董依萌 王天驕 劉華淼

摘要 線粒體和Y染色體作為重要的分子遺傳標(biāo)記，越來(lái)越多地被應(yīng)用于哺乳動(dòng)物起源進(jìn)化的研究?；诰€粒體DNA的研究，多數(shù)研究通過(guò)Cytb、D-Loop區(qū)、12SrRNA、16SrRNA等單基因分析，少數(shù)通過(guò)多基因聯(lián)合分析和全序列分析展開(kāi)，對(duì)哺乳動(dòng)物母系起源進(jìn)化進(jìn)行探討?；赮染色體的研究主要通過(guò)SRY、AMELY、USP9Y、DBY等單基因分析和多基因聯(lián)合分析。綜述了近年來(lái)基于線粒體DNA和Y染色體幾個(gè)主要基因的鹿科及其他哺乳動(dòng)物的起源進(jìn)化研究現(xiàn)狀，為動(dòng)物起源進(jìn)化研究提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 線粒體DNA;Y染色體;母系起源;父系起源

Abstract Mitochondria and Y chromosome，as important molecular genetic markers，are increasingly applied to the study of mammalian origin and evolution.Based on mitochondrial DNA research，most of the studies were carried out through single gene analysis such as Cytb，DLoop region，12SrRNA，16SrRNA，and a few were carried out through multigene combined analysis and full sequence analysis to explore the maternal origin and evolution of mammals. The research based on Y chromosome is mainly through single gene analysis and multigene joint analysis such as SRY，AMELY，USP9Y，DBY，etc.We reviewed the research status of origin and evolution of Cervidae and other mammals based on several major genes of mitochondrial DNA and Y chromosome in recent years，in order to provide theoretical basis for the research of animal origin and evolution.

Key words Mitochondria DNA;Y chromosome;Maternal origin;Patriarchal origin

線粒體DNA是哺乳動(dòng)物細(xì)胞核外的唯一遺傳物質(zhì)，核酸序列相對(duì)保守，嚴(yán)格遵循母系遺傳，進(jìn)化速率快，具有多態(tài)性，是研究哺乳動(dòng)物母系起源進(jìn)化、系統(tǒng)發(fā)育、遺傳多樣性保護(hù)、種群識(shí)別的重要分子標(biāo)記。Y染色體嚴(yán)格遵循父系遺傳，具有非重組區(qū)，有效群體小，是研究父系起源、紀(jì)錄進(jìn)化事件和及遷徙路線的重要工具。鑒于此，筆者對(duì)近年來(lái)線粒體DNA和Y染色體主要基因在動(dòng)物母系起源、父系起源中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，為哺乳動(dòng)物起源進(jìn)化的研究提供理論依據(jù)。

1 線粒體基因組與母系遺傳研究

哺乳動(dòng)物線粒體DNA是共價(jià)閉合環(huán)狀雙鏈結(jié)構(gòu)，序列長(zhǎng)度一般為15～18 kb。線粒體DNA由編碼區(qū)與非編碼區(qū)組成，編碼區(qū)具有37個(gè)基因，包括13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，2個(gè)rRNA基因（12SrRNA、16SrRNA）和22個(gè)tRNA基因[1]。線粒體基因組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，編碼基因內(nèi)不含內(nèi)含子，位于細(xì)胞核外，能夠獨(dú)立地進(jìn)行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄，世代間無(wú)基因重組。線粒體嚴(yán)格遵循母系單性遺傳的特性，單一的樣本就能夠攜帶群體的全部基因，代表1個(gè)母系群體特征，通過(guò)少量的樣本就能夠?qū)θ后w的遺傳結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，而且結(jié)果可靠，有利于群體遺傳研究。同時(shí)，線粒體DNA并無(wú)組織特異性，在同一生物體內(nèi)不同臟器、組織細(xì)胞中所含的mtDNA具有高度的一致性，這樣即便在采集樣品數(shù)量較少或是樣品均一性不理想的條件下，也仍能反映出較為可靠的群體遺傳情況。線粒體DNA基因組遺傳信息雖然占整個(gè)真核生物總量不到1%，但是作用巨大，其結(jié)構(gòu)特征與遺傳特性使線粒體DNA在種群識(shí)別、遺傳多樣性保護(hù)以及母系起源進(jìn)化等研究中能夠作為可靠的分子遺傳標(biāo)記被廣泛的應(yīng)用，其中細(xì)胞色素b基因、控制區(qū)、12SrRNA和16SrRNA往往是線粒體DNA研究的熱點(diǎn)。

