利用基因芯片開展廣西麻雞2個(gè)群體親緣關(guān)系的遺傳分析

屠云潔，唐燕飛，蔣華蓮，劉一帆，單艷菊，姬改革，巨曉軍，章 明，鄒劍敏，束婧婷*

（1.江蘇省家禽科學(xué)研究所，江蘇省家禽遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇揚(yáng)州 225125；2.廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司，廣西南寧 530024）

廣西麻雞在馬山縣稱為里當(dāng)雞，在靈山縣稱為靈山香雞，屬兼用型地方品種。里當(dāng)雞是馬山縣東部石山區(qū)8 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的優(yōu)質(zhì)特產(chǎn)，其體型適中、皮黃、肉質(zhì)細(xì)嫩、口感香甜，是上等的肉質(zhì)補(bǔ)品。靈山香雞具有悠久的養(yǎng)殖歷史，其祖先為野生紅原雞，又稱北部灣原雞，是中國(guó)原始雞種3 個(gè)亞種之一；經(jīng)過(guò)多年選育，靈山香雞已成為廣西優(yōu)良的地方優(yōu)質(zhì)肉雞品種，其體軀矮小緊湊、肉嫩滑、雞味香濃、肌內(nèi)脂肪含量高[1-2]。里當(dāng)雞與靈山香雞分別于2004 年和2007 年通過(guò)廣西自治區(qū)畜禽品種審定委員會(huì)審定，均被認(rèn)定為廣西地方雞品種；2009年7 月又通過(guò)國(guó)家畜禽遺傳資源審定委員會(huì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，并建議2 個(gè)雞種合并，命名為“廣西麻雞”。2010 年1 月，廣西麻雞正式通過(guò)國(guó)家畜禽遺傳資源委員會(huì)認(rèn)定[3-5]。

作為深受消費(fèi)者喜愛的地方品種，里當(dāng)雞和靈山香雞具有耐粗飼、善飛翔、覓食能力強(qiáng)、肉質(zhì)細(xì)嫩、氣味香濃等特點(diǎn)，但都存在體型較小、生長(zhǎng)較慢、產(chǎn)蛋較少、飼料轉(zhuǎn)化率偏低等缺點(diǎn)，制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，因此需要開展本品種選育，并導(dǎo)入生產(chǎn)性能更高的品種，以培育出生產(chǎn)性能更高、品質(zhì)更優(yōu)的優(yōu)質(zhì)肉雞配套系，更好地促進(jìn)廣西麻雞的開發(fā)利用。

近年來(lái)，廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司聯(lián)合江蘇省家禽科學(xué)研究所對(duì)廣西麻雞2 個(gè)群體（即里當(dāng)雞和靈山香雞）進(jìn)行了系列選育，以提高其生長(zhǎng)速度、繁殖性能等。經(jīng)過(guò)幾個(gè)世代的選育，廣西麻雞2 個(gè)群體生產(chǎn)性能明顯提高。為了研究里當(dāng)雞和靈山香雞之間的親緣關(guān)系，更好地培育富鳳麻雞配套系，本實(shí)驗(yàn)利用芯片（55K）技術(shù)開展2 個(gè)群體的親緣關(guān)系分析，為培育市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)麻雞配套系提供參考和幫助。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 里當(dāng)雞（MA）：來(lái)源于廣西馬山縣，廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司2003 年從廣西馬山縣里當(dāng)鄉(xiāng)收集里當(dāng)雞9 600 枚種蛋，出雛7 072 只雞苗，經(jīng)過(guò)近十年閉鎖繁育，2012 年開始組建家系選育，上籠母雞測(cè)定數(shù)1 300 只以上，每個(gè)世代組建家系數(shù)60 個(gè)以上，重點(diǎn)選育繁殖性能、群體均勻度、性成熟。

