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家驴(Equus asinus)作为马属(Equus)下的一种家养动物,与人类的生产和生活有着密切的关系,在人类的文明进程中起到了重要的作用。因此研究家驴的起源和演化的历史具有特别重要的意义。对于中国家驴起源关系的研究,目前国内外很多学者已经从不同的角度分析证实了中国家驴起源于非洲的索马里野驴和努比亚野驴,亚洲野驴不是中国家驴的祖先。但是,到目前为止,对于中国家驴的种内的种群结构和相关的问题还不是十分清楚。因而本研究从不同角度来进一步探讨与中国家驴的起源、种群内结构变化相关的问题。
首先,我们用10对长片段PCR扩增引物、28对巢式PCR扩增引物、30对测序引物,测定了56个中国家驴及2个亚洲野驴的线粒体基因组全序。分别用中国家驴的线粒体全序和中国家驴的13个蛋白质编码基因构建系统关系发育树,进一步证明了中国家驴的两个母系起源。同时,根据系统发育关系树分别计算估算了亚洲野驴的最近共同祖先的时间大概为1.4-3.3百万年。家驴的最近共同祖先的时间大概在0.31-0.64百万年。索马里支系的最近共同祖先的时间大概在0.13-0.28百万年。努比亚支系的最近共同祖先时间大概在0.19-0.43百万年。
其次,合并数据库已发表的序列共417条中国家驴和42条非洲野驴的线粒体的第一高变区的序列并进行分析。通过对中国家驴第一高变区的372bp数据集的分析,发现中国家驴具有丰富的遗传多样性。根据中国家驴两支系中各品种所具有的独特单倍型比例,推测了中国家驴两个支系的群体传播路线大致是:由西北部扩散到中部地区,再由中部平原扩散到西南地区。同时在两个支系中,根据各品种在整个样品中所占的比例的大小,推测了在索马里支系中,家驴的驯化地可能发生在中北部地区,而在努比亚支系中,家驴的驯化地可能发生在西北地区、陕甘地区和东部地区。同时,通过对两个支系进行AMOVA、TajimaD、Fs检验和核苷酸不配对分析,揭示了中国家驴的两个支系均曾经历过群体扩张。中国家驴两个支系的平均群体扩张的时间,分别为4607-4650年之间及3125-3155年之间。同时也分析了两个群体内扩张事件的时间。推测索马里支系至少经历了一次群体扩张,且扩张时间大概为2770-2801年之间;努比亚支系至少经历了两次群体扩张,第一次群体扩张的时间大概在为5039-5094年之间,第二次发生群体扩张的时间大概是4172-4218年之间。
最后,根据中国家驴和亚洲野驴的13个蛋白质编码基因进行了了中性检验和M-K检验,发现了中国家驴在驯化的过程中伴随着选择压力的放松,这种选择压力放松在COIII基因和ATP6基因尤为明显。