我国地方鹅品种资源遗传多样性保护等级分析

韩 威，朱云芬，章双杰，宋 迟，徐文娟，李慧芳，邹剑敏

(1.中国农业科学院家禽研究所，江苏 扬州 225125;2.南京农业大学，江苏 南京 210095)

科学研究

我国地方鹅品种资源遗传多样性保护等级分析

韩 威1,2，朱云芬1，章双杰1，宋 迟1，徐文娟1，李慧芳1，邹剑敏1

(1.中国农业科学院家禽研究所，江苏 扬州 225125;2.南京农业大学，江苏 南京 210095)

研究旨在分析我国地方鹅品种资源遗传多样性保护等级，为更好地制定我国地方鹅品种资源保护方案提供理论依据。采用25个微卫星标记计算我国14个地方鹅品种(太湖鹅TH、永康灰鹅YK、百子鹅BZ、酃县白鹅LX、闽北白鹅MB、长乐鹅CL、兴国灰鹅XG、豁眼鹅HY、雁鹅YE、浙东白鹅ZD、广丰白翎鹅GF、丰城灰鹅FC、莲花白鹅LH、皖西白鹅WX)间DA遗传距离、基因流(Nm)、有效等位基因数(Ne)、杂合度(Ho)和多态信息含量(PIC)，并采用Weitzman和Caballero两种遗传多样性保护理论，分析了各品种在遗传多样性最大化保护中的相对重要性。25个微卫星座位平均有效等位基因数为8.12，平均多态信息含量为0.581。14个地方鹅种的平均观察杂合度为0.6808，雁鹅观察杂合度最低(0.5662)，百子鹅观察杂合度最高(0.7748)；丰城灰鹅与浙东白鹅之间的遗传距离最小(0.2188)，太湖鹅与永康灰鹅之间的遗传距离最大(0.7388)。Weitzman保护理论分析结果表明永康灰鹅、酃县白鹅、太湖鹅、百子鹅和雁鹅的品种贡献率较高(>10.0%)，Caballero保护理论分析认为太湖鹅、永康灰鹅、百子鹅、酃县白鹅和闽北白鹅具有较高的贡献率(>0.5%)，与Weitzman保护理论确定的等级顺序存在一定差异，主要原因是Weitzman保护理论没有考虑到品种内遗传多样性。我国地方鹅品种资源不仅具有丰富的品种间遗传多样性，品种内遗传多样性也较为丰富，在分析保护等级时，应两者兼顾。

微卫星；地方鹅品种；遗传多样性；保护等级

我国鹅品种资源丰富，现有地方品种30个，每个品种都包含着丰富的基因资源，其中产蛋量堪称世界之最的豁眼鹅，产蛋数高达90个～110个，还有百子鹅、太湖鹅、四川白鹅等，群体中大多数个体无就巢性；狮头鹅体型大、生长快，成年体重可达8 kg ～ 9 kg；皖西白鹅、广丰白翎鹅以羽绒质优而著称，溆浦鹅、钢鹅的产肥肝性能也很突出，且大部分地方鹅种的肉品质较好。因此，保护好这些遗传资源，对保持生物多样性，促进我国家禽产业的可持续发展具有重要意义。

受保种经费投入相对不足、品种分布地域广泛等因素的限制，现阶段我国地方鹅品种资源实行分级保护，吴常信先生提出的"优化保种理论"[1]也建议对我国畜禽遗传资源实行分级保护。这个观点与目前国外较为流行的"边际多样性保种理论"(Weitzman，1992)[2]、Eding和Meuwissen(2001)[3]及Caballero和Toro(2002)[4]等发展的整体多样性保护理论思想较为一致，即在有限的保种经费投入的情况下，优先保护具有较大遗传多样性贡献率的品种，以达到最大限度地保持品种资源整体多样性的目的。然而，目前我国畜禽资源的分级保护并没有充分考虑遗传多样性贡献率因素。因此，上述两种基于分子水平的遗传多样性保护理论对我国地方鹅品种资源保护具有重要的借鉴作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

14个鹅品种：丰城灰鹅、广丰白翎鹅、莲花白鹅、兴国灰鹅、永康灰鹅、浙东白鹅、太湖鹅、闽北白鹅、长乐鹅、酃县白鹅、百子鹅、豁眼鹅、雁鹅、皖西白鹅均来自其原产地，每个品种的采样样本量为60个，公母比例为1：4，并尽量保持各个个体之间无血缘关系。翅下静脉采血2～3 mL，置于放有75%酒精的离心管中，混匀后放于-20℃低温保存。常规酚/氯仿法提取DNA，测定含量和纯度，稀释到100ng/μL，-20 ℃保存备用。