1.1 細(xì)胞色素b基因

細(xì)胞色素b基因（Cytb）線粒體DNA中一個(gè)非常重要的基因，是研究比較熱門(mén)的基因，是編碼蛋白質(zhì)基因，相比非編碼區(qū)其序列相對(duì)保守、進(jìn)化速率適中，同時(shí)該基因的堿基不發(fā)生缺失和插入，常常發(fā)生轉(zhuǎn)換和顛換，包含了種內(nèi)、種間、甚至科間系統(tǒng)發(fā)育的信息，能夠用于分子鐘校正以及遠(yuǎn)緣物種的進(jìn)化研究。因此，Cytb基因也常作為一個(gè)可靠的分子遺傳標(biāo)記來(lái)進(jìn)行種屬水平上的起源進(jìn)化關(guān)系的研究。Tamate等[2]對(duì)華南亞種、北海道亞種、本州亞種、指名亞種、馬毛島亞種、屋久島亞種和琉球亞種共7個(gè)亞種的Cytb基因367 bp序列進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了9個(gè)單倍型，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)日本梅花鹿南北兩大類(lèi)群的分界線在本州島上而不是島與島之間的海峽，琉球亞種可能是最初從九州島引入的鹿的后裔。李明等[3]對(duì)水鹿、坡鹿、梅花鹿和馬鹿Cytb基因367 bp序列進(jìn)行了測(cè)定，序列差異為4.09%～7.08%，水鹿和坡鹿、梅花鹿和馬鹿約在240萬(wàn)～280萬(wàn)年前分化，梅花鹿和馬鹿的分化時(shí)間大概出現(xiàn)在160萬(wàn)年前。鞠妍等[4]對(duì)敖魯古雅8個(gè)馴鹿種群的Cytb基因進(jìn)行測(cè)序分析，共發(fā)現(xiàn)13個(gè)核苷酸多態(tài)位點(diǎn)，確認(rèn)6個(gè)單倍型，探討了敖魯古雅馴鹿生存現(xiàn)狀，建議通過(guò)合理引入其他種群個(gè)體以提高種群遺傳多樣性。張麗等[5]對(duì)天山、塔里木、青海、甘肅以及東北共5個(gè)種群的43頭馬鹿的Cytb基因全序列進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果顯示天山馬鹿和塔里木馬鹿的遺傳多樣性較豐富，我國(guó)馬鹿有兩個(gè)母系起源，塔里木馬鹿與西方馬鹿更近。Duarte等[6]通過(guò)新熱帶區(qū)的南美鹿科動(dòng)物的Cytb基因進(jìn)行測(cè)序，確定了59個(gè)單倍型，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果顯示在500萬(wàn)年前馬鹿的進(jìn)化上出現(xiàn)分支，對(duì)南美馬鹿的進(jìn)化史有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。汪琦等[7]對(duì)三江黃牛的Cytb基因全序列進(jìn)行測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了16個(gè)單倍型，系統(tǒng)進(jìn)化分析結(jié)果顯示三江黃牛與我國(guó)北方黃牛親緣關(guān)系較近。

綜上所述，Cytb基因具有較低的變異程度，穩(wěn)定的進(jìn)化速率，及其母系遺傳的特點(diǎn)，這使其在群體遺傳多樣性的研究中具有較高價(jià)值，是研究相對(duì)進(jìn)化史的一個(gè)可靠的工具。

1.2 控制區(qū)

