沼泽型水牛mtDNA和Y-STR遗传多样性与起源进化研究

摘要

家养水牛是中国南方的一种重要家畜，通常用于水田的耕作，在稻作文化的发展和传播中扮演着重要的角色。家养水牛由亚洲野水牛在3,000-6,000年前驯化而来，主要分布在南亚、东南亚及东亚的热带和亚热带区域。线粒体DNA（mtDNA）、Y染色体微卫星（Y-STR）与Y染色体单核苷酸多态性（Y-SNP）是研究动物起源最有效的母系起源与父系起源的分子遗传标记。近年来对水牛的分子遗传研究表明，沼泽型水牛与江河型水牛是独立驯化的，江河型水牛是在印度次大陆的西部被驯化的。对沼泽型水牛mtDNA、Y-SNP和基因组芯片数据的研究分别认为沼泽型水牛是在中国西南地区、中国西南-东南亚边境地区、泰国北部地区驯化的，关于沼泽型水牛的驯化地点仍然存在争议。 为了全面分析沼泽型水牛的起源和驯化，本研究以江河型水牛为外群，采集了中国、越南、泰国、老挝、缅甸、印度共800余份沼泽型水牛样本，对mtDNA D-loop区、mtDNA Cytb基因、mtDNA基因组与Y-STR进行了测序和荧光微卫星毛细管电泳测序，分别分析、讨论了沼泽型水牛的遗传多样性、母系起源、父系起源及驯化地点和时间，得出以下结果： （1）沼泽型水牛具有丰富的mtDNA遗传多样性和较弱的系统地理结构。沼泽型水牛mtDNA包括10个支系：SA1、SA2、SA3、SB1、SB2、SB3、SB4、SC、SD和SE，其中SA1为主要支系，SC、SD、SE和SA3为稀有支系。 （2）沼泽型水牛的驯化发生在7,000-3,000年前。SA1支系的驯化在中国长江流域中下游地区约6,400年前，后来的扩张沿着L1和L2路线向长江上游和东南方向迁移，最后到达东南亚；在迁移的过程中，长江流域上游（SB3，约4,100年前）、中国西南-东南亚北部（SB1和SB2，约3,300年前）地区发生了几次后期的驯化活动；发现SA2支系的首次大规模群体扩张（―二次驯化‖）发生在约3,300年的中国西南部。首次提出沼泽型水牛的驯化-迁移-驯化的多次非独立驯化模式。沼泽型水牛的驯化与水稻驯化后的大规模传播有密切的关系。 （3）江河型水牛与沼泽型水牛的分歧时间为913±78Kya，江河型水牛R1与R2支系的分歧时间为82±18Kya，SA、SB支系于189.6±27.2Kya开始逐渐分化形成。SA、SB、SD、SE支系的分化发生在200-130Kya的里斯冰期。水牛的系统发育模式是受冰期影响而形成的，在冰期寒冷的气候和适宜栖息地减少的条件下，水牛被长期隔离而分化为不同的支系，在冰期避难所得以幸存的个体在温暖的冰后期被驯化形成家养水牛。 （4）Y-STR研究发现沼泽型水牛存在4个父系起源（Y1-Y4），Y1支系是主要的父系起源，长江流域可能是Y1支系的驯化中心，西南边境和东南亚是沼泽型水牛父系起源的重要地点之一。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1水牛的分类及遗传资源分布

1.2水牛的遗传多样性及起源、驯化研究进展

1.3 地质板块运动与水牛起源

1.4水稻驯化、传播与水牛驯化

1.5古气候变化与水牛起源

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.3 结果与分析

2.4 讨论

2.5 小结

第三章 水牛mtDNA D-loop的遗传多样性和起源驯化研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与分析

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 沼泽型水牛mtDNA基因组与起源进化研究

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与分析

4.4 讨论

4.5 小结

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与分析

5.4 讨论

5.5 小结

第六章 结论与创新点

6.1 结论

6.2 创新点

参考文献

附录1

附录2

致谢

作者简介