1.2 微卫星座位

根据联合国粮食与农业组织(FAO)和国际动物遗传学会(ISAG)联合推荐的用于鹅微卫星DNA遗传多样性检测的标记，选取25对微卫星引物(CKW27、CKW25、ADL166、CKW26、MCW134、CKW13、CKW15、CKW20、MCW0264、MCW104、MCW0085、CKW10、CKW21、CKW17、CKW16、CKW141、CKW11、CKW12、LEI0094、ADL210、MCW4、MCW0014、G07、G09和G10)用于地方鹅品种遗传多样性分析。

1.3 PCR扩增及产物检测

PCR反应体系采用25 μL：模板DNA50 ng，10× buffer 2.5 μL，dNTPs 0.2 mmol/L，上下游引物各5 pmol/L，Mg2+ 2.0 mmol/L，TagDNA聚合酶1 U。反应条件：95 ℃预变性4 min，94 ℃变性50 s，50 ℃～65 ℃复性50 s，72 ℃延伸1 min，30～35个循环；最后72 ℃延伸10 min 4 ℃保存。扩增产物95 ℃变性5 min后8 %变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测。

1.4 统计方法

各亚群观察杂合度与期望杂合度，平均有效等位基因数采用Microsatellite-Toolkit软件计算；DA遗传距离采用PHYLIP软件计算，基因流Nm由Fst=1/(4Nm+1)获得；遗传多样性保护等级分析采用Weitzman和Caballero等两种理论方法计算。

2 结果

2.1 群体遗传多样性统计

14个地方鹅品种群体的有效等位基因数和杂合度统计见表1。25个微卫星座位上共检测到203个等位基因，平均每个座位的等位基因数为8.12，平均多态信息含量为0.581。百子鹅的观察杂合度最高(0.7748)，雁鹅的观察杂合度最低(0.5662)，平均观察杂合度为0.6808；百子鹅的有效等位基因数最多(4.440)，丰城灰鹅的有效等位基因数最少(2.880)，平均有效等位基因数为3.397。

表1 14个鹅品种有效等位基因数、观察杂合度及期望杂合度Table 1 Number of the effective alleles per population and heterozygosity(%) for 14 geese breeds

2.2 群体间遗传距离和基因流

14个地方鹅品种群体间DA遗传距离和基因流(Nm)见表2。由表2可以看出，丰城灰鹅与浙东白鹅之间的遗传距离最小(0.218 8)；太湖鹅与永康灰鹅的遗传距离最大(0.738 8)。皖西白鹅和永康灰鹅之间的基因流最小(0.401 6)，浙东白鹅与丰城灰鹅的基因流最大(1.493 4)。

2.3 Weitzman遗传多样性保护等级

采用Weitzman方法基于DA遗传距离计算的14个鹅品种的遗传多样性保护等级分析见表3。结果表明14个鹅品种的现实多样性为5.3859，永康灰鹅、酃县白鹅、太湖鹅、百子鹅和雁鹅对总体现实多样性的贡献率较高，均超过10.0%。

表2 品种间DA遗传距离(下三角)及基因流Nm(上三角)Table 2 DA genetic distances(lower triangle) and the gene flow,Nm(upper triangle) between breeds %

表3 14个地方鹅种Weitzman保护等级分析Table 3 Conservation priority of breeds by Weitzman method

2.4 Caballero遗传多样性保护等级

采用Caballero方法计算的14个鹅品种的遗传多样性保护等级分析见表4。14个鹅品种群体的Caballero遗传多样性为0.6491，太湖鹅、永康灰鹅、百子鹅、酃县白鹅和闽北白鹅对总体的遗传多样性具有较高的贡献率，当该品种被从总群中移除时，分别会导致总体遗传多样性减少2.6814%，1.5280 %，1.3692 %，0.8898%和0.5146%。

3 讨 论

3.1 Weitzman遗传多样性保护等级分析

Weitzman遗传多样性保护理论已被用于分析欧洲牛品种[5]、欧洲猪品种[6]、中国绵羊品种[7]及中国猪品种[8]等遗传资源的多样性保护等级分析。其计算方法是基于品种间遗传距离，通过计算总群体现实多样性及各品种对总体现实多样性的贡献率来确定品种优先等级，以最大程度地保护资源群体间的遗传多样性。因此，Weitzman保护理论对特征特性明显、与其他品种间具有较大遗传距离的品种给予最高保护等级[2]。本研究中，Weitzman保护理论将永康灰鹅、酃县白鹅、太湖鹅、百子鹅和雁鹅等列在保护等级的前列，与这几个鹅品种具有独特的特征特性和相对封闭的品种形成历史基本一致[9,10]，上述各品种与其它品种间较大的遗传距离和较少的基因流动也较好的支持了这一结果。

表4 14个地方鹅种的Caballero遗传多样性和多样性损失Table 4 Caballero genetic diversity and loss(-)/gain(+) of diversity(in %)