控制區(qū)也稱(chēng)D-loop區(qū)，位于tRNA-pro和tRNA-phe之間，該區(qū)域存在控制線粒體DNA轉(zhuǎn)錄和復(fù)制的重要元件，對(duì)線粒體DNA的復(fù)制和轉(zhuǎn)錄具有調(diào)控作用[8]，突變率高。根據(jù)腺嘌呤含量的多少可以將控制區(qū)分為左翼區(qū)、中間區(qū)以及右翼區(qū)，這3個(gè)區(qū)域內(nèi)各堿基含量與進(jìn)化速率有一定的差異[9]，其中左右2個(gè)區(qū)為高變區(qū)，中間區(qū)相對(duì)保守。即使不同區(qū)域內(nèi)的突變率略有差異，但就整個(gè)D-loop區(qū)來(lái)說(shuō)其仍然是線粒體基因組中遺傳變異最顯著的區(qū)域，具有豐富的多態(tài)性。

有關(guān)于D-loop區(qū)在物種起源進(jìn)化研究的應(yīng)用也是國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)。呂曉平等[10]通過(guò)對(duì)中國(guó)梅花鹿東北、四川、華南、臺(tái)灣4個(gè)種群45個(gè)體的D-loop區(qū)5端335 bp序列的測(cè)定，定義了8個(gè)單倍型，系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系表明，中國(guó)梅花鹿與日本南部關(guān)系較近，與日本北部較遠(yuǎn)，臺(tái)灣種群與四川、東北較近，與華南種群較遠(yuǎn)。Wu等[11]通過(guò)分析線粒體控制區(qū)的995 bp序列，表明中國(guó)東北部、四川、江西、浙江4個(gè)梅花鹿種群表現(xiàn)出較高的基因流和較低的遺傳多樣性，通過(guò)梅花鹿線粒體DNA變異的分析，確定了“浙江”和“東北-江西-四川”2個(gè)主要系統(tǒng)發(fā)育類(lèi)群，為梅花鹿群體的保種計(jì)劃提供參考。Yamada等[12]收集了四國(guó)島及周邊地區(qū)梅花鹿樣品，分析了D-Loop區(qū)全序列，通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)表明四國(guó)島在日本南部梅花鹿的血統(tǒng)分歧中發(fā)揮了重要作用。Nagata等[13-14]基于線粒體D-loop區(qū)（705～824 bp）序列將日本梅花鹿分為南北兩大類(lèi)群，這2個(gè)譜系的分離估計(jì)發(fā)生在大約35萬(wàn)年前，與更新世末期的冰期一致，表明梅花鹿從歐亞大陸至少2次通過(guò)陸橋遷移到日本群島。在串聯(lián)重復(fù)序列的數(shù)量上：日本北部有6～7個(gè)，南部有4～5個(gè)，中國(guó)有4個(gè)，第1個(gè)重復(fù)單元為祖先型，其他重復(fù)單元都是第1個(gè)重復(fù)單元通過(guò)復(fù)制滑動(dòng)形成的，重復(fù)單元的數(shù)量可作為鑒別不同種群的遺傳標(biāo)記。Nagata等[15]基于D-loop區(qū)602 bp序列分析北海道梅花鹿的遺傳結(jié)構(gòu)，所有采集個(gè)體（141）都具有7個(gè)串聯(lián)重復(fù)單元，串聯(lián)重復(fù)單元長(zhǎng)38或39 bp，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)單倍型，表明至少存在6個(gè)母系類(lèi)型，通過(guò)其中3個(gè)主要母系類(lèi)型的分布推斷梅花鹿種群經(jīng)歷瓶頸期后的擴(kuò)張與針葉林的分布有關(guān)。Ba等[16]通過(guò)下載NCBI中已有的13條D-loop區(qū)（923 bp）序列，將梅花鹿分為4個(gè)類(lèi)群：亞洲大陸北部、亞洲大陸南部、日本北部和日本南部，支持東北亞種存在2個(gè)遺傳背景的觀點(diǎn)，推斷梅花鹿從歐亞大陸沿著2條路徑向南和向東擴(kuò)展，一條路徑通過(guò)朝鮮半島至少兩次通過(guò)陸橋遷移到日本群島，另一條沿著內(nèi)地東岸向下遷移到臺(tái)灣和越南。同時(shí)，Ba等[17]通過(guò)下載NCBI中243條D-loop區(qū)序列，抽提出1 023個(gè)串聯(lián)重復(fù)單元進(jìn)行分析，基于41個(gè)SNP位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)了52個(gè)單倍型，將這些串聯(lián)重復(fù)單元分為3個(gè)類(lèi)群，探討了串聯(lián)重復(fù)單元數(shù)量增加的機(jī)制。Fernandezgarcia等[18]通過(guò)對(duì)西班牙馬鹿線粒體DNA的D-loop區(qū)序列進(jìn)行了測(cè)定，通過(guò)構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)發(fā)現(xiàn)，西班牙馬鹿類(lèi)群分為西南和中東2個(gè)類(lèi)群，西歐馬鹿的基因滲入到西班牙馬鹿種群中。

