看，三元杂交组合均大于二元杂交组合，杂种优势主要表现在初生重和6月龄重。杂种优势最大组合是安格斯和西蒙与安格斯和蒙古牛组合最大，其次是利木赞与西蒙和安格斯与利蒙组合。4）群体间遗传距离与肉牛生长性状及杂种优势率的相关分析表明：分子遗传距离与初生重和12月龄体重呈弱正相关关系，与6月龄体重呈中等正相关关系；遗传距离与初生重杂种优势率和6月龄体重杂种优势率呈弱正相关关系，与12月龄体重杂种优势率呈中等负相关关系。
Random amplified polymorphic DNA was used to analyze the genetic structure and genetic variation of six beef cattle populations and heterosis of beef cattle was predicted in Inner Mongolia region. Which were from Limousin、charolais、Angus、LM、SM、and M. Based on these. Correlation analysis Was made on actual cross effect and molecular genetic distance of eight beef cattle cross combinations. Which indicated: 1) There were rich diversity in six beef cattle populations DNA and acquired a large number of polymorphic amplified fragments. 17 primers out of using 80 primers can get clear polymorphic fragments is 57.07 % percent of RAPD fragments. The RAPD fragments of each primer is between 4～12. The molecular size of amplification products is between 260～3500bp. The polymorphism frequency of each primer ranged from 23.08% to 80%. 2) Shannon Index was used to calculate the genetic variation of six beef cattle populations and distribution of other populations but M is bigger. Which showed that all the populations have potentiality of selected breeding. The average index of genetic polymorphism of general population (Hsp) is 0.4254, and the genetic diversity index of population (Gst) is 0.3402. Studied on genetic variation of beef cattle populations was mainly within populations. Genetic diversity of M is poorer. According to RAPD mapping, the results indicated that the farthest genetic distance was found between AG and LM. That of AG and M, AG and SM, Lm and SM, CL and SM, CLand LM ,Lm and M Lwere the next the closet genetic distance was observed among CL and M. 3) According to the growth trait measement of actual cross combination offspring and heterosis ratio .The three breeds cross combination is better than two breeds AG×SM and AG×M combination is biggest in heterosis ratio of birth weight and 6-month weight , that of Lm×SM and AG×LM was the next. 4) The results from the correlation analysis between genetic distance with beef cattle growth trait and heterosis ratio indicated that: Molecular genetic distance was weak positive correlation with weight and 12-month weight and was moderate positive correlation with 6-month weight. It was also indicated that molecular genetic distance was weak positive correlation between 6-month weight heterosis ratio
and birth weight heterosis ratio. Which was moderate negative correlation with 12-month weight heterosis ratio.
Random amplified polymorphic DNA was used to analyze the genetic structure and genetic variation of six beef cattle populations and heterosis of beef cattle was predicted in Inner Mongolia region. Which were from Limousin、charolais、Angus、LM、SM、and M. Based on these. Correlation analysis Was made on actual cross effect and molecular genetic distance of eight beef cattle cross combinations. Which indicated: 1) There were rich diversity in six beef cattle populations DNA and acquired a large number of polymorphic amplified fragments. 17 primers out of using 80 primers can get clear polymorphic fragments is 57.07 % percent of RAPD fragments. The RAPD fragments of each primer is between 4～12. The molecular size of amplification products is between 260～3500bp. The polymorphism frequency of each primer ranged from 23.08% to 80%. 2) Shannon Index was used to calculate the genetic variation of six beef cattle populations and distribution of other populations but M is bigger. Which showed that all the populations have potentiality of selected breeding. The average index of genetic polymorphism of general population (Hsp) is 0.4254, and the genetic diversity index of population (Gst) is 0.3402. Studied on genetic variation of beef cattle populations was mainly within populations. Genetic diversity of M is poorer. According to RAPD mapping, the results indicated that the farthest genetic distance was found between AG and LM. That of AG and M, AG and SM, Lm and SM, CL and SM, CLand LM ,Lm and M Lwere the next the closet genetic distance was observed among CL and M. 3) According to the growth trait measement of actual cross combination offspring and heterosis ratio .The three breeds cross combination is better than two breeds AG×SM and AG×M combination is biggest in heterosis ratio of birth weight and 6-month weight , that of Lm×SM and AG×LM was the next. 4) The results from the correlation analysis between genetic distance with beef cattle growth trait and heterosis ratio indicated that: Molecular genetic distance was weak positive correlation with weight and 12-month weight and was moderate positive correlation with 6-month weight. It was also indicated that molecular genetic distance was weak positive correlation between 6-month weight heterosis ratio
and birth weight heterosis ratio. Which was moderate negative correlation with 12-month weight heterosis ratio.