3.2 Caballero遗传多样性保护等级分析

针对一个品种而言，遗传多样性的组成既包括品种间多样性，也包括品种内多样性。由于Weitzman保护理论仅考虑到品种间遗传多样性，因此往往对品种内遗传多样性较为丰富的资源不能给予合理的保护等级[3-4]。为此，Eding和Meuwissen及 Caballero和Toro等建议在多样性保护等级分析中应同时兼顾品种间遗传多样性和品种内遗传多样性，目前该方法已被用于西班牙绵羊[11]、瑞士山羊[12]、伊比利亚美洲牛[14]、阿曼鸡[15]等遗传资源的多样性保护等级分析。

品种内遗传多样性丰富也是我国地方家禽品种资源的一个显著特点。在本文的14个地方鹅品种中，Caballero理论确定的保护等级顺序与Weitzman结果相比较，太湖鹅、永康灰鹅、百子鹅、酃县白鹅仍排在优先等级的前列，尤其是太湖鹅、永康灰鹅和百子鹅，品种内的多样性十分丰富，其观察杂合度在14个鹅品种群体中是最高的(>0.750)，三个品种种群内个体间多样化的生产性能及特征特性差异也充分体现了这一点。长乐鹅、闽北白鹅和浙东白鹅的保护等级顺序有所上升，亦是因为其品种内的多样性较为丰富。而雁鹅与皖西白鹅品种内遗传多样性相对匮乏，其观察杂合度(<0.600)在14个地方鹅品种群体中是最低的，因此其保护等级顺序发生了一定幅度的下滑。其余品种的保护等级顺序与Weitzman保护理论分析的结果较为一致。

从整体遗传多样性保护角度考虑，太湖鹅、永康灰鹅、百子鹅、酃县白鹅、闽北白鹅和长乐鹅等7个品种具有较高的贡献率，在资源保护中应当给予足够重视。目前，太湖鹅和酃县白鹅已被列入国家级重点保护品种名录，而永康灰鹅和百子鹅仍处于濒危状态，应尽快采取抢救性保护措施。

3.3 合理制定品种资源优先保护决策

在制定我国家禽遗传资源保种方案和调整重点保护品种名录时，品种的遗传多样性贡献率并不是唯一依据[13]，在本文中Caballero保护理论对列入国家级畜禽遗传资源保护名录(2006年)的雁鹅、皖西白鹅等并没有给与较高的保护等级，主要原因是我国在确定国家级重点保护品种名录时，更多的是从品种的区域适应性、群体数量及开发利用情况等角度考虑。皖西白鹅产毛量高、绒质好，具有较高的经济价值；雁鹅是我国地方鹅种中的一个特殊类群，对研究我国地方鹅种起源与分化具有重要作用。

因此，如何给予遗传多样性一个恰当的权重，是保种理论研究及保种方案制定中需要重视的问题。

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ConservationPrioritiesofGeneticDiversityinChineseIndigenousGeeseBreeds

HAN Wei1,2,ZHU Yun-fen1,ZHANG Shuang-jie1,SONG Chi1,XU Wen-juan1LI hui-fang1,ZOU Jian-min1

(1.PoultryInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalScience,Yangzhou225125;2.NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210095)

The objective of this study was to analyze conservation priorities of genetic diversity in Chinese indigenous geese breeds,and to provide a theoretical basis for better indigenous geese conservation programs.The DA genetic distances,gene flows,number of alleles,heterozygosity and polymorphism were measured by twenty-five microsatellite markers.Two conservation strategies,Weitzman method and Caballero method,were used to assess the conservation priorities of forteen Chinese indigenous geese breeds.The results showed the average alleles on the loci were 8.12,and the mean PIC was 0.581.The average observed heterozygosity of the forteen populations were 0.6808,YE and BZ breeds had the least and the highest value，respectively.FC had the shortest mean distance with ZD,and the farthest mean distance was between TH and YK breeds.The Weitzman method suggested that the most important breeds to be preserved were YK,LX,TH,BZ and YE,revealing the contribution rate to extant diversity of more than ten percent.The priority order of Caballero method had some difference from that of Weitzman,it suggested TH,YK,BZ ,LX and MB had higher conservation priority.The reason was that the Weitzman method did not take into account the within-population genetic diversity.In the analysis of,conservation levels,inter-populations genetic diversity and genetic diversity within populations，should be given full consideration to.

microsatellite marker;indigenous geese breeds;genetic diversity;conservation priority

2014-05-27，

2014-07-04

国家自然科学基金项目(31172149)；江苏省科技支撑计划项目(BE2011329)；现代农业品种创新项目(CX(11)1030)

韩 威(1980-)，男，江苏徐州人，在读博士，主要从事家禽遗传育种与保护研究。E-mail:hanwei830@163.com

S811.6

A

1005-5228(2014)10-0014-05