D-loop區(qū)的這些特征使其可以在近緣物種或亞種間的遺傳多樣性研究中作為1個(gè)有效的遺傳標(biāo)記，但是單靠對(duì)D-loop區(qū)的研究還不足以完全反映出進(jìn)化的關(guān)系，需要聯(lián)合其他基因進(jìn)行深入的研究。

1.3 12SrRNA和16SrRNA基因

12SrRNA和16SrRNA是線粒體內(nèi)核糖體亞基的組成部分，在線粒體內(nèi)部蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程中有著重要的作用。12SrRNA和16SrRNA基因在生物中普遍存在且功能相同，并且相對(duì)于Cytb基因和D-loop區(qū)較高的突變率，12SrRNA與16SrRNA相對(duì)保守，可變序列與進(jìn)化距離相一致[19]，可作為遺傳分子標(biāo)記。研究人員通過(guò)對(duì)獐和其他13種鹿科動(dòng)物16SrRNA基因序列分析結(jié)果表明，麝類(lèi)是介于鹿科與?？浦g，與其他鹿類(lèi)動(dòng)物比較更為原始，從而建議將麝單獨(dú)劃為一個(gè)科，從鹿科中分離出去[20]。對(duì)2份疑似瀕危野生動(dòng)物的肌肉樣品進(jìn)行DNA的提取和12SrRNA基因序列擴(kuò)增，經(jīng)過(guò)序列同源性分析后確定2份樣品分別為黑麂和黃麂[21]。12SrRNA和16SrRNA在昆蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)的起源進(jìn)化的研究較多[22-23]，在哺乳動(dòng)物的起源進(jìn)化研究較少，現(xiàn)多用于品種鑒別。

1.4 線粒體多基因聯(lián)合分析

目前，單個(gè)基因分析得到了普遍應(yīng)用，由于橫向基因轉(zhuǎn)移和不同基因進(jìn)化速率的不同，往往存在著不同研究人員分析同一基因得到結(jié)果不一致的情況，研究人員逐漸發(fā)現(xiàn)采用多基因聯(lián)合分析的方法進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析。Terada等[24]通過(guò)線粒體細(xì)胞色素b基因和D-Loop區(qū)序列分析了北海道本地梅花鹿基因滲入情況，證明九州島南部是引入梅花鹿的起源地，建議人為地將引入的梅花鹿與本地亞種隔離，確保北海道亞種的獨(dú)特性。Matsumoto Y等[25]為了研究日本沖之島引入的臺(tái)灣梅花鹿的來(lái)源，通過(guò)細(xì)胞色素b和核DNA a-乳清蛋白的基因序列的測(cè)定和分析表明，沖之島梅花鹿亞群中存在著臺(tái)灣梅花鹿、臺(tái)灣水鹿和馬鹿的基因。Li 等[26]對(duì)細(xì)胞色素b（402 bp）和12SrRNA（387 bp）基因進(jìn)行測(cè)序分析，成功鑒別降解的梅花鹿和馬鹿樣品。王洪亮等[27]通過(guò)對(duì)矮小梅花鹿的DNA上12SrRNA、ND5、Cytb和D-loop共4個(gè)基因測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)3個(gè)單倍型：H1、H2、H3，H1和H2起源于東北亞種，H3可能起源于四川亞種。綜上所述，多基因聯(lián)合得到的結(jié)果比單個(gè)基因分析更為準(zhǔn)確，適應(yīng)的物種范圍也更廣[28]。

