广西地区晚更新世猪科动物化石古DNA分子演化研究

Ancient DNA can be extracted directly from the ancient material, which can provide the genetic information of specific species, and expand the time scale of DNA research, provide some new evidences about ancient biological evolution. The Suidae animal domestication and evolution have more center of origin, and it has some controversy that how to determine these centers of origin. In this study, using the experimental methods and techniques of molecular biology to extract and amplify the ancient DNA of the mitochondrial genome from Suidae animal fossils of the late Pleistocene in the Guangxi region, China.By compare the homologous sequences of extant Suidae animal from GenBank database, to build the phylogenetic tree of related species,analysing the evolutionary lineage of Suidae animals since from the geological history to now, to provide molecular evidence for the Suidae animal domestication and evolution.Contrasting the gene divergence of the cytochrome b gene and control region from more suidae animals, combined with the existing Quaternary paleoclimatic and paleoenvironmental studies reveal Suidae animals evolution regularity, to research the genetic diversity change of Suidae animals owing to the paleoclimatic and paleoenvironmental changes since the late Pleistocene, and thus the molecular level to investigate the biology and environment coordinated development since the late Pleistocene.

古DNA可以直接从古代材料中提取，从而可以得到物种特定的遗传信息，扩大了DNA研究的时间尺度，为进一步认识古代生物及演化提供的新的的证据。猪科动物的驯化和演化存在多个起源中心，如何确定这些起源中心还存在一定的争议。本研究采用分子生物学的实验方法和技术，提取和扩增我国广西地区晚更新世以来地层中猪科动物化石的线粒体基因组古DNA，通过与基因库中已有的猪科动物同源序列的对比分析，构建该科动物的系统进化树，从分子水平分析该科动物从地质历史时期至今的演化谱系，为猪科动物的驯化与演化提供分子证据。通过对不同化石分布地点的猪科动物多个个体线粒体基因组细胞色素b基因及高变控制区的遗传分异度比较，结合现有第四纪古气候、古环境的研究资料揭示猪科动物的演化规律，探讨晚更新世以来古环境变迁、气候变化引起的猪遗传多样性演变规律，进而从分子水平上探讨晚更新世以来生物与环境的协调发展。

野猪是家猪的祖先，家猪有欧洲野猪和亚洲野猪两个母系起源。考古学证据表明近东和东亚可能是两个主要的家猪驯化中心。基于对猪科动物化石的形态学分析，不能全面反映家猪的起源中心与驯化历史。将分子生物学的技术与方法引入到该方面的研究中，结果表明源自近东的家猪在新石器时代进入欧洲大陆，但欧洲本地的野猪可能是在近东家猪引进之后被驯化，并在整个欧洲迅速的取代了近东家猪。发现了中国及东亚野猪的驯化历史，揭示出多个现存且分布广泛的野猪支系对家猪的遗传驯化没有贡献。.在Larson等的研究中所展现的中国内陆家猪起源与驯化中心不包括广西、广东以及云南等地区，对于广西地区家猪的起源目前还没有相关的分子生物学证据表明其是独立驯化。本项目对采自于我国广西地区30个晚更新世的野猪化石样品进行经过多次古DNA提取、PCR扩增和分子克隆，最终30个猪科动物化石样品都获得了Cytb和D-loop基因的部分序列。由于Cytb基因相对保守，稳定性较好，所以在研究中获得的序列较多，而D-loop基因的碱基对环境变化的敏感性较强，易受氧化、水解等的影响，所以在研究中所获得的序列相对较少。通过对样品洞内钙板进行不平衡铀系法测年，得到了三个洞中发掘的野猪化石样品的年代都在10～50 Ka。利用所获得的野猪化石中的线粒体Cytb的部分序列，并结合GenBank中家猪和野猪的同源序列进行系统发育分析。把得到的8个样品104bp D-loop序列，结合68个现代家猪、野猪的同源序列，用DNASP软件计算单倍型，最后用Network软件生成中介网络图。系统发育树的结果表明广西猪科动物与分布在中国和日本的现生野猪及家猪亲缘关系较近，而与分布在欧洲的现生野猪和家猪亲缘关系较远。可以认为晚更新世分布在中国南方的野猪和现在亚洲地区分布的家猪之间是存在着遗传连续性的。Network图的结果说明欧洲和亚洲家猪分别由欧洲和亚洲野猪驯化而来，欧洲类型与亚洲类型相互掺杂，不能在图中完全分开，反映了亚洲猪与欧洲猪彼此之间有基因交流与渗透。