李昕鹏 展亚楠 信爱国 黄艳 黄合特 张雪伟 孔小艳

摘要 [目的]了解建水黄褐鸭系统发育、遗传分化和遗传多样性。[方法]选取18只建水黄褐鸭、4只北京鸭、6只揭阳鸭和6只克里莫M18，利用PCR技术对其mtDNA D-loop区序列进行扩增，结合NCBI部分野鸭和家鸭序列，利用MEGA、DNAsp、Arlequin软件进行聚类分析、遗传分化和遗传多样性分析。[结果]建水黄褐鸭与绿头鸭及斑嘴鸭2种野鸭亲缘关系更近；遗传分化指数和遗传距离均以建水黄褐鸭和北京鸭之间最大；建水黄褐鸭、北京鸭、揭阳鸭和克里莫M18这4个群体中建水黄褐鸭群体遗传多样性最低。[结论]建水黄褐鸭可能有绿头鸭和斑嘴鸭

2个母系起源；建水黄褐鸭群体遗传多样性偏低，为今后更好地利用地方畜禽资源，应采取相应措施保护其遗传多样性。

关键词 建水黄褐鸭；D-loop；遗传分化；遗传距离；遗传多样性

中图分类号 S834 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）02-0083-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.02.017

開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Analysis of Genetic Diversity in the Mitochondrial D-loop Region of Jianshui Yellow Brown Duck

LI Xin-peng，ZHAN Ya-nan，XIN Ai-guo et al

（1.College of Animal Science and Technology，Yunnan Agricultural University，Kun ming，Yunnan 650201;2.Institute of Poultry and Poultry Diseases，Yunnan Academy of Animal Husbandry and Veterinary Sciences，Kunming，Yunnan 650224）

Abstract [Objective]To understand the phylogeny，genetic differentiation and genetic diversity of Jianshui yellow brown duck.[Method]18 Jianshui yellow brown ducks，4 Pekin ducks，6 Jieyang ducks and 6 Cremo M18 were selected for the experiment.The mtDNA D-loop region sequences were amplified by PCR technology.Combined with some NCBI wild ducks and domestic ducks，MEGA，DNAsp，Arlequin software were used for cluster analysis，genetic differentiation and genetic diversity analysis.[Result]The results showed that Jianshui yellow brown duck was more closely related to two wild ducks，namely，mallard duck and spotted billed duck;the genetic differentiation index and genetic distance between Jianshui yellow brown duck and Beijing duck were the largest;Jianshui yellow brown duck population has the lowest genetic diversity among the four populations of Jianshui yellow brown duck，Beijing duck，Jieyang duck and Kerimo M18.[Conclusion]Jianshui yellow brown duck may have 2 matrilineal origins，originating from mallard duck and spotted billed duck;the genetic diversity of Jianshui yellow brown duck population is relatively low.In order to make better use of local livestock and poultry resources in the future，corresponding measures should be taken to protect its genetic diversity.

Key words Jianshui yellow brown duck;D-loop;Genetic differentiation;Genetic distance;Genetic diversity

基金项目 云南省重大科技专项（202102AE090029）；国家现代农业产业技术（水禽）体系资助项目（CARS-42-54）。

作者简介 李昕鹏（1998—），男，云南昆明人，硕士研究，研究方向：动物遗传资源挖掘与利用。*通信作者，讲师，博士，从事动物遗传资源挖掘与利用和动物营养方面的研究。

收稿日期 2023-01-01

中国养鸭历史悠久，最早可以追溯到2 228年前。在长期饲养过程中，不同的自然环境、气候、文化等孕育了我国丰富的鸭资源，据统计，我国鸭品种数量约占世界的48%。随着社会经济的发展，企业大量引进国外商业品种，同时对地方畜禽资源的认识和管理不够充分，致使我国地方水禽品种遭到严重破坏，遗传多样性降低，保护我国水禽遗传资源迫在眉睫。

建水黄褐鸭又称酱色鸭、牛屎鸭，原产于云南省建水县，中心产区为建水县临安镇、南庄镇、西庄镇、面甸镇、曲江镇等地，以机警灵活易放牧、耐粗饲、适应性强、产蛋量高、肉质香嫩而闻名，2009年通过国家畜禽遗传资源委员会鉴定。在外来鸭种的冲击下，黄褐鸭数量逐渐减少。作为一个地方品种，目前关于建水黄褐鸭的研究仅见生产性能、屠宰性能的报道，未见其分子水平方面的研究报道。线粒体DNA D-loop区广泛应用于探究各品种间遗传分化、親缘关系和遗传多样性等。该试验基于mtDNA D-loop部分序列分析建水黄褐鸭群体的遗传多样性，探究其遗传起源，为建水黄褐鸭种质资源保护、选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验动物及材料