1.5 線粒體全基因組

隨著測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展和成本的降低，線粒體全基因組序列更容易得到，也越來(lái)越多地被用于哺乳動(dòng)物的系統(tǒng)發(fā)育分析。Wada等[29]分析了北海道亞種梅花鹿、本州亞種梅花鹿和屋久島亞種梅花鹿的線粒體全序列，并計(jì)算了3個(gè)亞種線粒體DNA序列的相似性，結(jié)果表明北海道亞種梅花鹿和本州亞種梅花鹿具有最高的相似性。邵元臣等[30]通過(guò)我國(guó)東北梅花鹿的線粒體基因組全序列，并結(jié)合NCBI中的數(shù)據(jù)，研究結(jié)果表明我國(guó)梅花鹿和日本梅花鹿各自形成單系，日本梅花鹿包括2支，為日本北部梅花鹿和南部梅花鹿，我國(guó)梅花鹿也分為兩支，為東北梅花鹿和華南-臺(tái)灣梅花鹿。Liu等[31]測(cè)定東北亞種的線粒體序列，結(jié)合NCBI中已有物種序列進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析，為鹿科動(dòng)物的品種鑒定以及偶蹄目動(dòng)物的系統(tǒng)發(fā)育研究提供參考。Zhang等[32]下載NCBI中已有的19種鹿類(lèi)動(dòng)物線粒體基因組信息并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化分析，提出基于線粒體全基因組的系統(tǒng)發(fā)育分析方法可廣泛應(yīng)用于動(dòng)物分類(lèi)群的系統(tǒng)發(fā)育演化分析。周永娜[33]通過(guò)測(cè)序得到145頭家養(yǎng)梅花鹿種公鹿的線粒體全序列，分別通過(guò)13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因和控制區(qū)進(jìn)行遺傳多樣性和母系類(lèi)型的分析，均得到了梅花鹿種公鹿遺傳多樣性高，來(lái)源2個(gè)母系類(lèi)型（M1和M2）的結(jié)果，且提出使用控制區(qū)作為遺傳標(biāo)記與13蛋白質(zhì)編碼基因相比更為簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的建議，采用蛋白質(zhì)編碼基因分析，可以選擇ND1、COX1、ATP6、ND5和Cytb等基因聯(lián)合分析。Ambrizmorales等[34]測(cè)定了9個(gè)白尾鹿亞種的線粒體全序列，刪除了D-Loop區(qū)，并進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育分析，發(fā)現(xiàn)墨西哥的白尾鹿可以分為2類(lèi)：中部-北部地區(qū)的亞種和南部-東南部的亞種，形成這樣分類(lèi)的主要原因是墨西哥山脈的地形屏障，為墨西哥白尾鹿亞種的遺傳鑒定提供了基礎(chǔ)。不僅是鹿科動(dòng)物，在其他哺乳動(dòng)物中研究也很廣泛。Meadows等[35]通過(guò)2只家養(yǎng)綿羊和6只野生羊的線粒體全序列的測(cè)定，基于13個(gè)線粒體蛋白質(zhì)編碼基因，得出5個(gè)單倍型為獨(dú)立分支的結(jié)論。Achilli等[36]通過(guò)歐洲、中東和亞洲的83匹馬的線粒體基因組分析，刪除缺失/插入位點(diǎn)及控制區(qū)的串聯(lián)重復(fù)序列進(jìn)行分析，揭示了母系單倍群的分布和野生母馬的馴化過(guò)程，并能夠?qū)袍E分類(lèi)、品種評(píng)估和賽馬的母系遺傳背景評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)。以上分析表明，基于線粒體全基因組的系統(tǒng)發(fā)育分析能夠幫助研究人員進(jìn)一步探討物種的進(jìn)化結(jié)構(gòu)和演化過(guò)程。通過(guò)這些研究可以看出，今后研究的重點(diǎn)將是線粒體基因組中蛋白質(zhì)編碼基因、控制區(qū)、2個(gè)rRNA基因和22個(gè)tRNA基因如何組合運(yùn)用。

