基于GBS简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱.pdf

畜牧兽医学报 2 0 2 3,5 4(9):3 7 1 0-3 7 2 1A c t a V e t e r i n a r i a e t Z o o t e c h n i c a S i n i c ad o i:1 0.1 1 8 4 3/j.i s s n.0 3 6 6-6 9 6 4.2 0 2 3.0 9.0 1 2开放科学(资源服务)标识码(O S I D):基于G B S简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱李在文1,李 响1,李小伟1,李 飙2,江明锋1*(1.西南民族大学畜牧兽医学院,成都 6 1 0 0 4 1;2.四川省龙日种畜场,红原 6 2 4 4 0 1)摘 要:旨在利用简化基因组测序技术(g e n o t y p i n g-b y-s e q u e n c i n g,G B S)构建四川省龙日种畜场的3个麦洼牦牛保种群(全黑群、粉嘴群和弗洛群)系谱,为麦洼牦牛保种选育工作打下基础。本研究从3个保种群选取4 0 6头麦洼牦牛(全黑群2 1 1头、粉嘴群1 4 0头、弗洛群5 5头),采血提取D NA后进行G B S测序,利用获得的S N P对保种群亲缘关系展开研究,并初步构建系谱。结果:G B S测序后获得高质量S N P位点1 2 6 1 2 2个。P C A分析(p r i n c i p a l c o m p o n e n t a n a l y s i s,P C A)表明粉嘴群和全黑群有明显的分化趋势,弗洛群与全黑群、粉嘴群部分个体聚类紧密。本研究共计算出1 6 4 8 3 6个亲缘关系对,依据个体间的亲缘系数,判定出1 3 4个全同胞关系,9 1 2个半同胞关系,1 3 6个疑似亲子关系或全同胞关系,5 2 0个疑似半同胞关系或叔侄关系,2 0 5个疑似半同胞关系或叔侄关系或祖孙关系。结合群体进化树和亲缘关系分析,将保种群划分为1 2个家系(G 1G 1 2)。家系遗传多样性分析结果表明,1 2个家系的观测杂合度(o b s e r v e d h e t e r o z y g o s i t y,H o)为0.2 8 8 90.3 0 5 5,期望杂合度(e x p e c t e d h e t e r o z y g o s i t y,H e)为0.3 0 7 4 0.3 0 7 6,平均H o低于平均H e,表明1 2个家系均存在一定程度的近交,G 8的H o最小,为0.2 8 8 9,其FI S最大,为0.0 6 0 7。本研究利用G B S技术获得的S N P判定了麦洼牦牛保种群的亲属关系,并将保种群划分为1 2个家系,初步完善了保种群的系谱,为后续保种选育方案的实施奠定了基础。关键词:麦洼牦牛;G B S技术;亲缘关系;分子系谱中图分类号:S 8 2 3.8 5 文献标志码:A 文章编号:0 3 6 6-6 9 6 4(2 0 2 3)0 9-3 7 1 0-1 2收稿日期:2 0 2 3-0 2-1 0基金项目:四川省科技计划项目(2 0 2 3 Y F Q 0 0 7 6);四川省重点研发项目(2 0 2 1 Y F N 0 0 0 1);四川省科技计划项目(2 0 2 1 Y F Y Z 0 0 0 1)作者简介:李在文(1 9 9 9-),男,彝族,四川凉山人,硕士生,主要从事分子生物学与生物化学研究,E-m a i l:1 8 3 0 8 2 1 1 2 6 81 6 3.c o m*通信作者:江明锋,主要从事生理基因组学及基因工程研究,E-m a i l:m i n g f e n g j i a n g v i p.s i n a.c o mT h e P e d i g r e e R e c o n s t r u c t i o n o f t h e M a i w a Y a k P r e s e r v e d P o p u l a t i o n B a s e d o n G B S T e c h n o l o g yL I Z a i w e n1,L I X i a n g1,L I X i a o w e i1,L I B i a o2,J I ANG M i n g f e n g1*(1.C o l l e g e o f A n i m a l a n d V e t e r i n a r y S c i e n c e s,S o u t h w e s t M i n z u U n i v e r s i t y,C h e n g d u 6 1 0 0 4 1,C h i n a;2.L o n g r i B r e e d i n g F a r m o f S i c h u a n,H o n g y u a n 6 2 4 4 0 1,C h i n a)A b s t r a c t:T h e s t u d y a i m e