Y染色体单倍型与马的起源进化研究

马为六畜之首，在我国古代社会占有重要地位。在欧美发达国家,马业对国家经济和就业有重要贡献，其起源进化备受关注。线粒体标记不能证明马是何时何地起源的问题。Y-STR与Y-SNP是研究人类与动物起源进化最有效的Y染色体标记。本项目针对国内外尚未发现马Y-STR与Y-SNP多态性这一科学难题，以普氏野马、野驴与斑马为外群，从轻型马、重型马、矮马中选择全世界比较古老的65个品种为研究对象，利用PCR、国际先进的STR荧光分型、克隆测序及生物信息技术，设计新的Y-STR与Y-SNP标记，选择遗传差异大的品种制成DNA池，筛选出Y染色体多态标记，全面揭示65个马品种Y-STR、Y-SNP及Y-indels多态性，分析其Y染色体单倍型、遗传多样性、分子系统地理学与分子进化特征；探索Y染色体标记作为鉴定不同马品种纯度与来源的可行性；解析马的迁徙路线与人类迁徙的关系，解决马是一个还是多个父系起源的科学问题。

采集家马、普氏野马、中国家驴、亚洲野驴（库伦驴与骞驴）与斑马共计1102个雄性血液与毛发样本，分别为：881 个家马样本，其中308个血液样本采自13个中国地方马品种；573个毛发样本，采自23个亚洲、欧洲和美洲家马品种，共计36个家马品种；209个家驴血液样本，采自 11个中国地方家驴品种。利用6个马Y染色体微卫星位点（Y-STR）对马、驴的多态性分析表明，仅有Eca.YA16标记在中国地方马品种表现出Y-STR多态性，欧美马品种没有多态性；驴仅在2个Y-STR位点有扩增产物，但没有多态性。利用53对马的Y染色体SNP引物（其中1对引物为多拷贝的TSPY基因做对照）对马多态性分析表明，仅在3对Y染色体SNP标记（Y-45288、Y-45701/997、Y-50869），中国马表现出Y染色体SNP多态性，36对标记没有多态性，还有13对标记为Y染色体多拷贝基因。3对Y染色体SNP多态标记把中国家马分成5种Y染色体单倍型CHT1-CHT5。在中国马305个个体中，CHT1单倍型有220个体，CHT2单倍型有4个个体，CHT3单倍型有69个个体，CHT4和CHT5单倍型各有6个个体，因此本试验结果支持中国家马为多重父系起源。此外，我们证明13个马Y染色体单拷贝基因EIF1AY、CLY059, CLY090, CLY070, CLY092, CLY093, SH3-B-6, Y3B12, SH2-A-1, DBY8, AMELY-1, SMCY, UTY18，实际上是13个马Y染色体多拷贝基因。利用47对马Y染色体SNP标记对驴多态性分析表明，36对标记在家驴没有多态性，还有11对标记为家驴Y染色体多拷贝基因（SMCY和Y3B12基因没有研究）。这些创新性结果为重新认识家马、家驴Y染色体遗传多样性与父系起源奠定了科学依据。此外，我们利用本项目开发的技术，对中国家马毛色相关基因KIT与SLC36A1多态性；中国马mtDNA Cytb基因、家马与家驴MSTN基因的SNP多态性；中国黄牛mtDNA、Y染色体STR与SNP多态性进行了研究，获得了大量有价值的科研成果。