靈山香雞（MB）：來(lái)源于廣西靈山縣，廣西富鳳農(nóng)牧集團(tuán)有限公司2002 年從廣西靈山縣興牧公司購(gòu)進(jìn)了1 日齡靈山香雞雛雞10 000 只，經(jīng)過(guò)十年閉鎖選育，2012 年建成了廣西區(qū)級(jí)廣西麻雞保種場(chǎng)。2012 年開始組建家系選育，上籠母雞測(cè)定數(shù)1 300 只以上，每個(gè)世代組建家系數(shù)60 個(gè)以上，重點(diǎn)選擇早期增重、均勻度、早熟性、胸腿肌發(fā)育，同時(shí)兼顧羽毛生長(zhǎng)速度。

1.2 樣品采集和SNP 基因分型 從MA 和MB 群體中分別隨機(jī)抽取25 只雞（公雞13 只，母雞12 只），翅靜脈采血1 mL，ACD 抗凝，-20℃保存，備用。利用DNA 提取試劑盒（天根生化科技（北京）有限公司）提取DNA。利用京芯一號(hào)芯片（55 K，北京康普森生物技術(shù)有限公司）對(duì)MA 和MB 群體進(jìn)行遺傳分析，獲得基因分型數(shù)據(jù)。對(duì)基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)控（Plink（V1.90）軟件），保留分型最好的位點(diǎn)進(jìn)行后續(xù)遺傳分析。本實(shí)驗(yàn)基因型數(shù)據(jù)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)如下：只使用常染色體上的位點(diǎn)；檢出率大于90%；最小等位基因頻率大于0.05。

1.3 主成分分析（Principal Component Analysis,PCA）分析群體遺傳結(jié)構(gòu) 利用PCA Plink（V1.90）PCA 分析MA 和MB 2 個(gè)群體的遺傳結(jié)構(gòu)[6]。

1.4 基于G 矩陣（二維樹狀數(shù)組）分析基因組親緣關(guān)系G 矩陣是使用全基因組標(biāo)記構(gòu)建的基因組關(guān)系矩陣[7]。利用Gmatrix（V2）+R 軟件，通過(guò)G 矩陣分析2 個(gè)群體的親緣關(guān)系。

1.5 基于狀態(tài)同源（Idengtical by state,IBS）的距離矩陣分析 使用Plink（V1.90）+R 軟件，通過(guò)IBS 的距離矩陣分析廣西麻雞2 個(gè)群體個(gè)體間的親緣關(guān)系。

1.6 聚類分析 實(shí)驗(yàn)基于SNP 基因分型數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹，使用Mega X（V10.0）+R 軟件，通過(guò)鄰接法（Neighbor-Joining,NJ），基于IBS 遺傳距離分析結(jié)果對(duì)樣本進(jìn)行聚類[8]。

1.7 近交系數(shù)分析 利用Plink（V1.90）計(jì)算個(gè)體中基于長(zhǎng)純合片段（Runs Of Homozygosity，ROH）的總長(zhǎng)度占常染色體基因組總長(zhǎng)的比例，得到基于ROH 的近交系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 PCA 分析 通過(guò)PCA 結(jié)果可以初步了解群體的遺傳結(jié)構(gòu)。通常2 個(gè)群體的個(gè)體空間直線距離越近，遺傳關(guān)系越近；個(gè)體空間直線距離越遠(yuǎn)，遺傳關(guān)系就越遠(yuǎn)。從圖1 可以看出，來(lái)自MA 和MB 的個(gè)體隨機(jī)聚在一起，沒有出現(xiàn)明顯分別聚類的現(xiàn)象，說(shuō)明這2 個(gè)群體的遺傳背景相似。

圖1 MA 和MB 的PCA 結(jié)果

2.2 親緣關(guān)系分析 由圖2 和圖3 可知，MA 與MB 群體中大多數(shù)樣本親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，只有少數(shù)個(gè)體親緣關(guān)系較近。