2 Y染色體與父系遺傳研究

在世代間傳遞時(shí)由于Y染色體只能由雄性親本遺傳給雄性子代，因此Y染色體可以作為研究雄性世系遺傳與進(jìn)化的一個(gè)有效的分子標(biāo)記[37]。Y染色體在結(jié)構(gòu)上分為擬常染色體區(qū)（PAR）和雄性特異區(qū)（MSY）。擬常染色體區(qū)能與X染色體進(jìn)行同源重組，雄性特異區(qū)不會(huì)與X染色體發(fā)生重組[38]，雄性特異區(qū)能夠產(chǎn)生特異性分子標(biāo)記，對(duì)研究物種遺傳多樣性具有重要意義。對(duì)Y染色體分子遺傳多樣性目前還是主要集中在單核苷酸多態(tài)性（SNP）、微衛(wèi)星多態(tài)性（STR）和基因拷貝數(shù)變異（CNV）。在Y染色體上關(guān)注度較高的基因主要有SRY、AMELY、DBY、USP9Y、ZFY以及UTY等。

2.1 SRY基因 SRY基因主要參與哺乳動(dòng)物性別的決定，它能夠誘導(dǎo)雄性的睪丸生長(zhǎng)發(fā)育，當(dāng)它缺失后，動(dòng)物個(gè)體將會(huì)產(chǎn)生卵巢從而發(fā)育為雌性。SRY基因編碼的蛋白產(chǎn)物中含有一個(gè)稱(chēng)作高度活性群體同源盒（HMG）的核酸結(jié)合區(qū)域，并高度保守，在不同哺乳動(dòng)物中均存在。后期的一些研究表明SRY能夠啟動(dòng)許多雄性特異基因的表達(dá)并誘導(dǎo)雄性生殖細(xì)胞的增殖[39-41]，雖然SRY是卵巢往睪丸轉(zhuǎn)化的決定性因素，關(guān)于作用機(jī)理還不是十分清楚，需要進(jìn)一步研究。目前，SRY基因的應(yīng)用主要在父系起源、系統(tǒng)分類(lèi)以及性別鑒定上。周璨林等[42]針對(duì)馬鹿的SRY基因設(shè)計(jì)特異性引物，通過(guò)PCR的方法成功對(duì)馬鹿的性別進(jìn)行鑒定。董依萌等[43]對(duì)梅花鹿SRY基因1 613 bp序列進(jìn)行測(cè)序，通過(guò)6個(gè)SNP位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)6個(gè)單倍型，新發(fā)現(xiàn)3個(gè)單倍型，通過(guò)父系類(lèi)型分析發(fā)現(xiàn)：東北梅花鹿存在2個(gè)父系類(lèi)型，日本梅花鹿存在1個(gè)父系類(lèi)型。曹祥榮等[44]采用SRY基因630 bp序列為分子標(biāo)記，通過(guò)序列差異計(jì)算分歧時(shí)間，麂屬動(dòng)物與毛冠鹿的分歧時(shí)間為302萬(wàn)～397萬(wàn)年，與梅花鹿的分歧時(shí)間為349萬(wàn)～460萬(wàn)年。蔡欣等[45]對(duì)牦牛SRY基因序列測(cè)序，結(jié)合NCBI中已有序列，解析了牦牛與其他家牛屬動(dòng)物父系起源，牦牛存在2個(gè)或多個(gè)父系祖先，非洲水?？蓜澐譃檎訚尚秃徒有?個(gè)亞種。

2.2 AMELY基因 AMEL基因編碼位于哺乳動(dòng)物的牙釉質(zhì)中的牙釉蛋白，該基因在哺乳動(dòng)物中高度保守。AMEL基因僅在少數(shù)的胎盤(pán)類(lèi)哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)，在X和Y性染色體上都有存在AMEL基因，表示為AMELY和AMELX。Gurgul等[46]以牛的AMELX和AMELY基因?yàn)閰⒖?，成功擴(kuò)增出馬鹿的該基因片段，結(jié)果同樣能夠進(jìn)行馬鹿性別的鑒定。蘇瑩等[47]測(cè)定伊河馬鹿、塔河馬鹿、東北馬鹿、阿爾泰馬鹿和甘肅馬鹿的AMELY基因1 252 bp序列，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)單倍型，系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明塔河馬鹿、甘肅馬鹿和其他馬鹿間存在基因交流。周盼伊等[48]對(duì)家養(yǎng)梅花鹿的AMELY基因2個(gè)片段共1 715 bp序列進(jìn)行測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)了6個(gè)單倍型，將家養(yǎng)梅花鹿分為2個(gè)單系，敖東梅花鹿、四平梅花鹿、興凱湖梅花鹿、東豐梅花鹿、西豐梅花鹿、東大梅花鹿和長(zhǎng)白山梅花鹿均為2個(gè)單系的混雜群體，雙陽(yáng)梅花鹿為只屬于單系Ⅱ的單一群體。Weikard等[49]通過(guò)AMELX和AMELY基因的差異，建立了鑒別?？苿?dòng)物性別的PCR方法。

