本文關(guān)鍵詞： 人工選擇 家豬馴化 趨同變化 趨異變化 同向選擇 雙向選擇　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：從距今10,000年左右起,人類以野豬為基礎(chǔ),根據(jù)自身的需求開始了對豬的馴化選擇。長期高強度的選擇使得野豬在表型和基因型上都發(fā)生了劇烈的變化。表型的變化體現(xiàn)在多個方面,包括外形的變化:牙齒變小,頭型改變;性情的變化:變得更溫順,攻擊性減弱;生理代謝的變化:生長速度變快,繁殖力變高等。中國和歐洲作為豬的兩個主要的馴化起源地,經(jīng)過幾千年的馴化過程,都各自培育出了眾多優(yōu)良的家豬品系。中國家豬以太湖豬、金華豬、東北民豬、萊蕪豬等地方豬種為代表,歐洲家豬以杜洛克、皮特蘭、長白等商業(yè)豬種為代表。中國家豬和歐洲家豬在從各自當(dāng)?shù)匾柏i馴化的過程中,同時發(fā)生了趨同和趨異兩種表型變化。同各自當(dāng)?shù)氐囊柏i相比,中國家豬和西方家豬有些性狀在馴化過后變得更為相似,比如都具有更快的生長速度,更溫和的性情。同時也有部分性狀在馴化后的差異變得更大:歐洲家豬體節(jié)長,瘦肉率更高,生成速度更快,而中國家豬則具有更高的繁殖力。從分子遺傳學(xué)角度揭示這些表型變化背后對應(yīng)的遺傳基礎(chǔ)對于動物馴化領(lǐng)域的研究有重要意義。本研究通過實驗測定以及收集公用數(shù)據(jù),獲得包含了幾十個豬種共計263頭豬個體的基因組重測序數(shù)據(jù)。這263個體對應(yīng)5個群體:歐洲家豬:包括來自杜洛克、長白豬、大白豬和皮特蘭豬四個亞種的97個個體;歐洲野豬:歐洲各國的34個野豬個體;中國家豬:包括81個個體,共14個豬種的中國地方家豬;中國野豬:包括中國南北方以及韓國地區(qū)的31個野豬個體;以及外群:包括非洲疣豬、爪哇野豬、藏豬等在內(nèi)的20個個體。通過對這263頭豬的基因組重測序數(shù)據(jù)進行分析,本研究鑒定出了約9,400萬個單核苷酸多態(tài)性位點(SNP)。本研究進而以這些位點為基礎(chǔ),全面分析了中西方主要豬種的群體結(jié)構(gòu)和遺傳特征。本研究首先推算了各個豬種的有效群體歷史,發(fā)現(xiàn)人類活動與豬的有效群體歷史變化的關(guān)聯(lián)性。在馴化前后,人類都可能對家豬和野豬的有效群體變化起了關(guān)鍵作用。本研究還推測了中西方家豬的主要馴化完成時間,并確認(rèn)了家豬的馴化過程中并不存在明顯的瓶頸效應(yīng)。本研究結(jié)合SNP和單倍型信息,利用固定系數(shù)、單倍型純和性等多種統(tǒng)計量,系統(tǒng)地對中西方家豬的馴化模式進行比較分析。我們發(fā)現(xiàn)了中國家豬和歐洲家豬在馴化過程中,在基因組層面上同時發(fā)生了趨同和趨異變化,而推動基因組層面上這一變化的就是人工介導(dǎo)的同向選擇和雙向選擇。進一步研究發(fā)現(xiàn)了 31個位于鄰近同向選擇區(qū)域的基因,主要和神經(jīng)系統(tǒng),肌肉發(fā)育,尤其是生理代謝相關(guān),這反映了中國和歐洲兩個地區(qū)的民眾對于豬種馴化的共同需求。同時本研究還鑒定出了 35個基因位于或鄰近雙向選擇區(qū)域,這些基因大都和脂肪含量,繁殖力相關(guān),這反映出了中國和歐洲在對豬種的馴化過程中,對此類性狀有著不同甚至相反的育種目標(biāo)。此外,本研究還進行了全基因組亞硫酸鹽測序和轉(zhuǎn)錄組測序,從表觀修飾和轉(zhuǎn)錄水平研究馴化對于家豬帶來的影響。同時,本研究還選取了AH ITPR3、NMU作為案例,驗證了受選擇突變位點的生物學(xué)功能以及對表型可能的影響。最后,本研究還通過大規(guī)模收集豬的轉(zhuǎn)錄組公用數(shù)據(jù),在豬的21個的組織中進行了基因間長鏈非編碼RNA (Long intergenic non-coding RNA, LincRNA)的鑒定。本研究在豬中鑒定出了 17,000個LincRNA,并對這些LincRNA的性質(zhì)進行了初步分析。本研究發(fā)現(xiàn)豬的LincRNA的特征與人和鼠相近,相對于編碼蛋白的基因表達量更低,同時受到選擇的LincRNA更傾向于在所有組織中廣泛表達。綜上所述,本研究以大樣本量的豬基因組重測序數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),系統(tǒng)地分析比較了中西方家豬的馴化模式,揭示了人工介導(dǎo)的同向選擇和雙向選擇是中國家豬和歐洲家豬之間趨同和趨異變化的主要推動力。同時從DNA甲基化、mRNA的轉(zhuǎn)錄水平、LincRNA等多個維度評估了受選擇位點的生物學(xué)功能。本研究擴展了人們對于動物馴化以及進化領(lǐng)域的研究視野,研究中發(fā)現(xiàn)并驗證的一些功能突變位點可能為精細(xì)化動物育種和人類相關(guān)疾病的研究提供線索。
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【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S828

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

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本文編號：1541428