建水黄褐鸭采自云南省建水县黄褐鸭保种场，北京鸭、揭阳鸭、克里莫M18（也称奥白星M18，法国克里莫公司选育）采自云南畜牧兽医科学院鸭场，使用含EDTA抗凝剂的真空采血管从鸭翅静脉采血5 mL，冰袋低温保存带回实验室，-20 ℃冰箱保存备用，样本信息见表1。

1.2 基因组DNA提取

用天根DNA提取试剂盒提取血液基因组DNA，1％琼脂糖凝胶检测DNA的质量和浓度。

1.3 PCR扩增、测序 参照李慧芳等的引物，引物由北京擎科生物科技有限公司昆明分公司合成，具体为：

正向引物，GTTATTTGGTTATGCATATCGTG；反向引物，CCATATACGCCAACCGTCTC。

PCR反应体系为： 2×Taq Mix 12.5 μL，上游引物和下游引物各1.0 μL，模板2.0 μL，ddHO 8.5 μL，总体积25.0 μL。反应程序为：95 ℃预变性5 min，94 ℃变性30 s，54.4 ℃退火30 s，72 ℃延伸30 s，35个循环，72 ℃后延伸10 min，4 ℃保存。PCR产物送北京擎科生物科技有限公司昆明分公司测序。

1.4 数据处理

将测序数据中的ab1文件用Chromas v2.6.5软件打开，删除前端和末端测序不准确序列，对每条序列进行矫正与核对。利用Mega X软件Clustal模块进行多序列比对，计算群体间的遗传距离，采用NJ法（Neighbor-Joining）Kimura 2-parameter模型重复抽样1 000次构建系统发育树。利用DNAsp6软件统计单倍型数量，计算单倍型多样度、核苷酸多样度、平均核苷酸差异数。利用Arlequin 3.5计算种群遗传变异、遗传分化等参数。

2 结果与分析

2.1 mtDNA D-loop区单倍型分析

利用DNAsp软件对4个群体共34个个体D-loop区进行单倍型分析，共分析到16个单倍型（表2），其中共享单倍型2个（hap1和hap3）（表3），特有单倍型14个，建水黄褐鸭有7种（hap8、hap9、hap10、hap11、hap12、hap13、hap14）。hap1、hap8是黄褐鸭群体的优势单倍型。多态性分析显示，34条序列检测到的单碱基突变位点49个，其中单一多态位点25个，简约信息位点24个。

2.2 聚类分析

从NCBI网站下载四川麻鸭（登记号：KX592536）、金定鸭（登记号：MF069248）、建昌鸭（登记号：FJ167857）3种家鸭和绿头鸭（登记号：AY506877）、斑嘴鸭（登记号：AY506871）、赤膀鸭（登记号：AY112944）、绿翅鸭（登记号：KC771255）、花脸鸭（登记号：JF730435）、针尾鸭（登记号：AY112939）6种野鸭，采用NJ法构建系统发育树（图1），25条序列明显分为2支，花脸鸭、赤膀鸭、针尾鸭和绿翅鸭聚成了一支，建水黄褐鸭、建昌鸭、金定鸭、四川麻鸭、绿头鸭、斑嘴鸭聚为一支，在GroupA中hap6、hap7、hap2、hap4、hap14、hap15这6个单倍型可以聚为一个小的亚簇（图1中红色线条标出）。

2.3 群体遗传分化分析

遗传分化指数可以反映各群体间遗传分化程度。从4个品种的群体间遗传分化指数可以看出，建水黄褐鸭与北京鸭、克里莫M18，北京鸭与揭阳鸭存在显著的遗传分化（表4）。种群间的遗传距离大小也能体现两两群体间亲缘关系的远近，4个品种中，建水黄褐鸭与北京鸭遗传距离最远，建水黄褐鸭与揭阳鸭遗传距离最近（表4）。

2.4 遗传多样性分析

4个家鸭品种遗传多样性结果见表5。由表5可看出，单倍型多样性从高到低依次是北京鸭、克里莫M18、黄褐鸭、揭阳鸭；核苷酸多样性最高是北京鸭，其次是克里莫M18、揭阳鸭，最低的是建水黄褐鸭；平均核苷酸差异数最大的是北京鸭，其次是克里莫M18，揭阳鸭和建水黄褐鸭较小。

2.5 变异来源分析

AMOVA分析可以探究变异的主要来源。由表6可以看出，4个品种中，品种内变异占80.91%，品种间变异占19.09%，表明这4个群体中的遗传变异主要来自群体内部。