d t o c o n s t r u c t t h e p e d i g r e e o f t h r e e p r e s e r v e d p o p u l a t i o n s o f t h e M a i w a y a k s(B l a c k h a i r,P i n k l i p s a n d F u l o)i n L o n g r i b r e e d i n g f a r m,S i c h u a n P r o v i n c e u s i n g g e n o t y-p i n g-b y-s e q u e n c i n g(G B S)t e c h n i q u e,a n d t o l a y a s o l i d f o u n d a t i o n f o r t h e b r e e d i n g a n d s e l e c t i o n o f t h e M a i w a Y a k.A t o t a l o f 4 0 6 M a i w a y a k s(2 1 1 f r o m t h e B l a c k h a i r g r o u p,1 4 0 f r o m t h e P i n k l i p s g r o u p a n d 5 5 f r o m t h e F u l o g r o u p)w e r e s e l e c t e d f r o m t h e c o n s e r v e d p o p u l a t i o n s,b l o o d w a s c o l l e c t e d a n d s e q u e n c e d b y G B S,a n d t h e h i g h-q u a l i t y S N P s o b t a i n e d w e r e u s e d t o s t u d y t h e c o e f-f i c i e n t o f k i n s h i p f o r t h e e n t i r e p o p u l a t i o n a n d c o n s t r u c t i t s p e d i g r e e.T h e r e s u l t s a r e a s f o l l o w s:1 2 6 1 2 2 h i g h-q u a l i t y S N P s w e r e o b t a i n e d a f t e r G B S s e q u e n c i n g a n d q u a l i t y c o n t r o l.P r i n c i p a l 9期李在文等:基于G B S简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱c o m p o n e n t a n a l y s i s(P C A)s h o w e d t h a t b o t h t h e P i n k l i p s g r o u p a n d t h e B l a c k h a i r g r o u p s h o w e d a c l e a r t r e n d o f g e n e t i c d i f f e r e n t i a t i o n,a n d s o m e i n d i v i d u a l s f r o m F u l o g r o u p c l u s t e r e d c l o s e l y w i t h t h e B l a c k h a i r g r o u p a n d t h e P i n k l i p s g r o u p.A t o t a l o f 1 6 4 8 3 6 g e n e t i c r e l a t i o n s h i p p a i r s w e r e c a l c u l a t e d i n t h i s s t u d y.B a s e d o n t h e c o e f f i c i e n t s o f k i n s h i p b e t w e e n i n d i v i d u a l s,1 3 4 f u l l s i b l i n g s,9 1 2 h a l f-s i b l i n g s,1 3 6 s u s p e c t e d p a r e n t-c h i l d r e l a t i o n s h i p s o r f u l l s i b l i n g s,5 2 0 s u s p e c-t e d h a l f-s i b l i n g s o r u n c l e-n e p h e w r e l a t i o n s h i p s,2 0 5 s u p p o s e d h a l f-s i b