引文
1 张沅. 生物技术在动物育种应用中的现状与前景. 遗传，1991，13（4）：39～42
2 周延清. 遗传标记的发展. 生物学通报，2000，35（5）：17～18
3 吴晓林. 用分子标记预测植物和动物杂种优势的研究. 湖南农业大学博士学位论文. 2000
4 官春云,王国槐，赵均田. 甘蓝油菜杂优和杂优早期预测的初步研究. 遗传学报， 1980，7（1）：55～63
5 施启顺，杨小春主编. 杂种优势在养猪业中的应用. 长沙：湖南科技出版社，1996
6 Sheridan, A.K., A new explanation for egg production heterosis in crosses between White Leghorns and Australorps. Brit. Poultry Sci., 1980. 21:85～88
7 胡建广，杨金水. 作物杂种优势的遗传基础. 遗传，1999，21（2）：13～14
8 吴晓林,李恂. 杂种优势与分子标记的关系研究，第十次全国动物遗传育种学术讨论会论文集.中国动物遗传育种研究进展.1999：93～95
9 张沅，家畜育种学. 北京:中国农业出版社. 2001，P269～277
10 盛志廉. 中国动物遗传育种研究. 中国农业科技出版，1～6
11 张细权,李加其,杨关福.动物遗传标记. 中国农业大学出版社， 1997，P135。
12 Braend, M.,用血型测定遗传变异度和帮助选择.见：粮农组织动物生产和卫生文库（24）：动物遗传资源保护和管理.中国农业科技出版社，1988, 186～204
13 宋佑胜，水稻株高和穗长的QTL定位与杂种优势预测. 浙江大学硕士学位论文. 2001
14 朱军，季道藩. 作物品种间杂种优势遗传分析的新方法.遗传学报，1993，20（3）：262～271
15 孙少华等，DNA多态性与牛群体遗传变异及杂种优势关系的研究进展. 草食家畜，1999，102（1）：3～7
16 吴常信，畜禽主要经济性状（肉蛋奶）的遗传改进与育种新技术，第九次全国动物遗传学术讨论会论文集，北京：中国农业出版社，1997，PP1～6
17 汪春乾. 中国西门塔尔牛生长性状的遗传评估和研究. 安徽农业大学硕士学位论
文. 2002
18 傅衍，考虑到动物亲缘关系矩阵时杂交参数的估计. 生命科学与应用. 浙江大学出版社，1996，P121
19 施启顺,吴晓林,柳小春. 开放核心群育种体系（ONBS）研究（Ⅲ），杂交参数的估计方法与选择和迁移对于杂交参数的遗传学效应.湖南农业大学学报，1997，23，（6）：565～569
20 吴仲贤,李明定. 遗传距离和配合力结合及其在杂优分析中应用.畜牧
兽医学报，1987，18（4）：217～221
21 Haberfleld A., Dunnington E.A., and Siegel, P. B, Genetics distance estimated from DNA fingerprint in cross of white Plymouth Roch chickens. Anim. Genet. , 1992,23:167～173
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24 施启顺，柳小春，刘荣宗等. 利用RAPD标记预测猪部分经济性状杂种优势的研究.