圖2 G 矩陣分析結(jié)果

圖3 IBS 矩陣分析結(jié)果

2.3 聚類分析 由圖4、圖5 可知，MA 和MB 的公雞群體分別被聚為一大類，MA 和MB 公母混合的群體也分別被聚為一類，說(shuō)明MA 和MB 群體間親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

圖4 MA 和MB 公雞NJ 聚類分析結(jié)果

圖5 MA 和MB 群體50 個(gè)個(gè)體NJ 聚類分析結(jié)果

2.4 基于ROH 的近交系數(shù)分析 實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)MA 和MB 個(gè)體的ROH 長(zhǎng)度與數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出群體平均基于ROH 的近交系數(shù)。廣西麻雞群體平均近交系數(shù)為0.022 5，MA 和MB 群體近交系數(shù)分別為0.018 9 和0.026 2，說(shuō)明廣西麻雞個(gè)體間近交程度低。

3 討 論

本研究基于芯片基因型數(shù)據(jù)，通過(guò)PCA、G 矩陣、NJ 聚類和近交系數(shù)對(duì)廣西麻雞2 個(gè)群體親緣關(guān)系進(jìn)行了遺傳分析。通過(guò)PCA 分析發(fā)現(xiàn)，2 個(gè)群體來(lái)自于共同的祖先，遺傳背景相似。相對(duì)于根據(jù)系譜信息進(jìn)行的親緣關(guān)系分析結(jié)果來(lái)看，在標(biāo)記密度合適的情況下，G矩陣[5]能更真實(shí)的反應(yīng)個(gè)體間的親緣關(guān)系。本研究基于55K 芯片開展的G 矩陣分析結(jié)果表明，這2 個(gè)群體親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。

NJ 聚類分析表明，MA 和MB 個(gè)體分別聚為一類。里當(dāng)雞和靈山香雞是經(jīng)過(guò)人們長(zhǎng)期選育而成的2 個(gè)不同的雞群，分別來(lái)自于廣西馬山縣里當(dāng)鄉(xiāng)和廣西靈山縣，兩地相距超過(guò)200 km，均山高坡陡，交通不便。由于靈山香雞和里當(dāng)雞生長(zhǎng)速度不同，經(jīng)過(guò)富鳳公司多年的閉鎖繁育，靈山香雞的生長(zhǎng)速度較快，經(jīng)過(guò)多年選育，群體出現(xiàn)遺傳分化，聚類分析表明，MA 和MB 分別聚為一大類，說(shuō)明2 個(gè)群體經(jīng)過(guò)多年的閉鎖繁育，親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)，在利用這2 個(gè)群體進(jìn)行雜交配套利用時(shí)能夠產(chǎn)生較好的雜種優(yōu)勢(shì)，為培育市場(chǎng)需求的優(yōu)質(zhì)麻雞配套系提供參考和幫助。

已有研究表明，ROH 的長(zhǎng)度和頻率可以反映個(gè)體近交情況，推測(cè)群體近交歷史[9-10]。ROH 的總長(zhǎng)越長(zhǎng)或數(shù)量越多，說(shuō)明該個(gè)體的近交系數(shù)就越高，長(zhǎng)的ROH片段越多，家系內(nèi)近交的可能性越高[11]。基于ROH 計(jì)算的基因組近交系數(shù)比其他多種方法計(jì)算的近交系數(shù)更能反映群體真實(shí)的近交水平[12]。MA 和MB 群體近交系數(shù)都很低，說(shuō)明廣西麻雞2 個(gè)群體個(gè)體間避免近親交配，近交程度較低，個(gè)體間親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)。

4 結(jié) 論

本研究基于55K 芯片基因型數(shù)據(jù)，PCA 分析表明廣西麻雞2 個(gè)群體的個(gè)體隨機(jī)聚在一起，沒有出現(xiàn)明顯分別聚類的現(xiàn)象；G 矩陣和NJ 分析結(jié)果均表明2 個(gè)群體間親緣關(guān)系相對(duì)較遠(yuǎn)，近交系數(shù)較低。