l i n g s o r u n c l e-n e p h e w r e l a-t i o n s h i p s o r g r a n d c h i l d r e l a t i o n s h i p s w e r e i d e n t i f i e d.C o m b i n i n g p o p u l a t i o n e v o l u t i o n a r y t r e e a n d k i n s h i p a n a l y s i s,t h e e n t i r e p o p u l a t i o n c o u l d b e d i v i d e d i n t o 1 2 l i n e a g e s(G 1-G 1 2).T h e g e n e t i c d i v e r s i t y a n a l y s i s o f t h e m s h o w e d t h a t t h e o b s e r v e d h e t e r o z y g o s i t y(H o)w a s 0.2 8 8 9-0.3 0 5 5 a n d t h e e x p e c t e d h e t e r o z y g o s i t y(H e)w a s 0.3 0 7 4-0.3 0 7 6,w i t h t h e a v e r a g e H o l o w e r t h a n t h e a v e r a g e H e,i n d i c a t i n g a c e r t a i n d e g r e e o f i n b r e e d i n g w i t h i n f a m i l i e s,w i t h G 8 h a v i n g t h e s m a l-l e s t H o a t 0.2 8 8 9 a n d i t s FI S t h e l a r g e s t a t 0.0 6 0 7.I n t h i s s t u d y,S N P s o b t a i n e d b y G B S t e c h-n o l o g y w e r e u s e d t o d e t e r m i n e t h e k i n s h i p o f t h e p r e s e r v e d p o p u l a t i o n,a n d t h e e n t i r e p o p u l a t i o n w a s d i v i d e d i n t o 1 2 f a m i l i e s,w h i c h i n i t i a l l y i m p r o v e d t h e p e d i g r e e o f t h e p r e s e r v e d p o p u l a t i o n a n d l a i d a s o l i d f o u n d a t i o n f o r i m p l e m e n t a t i o n o f t h e s u b s e q u e n t b r e e d i n g s e l e c t i o n p r o g r a m.K e y w o r d s:M a i w a y a k;G B S t e c h n o l o g y;k i n s h i p;m o l e c u l a r p e d i g r e e*C o r r e s p o n d i n g a u t h o r:J I ANG M i n g f e n g,E-m a i l:m i n g f e n g j i a n g v i p.s i n a.c o m 麦洼牦牛是乳肉兼用的高原型地方品种1,乳蛋白质含量高,具有稳定的遗传特性,对高寒牧区有着良好的适应性,是我国珍稀的地方遗传资源2。麦洼牦牛是全国2 1个牦牛地方优良品种之一,列入 四川家畜家禽品种志 和 牛品种志1。改革开放后,川西北高原牧区推广草场联产责任承包制极大的促进了牧区经济发展,同时由于包产到户导致麦洼牦牛群体变小,牧户养殖牦牛近交系数上升,麦洼牦牛繁殖性能和生产性能快速下降,最终导致品种退化3。为了对麦洼牦牛进行提纯复壮,四川省龙日种畜场于2 0 0 4年组建了纯黑(毛色纯黑)、粉嘴(毛色纯黑,鼻唇部毛色为白色)和弗洛(出生时毛色为黑,随着年龄增长逐渐变白)3个核心群进行麦洼牦牛保种选育4。育种场拥有准确的系谱对保证育种工作的正常开展、实施保种选育方案具有十分重要的意义5。随着分子生物学技术的快速发展,已有多种方法对系谱不清的选育群体进行系谱重建。各种D NA分子标记技术应用于动植物选育群体的系谱建立,能够快速且准确地构建群体的系谱,有利于更精确的计算育种值、近交系数和亲缘系数等育种参数,使育种工作更加高效6-8。D NA测序技术的快速发展,使获取大量S N P s信息变得更加便宜和便捷9。