蒙古马遗传多样性研究进展(一)

By | June 5, 2013 | 总浏览:1,498

    当前,中国传统马业正在萎缩,而现代马业正在悄然兴起。现代马业发展的主要特点是马匹以非役用为主,主要满足人们体育休闲娱乐的需要,包括赛马、马术运动、马上休闲娱乐以及马肉、马乳、马生物制剂生产等相关产业。因此,马的遗传育种工作也开始以现代马业的需要为中心,根据品种和用途来确定育种目标。现代马业的发展对于提高人民生活质量,促进青少年身心健康发展,培养大众娱乐兴趣以及开发健康保健食品等方面都起到积极作用。
  我国马种资源丰富,其中蒙古马就是中国马种在北方的代表,久为国际所共知,由不同地方类群组成。主要分布于内蒙古自治区、东北和华北大部分地区及西北部分地区。目前在内蒙古自治区蒙古马仍然是牧区主要的生产和交通工具。新中国成立后,内蒙古养马业发展较快,由1949年的47.77万匹,发展到1975年的240.32万匹,而到2006年马匹数量减少到69.81万匹。由于我们对生物学发展规律认识的局限性,认为蒙古马生产性能不高,无特殊经济价值而忽视了其蕴藏的遗传资源。生物资源是国家的战略性资源,蒙古马在内蒙古自治区现存栏只有36万匹,如果再不加以保护,就会使品种内和品种间的遗传变异越来越窄,最终导致品种资源的枯竭。我们只有做好蒙古马品种资源合理的保护、开发和利用工作,保存其遗传多样性,这样才能有利于维持人类生存环境的良好发展,保持食物长久的供给与安全,才能实现人类可持续发展。蒙古马是独立起源的世界上最古老的马品种之一,据报道早在四、五千年前我国北方游牧民族就已驯化马匹,也许它们就是蒙古马作为家马的祖先。由于长期生活在我国北方的高寒地带,经过自然和人工选择,形成了抗严寒,耐粗饲,抗病力强、持久力好以及适应性强等优良特性。蒙古马作为中国优良畜种资源之一,现已被录入我国畜禽保种名录,在遗传资源上是一个极为宝贵的基因库,对人类有着不可忽视的社会及经济意义。蒙古马因其数量大、分布广,各类型马的形成和所处生态环境条件不同,加之地理相对隔离、中性位点基因频率的漂变等使得各类型间发生遗传变异,逐渐形成了一些适应草原、山地和沙漠条件的优良类群。比较著名的有乌珠穆沁马、百岔铁蹄马、乌审马等。  

蒙古马原产地在海拔1000米以上地区,该地区冬季严寒,夏季酷暑,年温差及日温差较大,为大陆性气候。蒙古马全年在纯牧区群牧条件下放牧,长期受外界自然环境条件的影响,能充分利用高寒草地的牧草资源,对高寒草地的生态环境条件具有极强的适应性。在牧草生长期短、寒冷、枯草期较长的恶劣环境条件下,蒙古马依然自如生活,繁衍后代,不仅为当地农牧民提供役力、交通、肉、乳、皮、骨、血、鬃、尾毛等生产生活必需品,还用于赛马、竞技表演、马术等文化娱乐活动,在我国少数民族地区人民的日常生活中起到重要作用,是他们重要的经济来源,在这些地区的畜牧业经济和旅游业发展中占有重要地位。为促进这些地区人民生活、健康发展做出积极贡献。
  我国自古就是养马大国,2005年全国存栏马匹740万匹,居世界之首,但与马匹存栏最高的1977年的1144万匹相比减少了35.3%,其递减速度已达到惊人程度。我国的马品种流失也是非常严重的,其中蒙古马就位于数量减少马种之列,更值得一提的是蒙古马中的锡尼河马类群已濒临灭绝。蒙古马的保种工作不容乐观,在此形势下进行蒙古马遗传多样性研究刻不容缓。遗传多样性的保护和可持续利用是维持全球经济稳定和发展的重要因素,对动物遗传多样性的研究已成为近年来的一个热点。
  遗传多样性是生物多样性的基础和重要组成部分。对遗传多样性的理解有广义和狭义之分,广义上的遗传多样性是指地球所有生物所携带的各种遗传信息的总和,而狭义的遗传多样性是指物种内的遗传多样性,主要指生物种内不同群体之间或同一个群体内不同个体间的遗传变异的总和。保存马遗传多样性的目的是保存现有遗传资源以备将来育种需要。马的品种随时代和社会对马产品要求的变化而演化。我们应该承认人类对未来的预测是不可能完全准确的,不可能准确预测现有的马遗传特性在未来相当长的一段时间里哪种“有用”(有利、好),哪种“无用”(不利、坏)。也许某些遗传特性在目前看来好像是缺点,但有朝一日它也可能转变成为优点,马遗传特性的“优点”和“缺点”是相对的,两者在一定条件下也可能相互转化。遗传多样性是生命进化和物种分化的基础,群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一个重要的体现。一个物种的进化潜力和抵御不良环境的能力既取决于物种内遗传变异的大小,也有赖于群体遗传变异的结构。物种的遗传多样性可以从形态特征、细胞学特征、生理特征、基因位点及DNA序列变异等不同方面来体现。
  群体的遗传多样性大小和分布是物种长期进化的产物,也是其生存适应和发展进化的前提。遗传多样性的存在是选择和突变动态平衡的结果,经过选择后保留下来的并非都是对个体有利的基因,但是对于整个群体是有利的。遗传多样性变异越丰富,物种对环境变化的适应能力越强,越容易扩展其分布范围,进化潜力越大,从而有助于保护物种和整个生态系统的多样性,减慢由于适应性差和进化不良所导致的灭绝过程。
  国际上对马的遗传特性研究较我国开展得早,上个世纪五十年代国外就开始了马血型研究,在七、八十年代开始了染色体核型、带型及血液蛋白多态性研究,近些年又深入到马的基因水平的研究,美国、英国、澳大利亚和日本在这方面的研究处于国际领先水平。尽管蒙古马是世界上最古老的马种之一,但国内对其遗传特性的研究却仅在最近几年才开展起来。由于蒙古马分布地域所限,对蒙古马进行系统研究也主要集中于我国内蒙古自治区的科研院所。本文将对目前我国蒙古马遗传多样性研究进展情况作一综述,希望能为对蒙古马的遗传学与遗传多样性研究提供理论依据。