《DNA分子标记在动物育种应用研究》论文选编，1995，14～19
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28 黄清阳. 玉米自交系间遗传距离与产量杂种优势，杂种产量的关系.遗传学报，1991
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29 张劳,马书宇,涂院祥.杂种优势两种预测方式的实验验证.第3届全国动物遗传学
术讨论会论文集.1993，PP94～95
30 吴晓林,施启顺,柳小春,沈乃民,李胜,程光潮,刘坤凡. 通用线性模型筛选家禽生化多态性遗传标记的探讨. 遗传，1997，9（2）：27～30
31 刘长国.陕西省境内5个山羊品种遗传变异的RAPD研究.西北农林科技大学硕士学位论文,2000
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34 吴晓林,燕海峰,何伟光. DNA分子标记的计算机随机模拟模型及其应用. 见：面向
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35 Xiao J.H(肖金华),J.M. Li, L.P. Yuan(袁隆平),and S.D. Tanksley , 1995. Dominanceis the major genetic basis of heterosis in rice as revealed by QTL analysis using molecular markers. Genetics , 140: 745～754
36 Wu Xiaolin(吴晓林),Li Xun(李殉),Liu Xiaochun(刘小春), and Shi Qishun(施启
顺),2000. Searching and mapping regions of chromosomes that contributed to expression of heterosis. Anim. Biotech. Bull., 8(in press)
37 陈若雷，宋道军，余增亮等.RAPD分子标记及其在作物遗传育种中的应用.生物学杂志，2000，17（4）：32～34
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42 盛志廉，陈瑶生.数量遗传学.北京：中国农业出版社，1994
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44 魏泽辉. 黔北黑猪、里岔黑猪等六个中国地方品种猪的RAPD分析.广西大学硕士学位论文, 2002
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46 施启顺等. 商品杂种猪生长和肉用性状的杂交效果参数与RAPD带纹相似系数间关系浅析. 遗传学报，2001，28（8）：722～729
47 董在杰等. RAPD技术在鱼类杂种优势研究中的应用. 中国水产科学，
1999，28（1）：21～24
48 周俊玲,彭中镇,李奎. 二花脸猪和杜洛克猪的RAPD分析. 畜牧兽医学报，1998，
29（5）：385～391
49 孙少华，桑润滋等人. 肉牛群体遗传变异的微卫星多态性分析. 中国农业大学学报，1999，4：83～87
50 何正权等. 贵州和云南9个地方黄牛品种的随机扩增多态DNA分析.第十一次全国动物遗传育种学术讨论会文集.北京：中国农业出版社，2001，PP482～487
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52 李步高.山西地方山羊血液生化遗传分析及分类地位的研究.山西农业大学硕士学位论文, 1998
53 郝家胜等. 中国鹅5个品种遗传多样性的随机扩增多态DNA分析. 南京农业大学学报，2000，（23）：58～62
54 黄勇富. 中国主要地方猪种线立体遗传多样性及其起源分化研究.昆明：中国科学昆明动物研究所细胞与分子进化开放研究实验，1996
55 王慧. 滩羊RAPD遗传标记的研究. 山东农业大学硕士学位论文，1997
56 白丽萍,李景鹏,陈瑶生. 猪品种随机扩增多态DNA指纹分析.东北农业大学学报，2001，32（1）：95～99
57 吴丰春,魏泓,甘世祥,王爱德等. 应用100条引物对中国三种实验用小型猪进行多
态性引物的筛选及亲缘关系的初步分析. 中国动物遗传育种研究进展（第十次全国
动物遗传育种学术讨论会论文集），1999，73～79
58 吴常信. 畜禽主要经济形状（肉蛋奶）的遗传改进与育种新技术. 第九
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59 沈富军等. 应用DNA多态性进行杂种优势预测的方法. 草食家畜，1999，（3）：16～18
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61 Haberfeld A,E A Dunnington P B Siegel.J Heterosis and DNA fingerprinting in chickens. Poultry Sci.,1996.，75:951～953
62 王永飞，王鸣，王得元等，杂种优势早期预测研究现状，中国农学通报，1997，13（5）：45～46
63 齐永涛,崔鸿文. 黄瓜杂种一代早熟优势及其性状构成基础[J]. 园艺学报,1991，18（4）：330～334
64 孙少华等. 肉牛杂交优势预测、评估及其应用研究[J]. 遗传学报，2000，27（7）：580～589
65 Charcosset A, Lefort-Buaon M Gallais . Relationship between heterosis and heterozygosity at marker loci : a theoretical computation. Theor. Appl. Genet. , 1991, 81: 571～575
66 Tewsac M, Blanchard P Brunel D et al. Relations between heterosis and enzymatic polymorphism in populations of cultivated sunflowers (Helianthus annusl.).Theor. Appl. Genet. ,1994,88:49～55
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57 吴丰春,魏泓,甘世祥,王爱德等. 应用100条引物对中国三种实验用小型猪进行多
态性引物的筛选及亲缘关系的初步分析. 中国动物遗传育种研究进展（第十次全国
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58 吴常信. 畜禽主要经济形状（肉蛋奶）的遗传改进与育种新技术. 第九
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