基因组测序、基因芯片等高通量检测技术在家畜近交系数、亲缘关系及遗传结构等研究中得到了广泛应用1 0-1 2,为家畜的系谱重建、育种和保种奠定了更坚实的基础。2 0 1 1年E l s h i r e等1 3开发了G B S技术,与其他高通量测序技术相比,该技术具有步骤简单、快速、可重复性高和成本低等特点。目前,在群体遗传学、遗传图谱构建和亲缘关系鉴定等领域应用广泛1 4-1 6。受技术及经济条件限制,牦牛选育过程中往往面临系谱不全甚至缺乏的情形,严重影响了牦牛育种进程,导致牦牛缺乏高产优良品种,我国仅有大通牦牛和和阿仕坦牦牛两个培育品种1 7。在麦洼牦牛育种过程中也发现了系谱信息完整度较低,缺少关键亲属关系信息等问题,严重迟滞了牦牛育种计划的制定和执行。本课题组以龙日种畜场的3个麦洼牦 牛 保 种 群 为 研 究 对 象,进 行 简 化 基 因 组 测序1 8,通过获得的S N P s分析3个保种群的亲缘关系及近交程度,并尝试重新构建完整的系谱为后续的保种和育种工作服务。1 材料与方法1.1 试验材料本试验于2 0 2 0年6月在四川省龙日种畜场进行,以 麦 洼 牦 牛 保 种 群 为 研 究 对 象,从 全 黑 群(QH)、粉嘴群(F Z)和弗洛群(F L)3个保种群中随机选取4 0 6头各年龄段的麦洼牦牛(具体数量见表1)。颈外静脉采血,E D T A抗凝,-8 0保存备用。1173畜 牧 兽 医 学 报5 4卷 表1 3个保种群麦洼牦牛数量统计表T a b l e 1 S t a t i s t i c s o f t h e n u m b e r o f M a i w a y a k s i n t h e 3 p r e s e r v e d p o p u l a t i o n s类群 T a x a总数 T o t a l公牛数 N o.o f b u l l s母牛数 N o.o f c o w s种公牛数 N o.o f s t o c k b u l l sQH2 1 15 11 6 05 2F L5 51 24 31 2F Z1 4 03 11 0 98共计 T o t a l4 0 69 43 1 27 21.2 试验方法1.2.1 D NA提取 采用天根生物科技(北京)的血液D NA提取试剂盒,对全部血样进行D NA提取,采用Q u b i t 2.0测定D NA浓度,同时用1%的琼脂糖凝胶电泳检测。1.2.2 文 库 构 建 及 测 序 参 照 文 库 构 建 方法1 9,用M s e I限制性核酸内切酶对检测合格的D NA进行酶切处理,在酶切片段两侧加上带有b a r-c o d e的接头,然后P C R扩增,再混合扩增产物,选取所需片段建立文库。构建的文库使用Q u b i t 2.0进行初步定量,稀释至1 n gL-1后使用A g i-l e n t 2 1 0 0 B i o a n a l y z e r进行库检2 0。插入片段长度符合预期后,采用q-P C R对文库的有效浓度进行准确定量(文库有效浓度2 n m o lL-1),保证文库质量2 1。库检合格,依据不同文库的有效浓度及目标下机数据量的需求混池,随后进行I l l u m i n a H i-s e q P E 1 5 0测序2 2。1.3 数据统计及分析1.3.1 数据质控及S N P检测 将测序得到的原始图像数据文件(I l l u m i n a H i-s e q测序平台)转化为原始测序序列,质控后获得有效序列。从N C B I获得野牦牛B o s m u t u s(P R J NA 2 2 1 6 2 3)参考基因组,使用比对软件B r o a d b a n d W i r e l e s s A c c e s s(BWA)(参数为m e m-t 4-k 3 2-M)2 3将获得的数据与参考基因组进行对比。采用S AMTOO L S2 4软件检测所有S N P s,根据以下条件过滤S N P位点:测序深度3,缺失率0.0 5。获得高质量S N P位点,用于后续研究。1.3.2 群体遗传结构分析 利用G C T A2 5软件和R语言包(g g b i p l o t)基于个体间S N P的差异,进行P C A分析;采用T r e e B e s t 1.9.22 6计算遗传距离矩阵,构建系统进化树。1.3.3 近交系数的计算 基于个体间S N P差异,采 用G C T A软 件 计 算 全 部 个 体 的 近 交 系 数(FI S)。将个体的近交水平分为以下4种近交程度2 7:血亲程度FI S 1/8;近亲程度1/8 FI S1/3 2;中亲程度1/3 2FI S1/1 2 8;远亲程度FI S1/1 2 8。1.3.4 亲缘系数计算及亲缘关系G矩阵 基于血缘同源(i d e n t i t y-b y-d e s c e n t,I B D)信息,利用G C T A软件计算所有个体间的亲缘系 数后用R v e r s i o n 3.6.32 8进行聚类分析,并用p h e a t m a p 1.0.1 2软件包绘制出4 0 64 0 6的矩阵。