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家养动物驯化起源的研究方法与进展
生物多样性
2022, 30 (4):
21457-.
DOI: 10.17520/biods.2021457
驯化动物伴随了人类上万年的进化历程。在驯化过程中, 家养动物表型和行为特征发生巨大改变, 并与人类生产生活的进步相适应。研究动物驯化问题对于了解遗传多样性及适应性进化, 解析复杂性状的遗传机制等具有重要的意义, 成为生物学领域的重点研究内容之一。本文专注于动物驯化的初始阶段, 首先介绍了驯化起源的时间与地点、驯化途径和驱动因、驯化后的扩散和品种选育; 其次从驯化对象的角度着重介绍了考古学、分子和群体遗传学两方面的家养动物驯化起源的研究策略、优势与不足, 以及未来的发展方向; 最后, 我们综合多方面的证据, 介绍了在中国驯化的家猪(Sus domesticus)和家鸡(Gallus gallus domesticus)以及其他主要家养动物考古和分子水平上驯化起源的研究进展。本文整合多种证据为家养动物驯化起源的研究提供了相对完整的视角和新的思路。  View image in article
图1
基于分子手段判断驯化起源的策略示意图。不同颜色的圆圈代表不同的基因型。纵向为基因座, 指示位点多态性; 横向将基因座连成序列, 指示序列相似性。伴随驯化的过程, 动物从驯化初始地迁移到各地, 同源序列的相似性降低, 迁移样本在同源位点上的多态性降低。
正文中引用本图/表的段落
(1)遗传相似性。研究者们通过构建DNA系统发育树获得拓扑分支结构(Larson et al, 2005; Larson et al, 2010; Kang et al, 2016), 再依据先验信息(已知进化关系、地理关联、时间对应信息)确定进化树的根信息, 从而判断家养动物的亲缘关系和谱系演变。这种方法正是基于样本间序列相似性的思想——家养种群与其祖先种群之间的遗传相似性更高, 共享了更多的变异位点和单倍型种类(图1)。在分子钟理论下, DNA序列以近似恒定的速率发生变异, 因此一个进化分支上所累积的变异数目与该分支的独立分化时间成正比(Ho & Duchene, 2014)。经由化石校准后的系统发生树也用于推断物种或品种的分歧时间。自大量研究转向全基因组SNP位点后, 新开发了许多祖源推断方法。血缘同一性(identity by descent, IBD)是不同个体从共同祖先遗传而来的共享基因片段, 指示了个体间的亲缘关系。一般来说, 亲缘关系近的个体IBD概率高且共享更长的相似性序列片段(Browning & Browning, 2012)。
(2)遗传多态性。除了以遗传相似性为出发点以外, 基于遗传多态性来判断家养动物的起源也是一个常用的策略。该策略认为驯化符合奠基者效应——小部分个体从野生种群分离迁出变成新的驯化群体, 因此越接近野生祖先的种群的有效群体大小和多态性越高(图1)。通过计算简单的统计量如杂合度、群体分化指数(Fst)等, 便可以大致推断种群分离路径和群体迁移历史。
本文的其它图/表
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