2.3 USP9Y基因 USP9Y基因又稱(chēng)為DFFRY，在哺乳動(dòng)物Y染色體上為單拷貝X染色體上有其同源基因并非睪丸特異表達(dá)基因。USP9Y基因在精子的生成過(guò)程中起重要作用[50]，該基因也常常作為一個(gè)遺傳標(biāo)記來(lái)進(jìn)行物種父系起源進(jìn)化的研究。Li等[51]對(duì)牦牛Y染色體上的USP9Y、UTY以及ZFY等基因進(jìn)行擴(kuò)增并測(cè)序分析，定義了3種單倍型。夏小婷等[52]通過(guò)對(duì)西藏牛的USP9Y基因擴(kuò)增分析發(fā)現(xiàn)，西藏牛有2個(gè)父系起源，其中Y2單倍型為優(yōu)勢(shì)單倍型，個(gè)體比例高達(dá)93.3%。

2.4 DBY基因 DBY基因位于哺乳動(dòng)物Y染色體的AZFa區(qū)域[53-54]，編碼ATP依賴(lài)性的RNA解螺旋酶，屬于DEAD（天冬氨酸-谷氨酸-丙氨酸-天冬氨酸）盒蛋白家族成員。DBY基因在精子的發(fā)生過(guò)程中起重要作用，研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)DBY基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物表達(dá)量不足時(shí)，會(huì)導(dǎo)致人的生精細(xì)胞生長(zhǎng)障礙[55-56]，DBY的缺失也會(huì)使小鼠精子發(fā)生障礙[57-58]。DBY基因可以作為分子標(biāo)記進(jìn)行起源進(jìn)化的分析，也可以被用來(lái)進(jìn)行物種性別的鑒定。Ginja等[59]利用克里奧牛線粒體DNA以及Y染色體DDX3Y-1、DDX3Y-7、ZFY-10、UTY-19基因作遺傳標(biāo)記，定義3種單倍型，并對(duì)其起源進(jìn)化作出了初步的探究。Gokulakrishn等[60]利用DDX3X和DDX3Y對(duì)肉牛性別成功進(jìn)行鑒定。Yue等[61]利用Y染色體DDX3Y-7、ZFY-9、ZFY-10、UTY19基因P作遺傳標(biāo)記對(duì)普通牛種與瘤牛牛種的起源進(jìn)化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)蒙古牛中存在瘤牛血統(tǒng)，并推斷是在公元前2—7世紀(jì)時(shí)發(fā)生了黃牛向蒙古牛的基因滲入。

3 展望

綜上，線粒體DNA是研究母系起源進(jìn)化、遺傳多樣性和種質(zhì)資源鑒別的重要分子標(biāo)記，而Y染色體是研究父系起源、進(jìn)化事件和遷徙路線的重要工具，兩者單獨(dú)分析可以展現(xiàn)母系和父系的獨(dú)立遺傳，結(jié)合運(yùn)用可以更加全面地解析哺乳動(dòng)物的起源進(jìn)化模式。目前，關(guān)于線粒體DNA和Y染色體的研究主要圍繞單個(gè)基因或幾個(gè)基因，包含的遺傳信息有限，故今后研究的重點(diǎn)將是線粒體DNA和Y染色體基因結(jié)合運(yùn)用，以期待從分子角度獲得哺乳動(dòng)物種質(zhì)資源鑒別依據(jù)、母系和父系類(lèi)型以及起源進(jìn)化的分子證據(jù)，為遺傳背景評(píng)估和種質(zhì)資源保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)，也為系統(tǒng)發(fā)育分析奠定基礎(chǔ)。

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