将亲缘系数按其大小分为亲子、全同胞、半同胞等不同的关系。1.3.5 亲缘关系分析及整理方法 由于麦洼牦牛多为两年一胎或三年两胎2 9,当二者年龄差小于3时必为同代,当年龄差大于3则需要进一步亲属关系判定。根据两两之间的亲缘系数和年龄差,初步判定其亲缘关系,具体判定条件见表2。表2 亲缘关系判定条件T a b l e 2 K i n s h i p d e t e r m i n a t i o n c o n d i t i o n判定条件1 R e f e r e e c o n d i t i o n 1判定条件2 R e f e r e e c o n d i t i o n 2判定结果 R e s u l tR0.9 0 0无本身0.9 0 0R0.6 0 0无祖上有近交0.6 0 0R0.4 4 5Y3全同胞关系0.6 0 0R0.4 4 5Y3亲子关系/全同胞关系0.4 4 5R0.2 4 5Y3半同胞关系0.4 4 5R0.2 4 58Y3半同胞关系/叔侄关系0.4 4 5R0.2 4 5Y8半同胞关系/叔侄关系/祖孙关系R0.2 4 5无无亲缘关系表中R表示亲缘系数,Y表示年龄R d e n o t e s t h e k i n s h i p c o e f f i c i e n t a n d Y d e n o t e s a g e2173 9期李在文等:基于G B S简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱 根据上述判定条件,用E x c e l 2 0 1 6整理亲缘系数,并进行性别、年龄、样本编号及亲缘系数等数据的处理。根据表2的条件,在E x c e l平台中利用V i s u a l B a s i c编辑器设置一个宏代码,利用该宏代码实现判定和整理归纳亲缘关系信息的自动化。1.3.6 家系构建 根据 畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法3 0要求,构建家系要求在3个世代内没有血缘关系,则不同家系间亲缘系数应小于0.0 6 2 5。通过P L I NK v 1.9 0软件计算个体间亲缘关系,并利用最长距离法进行聚类分析。根据群体进化树的结果,利用ME GA v 7软件建立体现个体遗传距离的聚类图,以此进行保种群的家系构建。育种工作中通常以优良种公牛进行较大规模的配种。尤其在推行人工授精的育种场,优良种公牛拥有较多的后代数量往往有利于获得更好的遗传进展。因此,本研究对公牦牛血统进行了系统的研究。从保种群中选取48岁的公牦牛,并在保种群进化树图中标出这些公牦牛所在位置。根据MA F和缺失率进行S N P过滤,统计个体间的遗传距离,并根据N J法进行聚类分析,绘制出公牦牛进化树图。1.3.7 家系验证分析 为检验构建的家系效果,将个体按照构建的家系分组并进行遗传多样性分析,基于S N P采用G C T A软件计算每 个 个 体 的FI S、H e、H o,并将家系内个体的H e、H o、FI S取平均值作为每个家系的H e、H o、FI S。为衡量家系间的遗传分化程度,用R语言包计算家系间的群体遗传分化系数(FS T)和群体遗传距离(D R)。FS T的取值范围在01,FS T=00.0 5:群体间遗传分化可忽略不计;FS T=0.0 50.1 5:群体间存在中等程度的遗传分化;FS T=0.1 50.2 5:群体间存在较高程度的遗传分化;FS T 0.2 5:群体间遗传分化程度极高,不同群体间的等位基因已固定。2 结 果2.1 基因组D N A提取提取全部样本血液基因组D NA,D NA浓度范围在4 01 2 0 n gL-1,经电泳检测(图1)后发现D NA条带整齐,无拖尾。表明提取的D NA符合试验要求。M为D NA相对分子质量标准;S为标准品;11 5为样品原液M i s T r a n s 2 k p l u s;S i s s t a n d a r d;1-1 5 a r e s a m p l e s s t o c k s o l u t i o n图1 部分牦牛样本基因组D N A电泳图F i g.1 G e n o m i c D N A e l e c t r o p h o r e s i s o f p a r t i a l y a k s a m p l e s2.2 测序数据产出与质控本研究获得有效碱基数2 7 9.2 12 4 5 6.3 4 M b,共产生3 2 7.5 1 7 G b原始测序序列,平均为8 0 6.6 9 M b;过滤 后 共 产 生3 2 7.5 1 2 G b有 效 序 列,平 均 为8 0 6.6 8 M b。碱基检测错误率为0.0 4%0.0 6%,平均为0.0 4%;Q 2 0质量 的碱基 占 比9 3.8 3%9 7.5 8%,平均为9 5.7 3%;G C碱基含量为3 6.5 6%4 0.2 8%,平均为3 8.8 8%;获得有效读长数1.9 41 7.0 8 M b,平均为5.6 0 M b;有效读长比对到参考基 因 上 的 比 例 为9 2.6%9 9.6 8%,平 均 为9 8.7 5%;测 序 深 度 为5.6 5 3 1.6 4,平 均 为1 4.3 3,平均覆盖度为3.4 6%。