3 讨论

3.1 家鸭和野鸭mtDNA D-loop区单倍型聚类分析

我国家鸭的起源长期处于“一元论”和“二元论”的争议中，“一元论”认为家鸭由绿头鸭驯化而来，“二元论”则认为家鸭起源于绿头鸭和斑嘴鸭或是两者杂交后代。该研究结果可看出，4种野鸭（花脸鸭、赤膀鸭、绿翅鸭、针尾鸭）聚为一支，金定鸭、建昌鸭、四川麻鸭和该研究中的4种家鸭（建水黄褐鸭、北京鸭、揭阳鸭、克里莫M18）及绿头鸭、斑嘴鸭2种野鸭聚为一支，印证了家鸭与绿头鸭亲缘关系更近的结论。在GroupA中，hap6、hap7、hap2、hap4、hap14和hap15聚为一个小亚簇，其中单倍型hap6、hap7仅在北京鸭中存在，克里莫M18群体中检测出的单倍型包括hap2、hap4；克里莫M18属于骡鸭，是用栖鸭属的公番鸭与河鸭属的母鸭杂交后选育而成，由于线粒体遗传遵循母系遗传的特点，克里莫M18与北京鸭关系更近，推测该品种选育时选择的母鸭品种与北京鸭亲缘关系近。

3.2 建水黄褐鸭群体遗传分化

遗传分化指数可以反映两个种群之间的遗传分化程度，通常用Fst（fixation index）来衡量。Fst值越大，说明遗传距离越远；Fst为1说明两个群体完全独立；Fst值越低，说明大多数的遗传变异发生在同一个群体内。该研究结果表明，建水黄褐鸭与北京鸭之间遗传分化指数最大，与揭阳鸭群体之间遗传分化指数最小。遗传距离可以反映物种之间遗传差异的程度，该研究的4个群体中，黄褐鸭群体与北京鸭群体之间遗传距离最大，与揭阳鸭之间遗传距离最小。遗传分化指数和遗传距离均表明黄褐鸭群体与北京鸭群体之间分化程度大，亲缘关系远。北京鸭是世界知名肉鸭品种，是大型白羽肉鸭的一种，具有饲料转化率高，生长发育快的特点，56日龄的黄褐鸭与42日龄北京鸭屠宰性能结果显示，黄褐鸭屠宰率和全净膛率低于北京鸭，说明黄褐鸭产肉性能有待进一步提升。刘孟超等利用全基因组重测序技术挖掘与北京鸭品质特征相关的候选基因，发现北京鸭生长、繁殖等性状受到了明显的选择，解释了北京鸭肉质鲜嫩的原因。脂肪沉积能力强的北京鸭是北京烤鸭的重要原材料，也是北京烤鸭味道醇厚的原因之一。建水黄褐鸭是建水当地名吃“曲江烤鸭”的原材料，其与北京鸭相比在生长速度、脂肪沉积能力等方面都有待进一步提高。该研究基于mtDNA D-loop区序列差异发现，北京鸭和建水黄褐鸭遗传分化程度较大，以后可用北京鸭为参考背景，基于Fst和核苷酸多样性比值在全基因组范围内挖掘影响建水黄褐鸭与北京鸭生长性状、脂肪沉积和肉品质相关功能基因，为加速今后建水黄褐鸭品种选育和肉品质提高提供新的分子标记。

3.3 建水黄褐鸭遗传多样性

物种遗传多样性越丰富，物种适应环境和应对环境变化的能力也越强。单倍型多样度（Hd）与核苷酸多样度（Pi）是衡量mtDNA突变和品种（群体）遗传多样性的主要参数，数值的高低可以体现一个群体遗传多样性的高低。该研究的4个品种中，建水黄褐鸭群体单倍型多样性高于揭阳鸭，低于北京鸭和克里莫M18。采用核苷酸多样度比较4个群体间的遗传多样性，北京鸭遗传多样性最丰富，其次是克里莫M18和揭阳鸭，建水黄褐鸭遗传多样性最低。根据卞友庆等的研究，建水黄褐鸭是云南本地麻鸭的一种，其遗传多样性高于大于麻鸭、广西小麻鸭、荆江麻鸭、山麻鸭而低于攸县麻鸭。该研究结果与卞友庆等的研究结果差异较大，可能原因是近年来对建水黄褐鸭缺乏系统有效的保护，致使其遗传多样性降低，今后应加强对建水黄褐鸭的保护，保护其遗传多样性。

4 结论

同大部分家鸭一样，建水黄褐鸭与绿头鸭和斑嘴鸭2种野鸭之间亲缘关系更近。遗传分化指数和遗传距离均说明，在该研究的4个群体中，北京鸭和建水黄褐鸭分化程度最大且亲缘关系远，建水黄褐鸭遗传多样性偏低。为保护地方畜禽遗传资源以便今后更好地利用，应采取相应措施来保护建水黄褐鸭的遗传多样性。

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