1 蒙古马细胞水平的遗传多样性研究

  细胞水平的遗传多样性取决于染色体的遗传变异,染色体变异主要表现为数目变异(整倍性、非整倍性)和结构变异(缺失、易位、倒位、重复),包括染色体普通核型(相对长度、臂比值、着丝点比值、臂指数),带型(高分辨G带、C带显色)。通过比较不同类群蒙古马的核型、带型,查明其染色体间的差异及相似度,从而了解类群间的遗传分化程度及亲缘关系。
  目前,对于蒙古马细胞水平遗传多样性的研究还很少,晁玉庆等(1992)分析了蒙古马的染色体核型,明确了蒙古马染色体普通核型为2n=64,公马核型为64,XY,母马核型为64,XX。张焱如等(2005)采用第二届国际家畜染色体标准化会议中马染色体核型分组的方法,对乌审马染色体核型进行的分组分析。乌审马染色体核型2n=64, 雄性核型为64,XY;雌性核型为64,XX。32对染色体中,31对为常染色体,1对为性染色体;常染色体中,13对为亚中和中着丝粒染色体,18对为端着丝粒染色体;X染色体为较大的亚中部着丝点染色体,Y染色体为最小的短着丝点染色体。该研究对于了解乌审马品种起源、种质特性、积累中国马种染色体资源具有重要的意义,同时为乌审马的杂交、改良,优势基因的染色体定位等研究提供科学依据。

2 蒙古马生化水平(血液蛋白、酶多态)的遗传多样性研究

  对血液生理生化和遗传物质的研究,有利于搞清不同马种的遗传基础,并为马遗传育种研究提供理论依据。此外,血液蛋白质和酶的多态性能够从基因水平反映动物的种质特征和生物的多样性。采用成熟发展的电泳技术,可方便地对蛋白质、酶类进行实验分析,蒙古马生化水平遗传多样性研究主要集中在血液蛋白质和酶两方面。血液蛋白质主要有血红蛋白(Hb)、血清转铁蛋白(Tf)、前蛋白(Pr)和后蛋白(Pa)等;血液酶主要包括碱性磷酸酶(APR)、血清酯酶(Es)和乳酸脱氢酶(LDH)等。通过检测各类群蒙古马的血液蛋白和酶位点多态性,确定其等位基因数、基因型频率、基因杂合度及优势基因型分布。
  吴树清等(2003)对26匹蒙古马和29匹纯血马的白蛋白、总蛋白、丙氨酸氨基转移酶、门冬氨酸氨基转移酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶及尿素等7项血液生化指标进行了比较研究。结果表明蒙古马各项指标中总蛋白、白蛋白、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶等4项差异极显著。蒙古马中青年马的乳酸脱氢酶和碱性磷酸酶高于老龄马,总蛋白、白蛋白、尿素、碱性磷酸酶、门冬氨酸氨基转移酶和丙氨酸氨基转移酶等6项指标差异不显著。通过对蒙古马与纯血马的部分血液生化指标的初步比较研究,分析差异,建议采取合理的饲养方法及措施,从而使内蒙古地区马场管理和训练进一步科学化,对赛马的疾病防治和品种繁育具有一定的参考价值。
  侯文通等(1995)对蒙古马的乌审马和乌珠穆沁马两个不同类群血液蛋白多态位点Alb、Tf和Es基因频率进行了遗传学分析,经t检验两类型平均位点杂合度(H)差异极显著(P<0.01),结果表明两类型各具明显的种群特异性。乌珠穆沁马保持等位基因的能力相对比乌审马强。建议考虑单列为品种。对蒙古马东西两大类型所测得的血液蛋白质多态位点基因频率进行群体遗传学分析,为全面评价蒙古马的遗传资源提供基础资料。
  孟克(2006)对包括乌审马、乌珠穆沁马、巴尔虎马和锡尼河马在内的4个类群蒙古马的8项血液生化指标进行了检测。发现蒙古马运铁蛋白(Tf)、血清酯酶(Es)、白蛋白(ALb)、碳酸酐酶(CA)、6-磷酸葡萄糖脱氢酶(PGD) 和前白蛋白(Pr)均存在多态性;α1-B糖蛋白(A1B)在4个蒙古马品种中均呈单态;维他命D结合蛋白(GC)位点在巴尔虎马和锡尼河马中呈多态,在乌珠穆沁马和乌审马中呈现单态。所检测的4个品种的Nei 氏预期基因杂合度大小依次为:锡尼河马(0.3783)、巴尔虎马(0.3666)、乌珠穆沁马(0.3296)、乌审马(0.3056)。4个蒙古马类群中的8个血液蛋白位点分布均处于Hardy-weinberg平衡状态。通过聚类分析得出巴尔虎马和锡尼河马之间的遗传距离最近,它们与乌珠穆沁马和乌审马的遗传距离均较远,这些群体的聚类结果与它们形成的地理环境及育成历史基本相符。