表明本次测序所获数据可满足后续分析要求。2.3 S N P检测利用S AMTOO L S软件检测获得数据的S N P位点,共鉴定出1 6 2 8 8 0 5个S N P s位点,经质控得到1 2 6 1 2 2个高质量S N P s位点。获得的高质量S N P s与参考基因组序列进行对比分析,图2为质控S N P位点数目及基因组序列长度,可看出S N P的数目随基因组序列片段长度的增加而增加,S N P分布相对均匀。3173畜 牧 兽 医 学 报5 4卷 竖轴表示基因组序列长度,曲线表示S N P s数目T h e v e r t i c a l a x i s i n d i c a t e s t h e g e n o m e s e q u e n c e l e n g t h a n d t h e c u r v e i n d i c a t e s t h e n u m b e r o f S N P s图2 质控S N P s位点数与基因组序列片段长度变化趋势图F i g.2 V a r i a t i o n t r e n d o f S N P s n u m b e r a n d g e n o m e s e q u e n c e l e n g t h2.4 群体遗传结构分析 2.4.1 P C A分析 经计算P C 1、P C 2的贡献率分别为4.7 5%、2.7 2%。由图3可知,4 0 6头麦洼牦牛聚成不同类群,F L群聚类紧密,与另外两群部分个体聚在一起;QH群和F Z群存在明显的分层,群内个体分布不均匀,QH群部分个体脱离群体与F Z群聚在一起。图3 4 0 6头麦洼牦牛P C A分析F i g.3 P C A a n a l y s i s o f 4 0 6 M a i w a y a k s2.4.2 群体进化树分析 从聚类分析N J树(图4)可以看出,保种群可分为两大支,其中一大支由QH群聚类形成,有个体与F Z群和F L群聚类在一起;另一大支由F L和F Z群组成,分化过程中F Z群单独形成一支,F L群也分离出一小支,但F L群部分个体与QH群和F Z群聚在一起。浅灰色.QH群;黑色.F L群;深灰色.F Z群L i g h t g r e y.QH;B l a c k.F L;D a r k g r e y.F Z图4 4 0 6头麦洼牦牛系统进化树F i g.4 P h y l o g e n e t i c t r e e o f 4 0 6 M a i w a y a k s2.5 G矩阵分析本研究利用G C T A软件计算得到1 6 4 8 3 6个亲缘关系对,并绘制出保种群的亲缘关系G矩阵,见图5。图中红色对称轴表示每个样本与其本身亲缘系数,白色大多聚在对称轴附近。左上角有两个白色方块构成的矩形区域,表示群落间的亲缘关系较近,发现这两个区域个体均属于QH群和F L群,这与群体进化树分析结果一致;右下角仅有少量白4173 9期李在文等:基于G B S简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱色方块,表示个体间亲缘关系较远。右上角零星散落的少许白色方块可能是近交导致的部分个体亲缘系数过大。矩阵的右侧和下侧显示样本编号,每个小方块表示两个个体的亲缘关系,红色方块表示该样本与本身的亲缘系数,白色表示个体间亲缘关系较近,蓝色表示个体间无亲缘关系T h e r i g h t a n d l o w e r s i d e s o f t h e m a t r i x s h o w t h e s a m p l e s n u m b e r,e a c h s m a l l s q u a r e i n d i c a t e s t h e a f f i n i t y o f t w o i n d i v i d u-a l s,r e d s q u a r e s i n d i c a t e t h e a f f i n i t y c o e f f i c i e n t b e t w e e n t h a t s a m p l e a n d i t s e l f,w h i t e s q u a r e s i n d i c a t e c l o s e a f f i n i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l s,b l u e s q u a r e s i n d i c a t e n o a f f i n i t y b e t w e e n i n d i v i d u a l s图5 保种群G矩阵图F i g.5 C o n s e r v e d g r o u p G m a t r i x v i s u a l i z a t i o n r e s u l t s 通过G C T A软件计算所有个体的近交系数(FI S),根据“1.3.3”判定个体的近亲程度,以此验证亲缘关系分析的可靠性。经统计,保种群共有1 1个血亲程度个体,8 4个近亲程度个体,1 2 1个中亲程度个体,剩下1 9 0个远亲程度个体。2.6 亲缘关系分析及结果整理按照“1.3.5”中的方法判定保种群的亲缘关系,共鉴定出1 3 4个全同胞关系,9 1 2个半同胞关系,1 3 6个疑似亲子关系或全同胞关系,5 2 0个疑似半同胞关系或叔侄关系,2 0 5个疑似半同胞关系或叔侄关系或祖孙关系。由于麦洼牦牛多为两年一胎或三年两胎,对年龄在3岁之内(同代)的亲缘关系判定的准确性较高,可直接判定出全同胞和半同胞关系,相关结果可直接用于保种选育。而另外几种亲缘关系(两代及以上)的判定需要进一步的遗传分析。2.7 家系构建2.7.1 保种群家系构建 麦洼牦牛保种群的聚类如图6所示。根据 畜禽遗传资源保种场保护区和基因库管理办法,将龙日种畜场麦洼牦牛划分为1 2个家系,从右至左分别命名为G 1G 1 2。从图6可以看出,大部分家系中的个体数量及位置分布较为均匀,但G 5、G 6、G 8和G 1 1家系的遗传距离较远,聚在该家系的个体数目较少。2.7.2 公牦牛家系构建 公牦牛分布进化树如图7 A所示,其黑色标记表示公牦牛。从中可以直观看出麦洼公牦牛在保种群中分布比较均匀,但与5173畜 牧 兽 医 学 报5 4卷 纵坐标表示个体间遗传距离,横坐标表示每个样本编号,序号代表家系编号T h e v e r t i c a l c o o r d i n a t e i n d i c a t e s t h e g e n e t i c d i s t a n c e b e t w e e n i n d i v i d u a l s,t h e h o r i z o n t a l c o o r d i n a t e i n d i c a t e s e a c h s a m p l e n u m b e r,a n d t h e s e r i a l n u m b e r r e p r e s e n t s t h e f a m i l y l i n e n u m b e r图6 麦洼牦牛家系聚类图F i g.6 C l u s t e r d i a g r a m o f M a i w a y a k s群体进化树分析对比,有2 8头公牦属于QH群,超过半数;有1 0头公牦牛属于F Z群;F L群仅有4头公牦牛。公牦牛聚类如图7 B所示,当亲缘系数为0.0 6 2 5时,可将4 2头麦洼公牦牛划分成3个血统,其中QH 1 1 8与QH 1 1 9各成一种血统。当亲缘关系设为 0.1 2 5 0时,可将4 2头麦洼公牦牛划分成1 2个血统。从该结果中可知,F L群的公牦牛有2种血统,F Z群的公牦牛有3种血统,而QH群的公牦牛有7种血统。在排除个体数量较少的血统后,发现QH群的血统组成最完善,可分为6种血统,且个体数量较多。A.4 2头麦洼公牦牛分布情况;B.4 2头麦洼公牦牛聚类图:图右侧为公牦牛个体编号;图左侧两条竖线分别表示亲缘系数为0.0 6 2 5、0.1 2 5 0,与聚类图交叉即分为一个家系A.D i s t r i b u t i o n o f 4 2 M a i w a m a l e y a k s;B.P e d i g r e e c l u s t e r i n g o f 4 2 M a i w a m a l e y a k s:O n t h e r i g h t s i d e o f t h e p i c t u r e i s t h e i n d i v i d u a l n u m b e r o f m a l e y a k;T h e t w o v e r t i c a l l i n e s o n t h e l e f t s i d e o f t h e f i g u r e i n d i c a t e t h e k i n s h i p c o e f f i c i e n t s o f 0.0 6 2 5 a n d 0.1 2 5 0,r e s p e c t i v e l y,c r o s s i n g w i t h t h e c l u s t e r d i a g r a m i s d i v i d e d i n t o a f a m i l y图7 4 2头麦洼公牦牛分析结果F i g.7 R e s u l t s o f a n a l y s i s o f 4 2 M a i w a m a l e y a k s2.8 家系验证分析由表3可知,保种群平均FI S为0.0 2 1 3,G 5、G 6、G 8、G 1 1家系FI S均高于保种群平均FI S,表明这些家系近交程度较高,其中G 8家系的FI S最大,6173 9期李在文等:基于G B S简化基因组测序数据重建麦洼牦牛保种群系谱为0.0 6 0 7;G 1 0家系的