刚果民主共和国本土豚鼠基因组特征与种群结构解析:育种与保护策略新视角

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Veterinary and Animal Science 2.2

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  针对非洲刚果民主共和国(DRC)豚鼠种群遗传多样性不清的问题,研究人员采用13个SSR标记对343只样本进行基因组分析,发现种群存在3个基因库,南基伍省群体遗传多样性最高(等位基因7.23个/位点),近交系数(FIS=0.42)显示严重近交。研究为制定区域性育种策略提供分子依据,对改善小型家畜生产系统具有重要意义。

  

在非洲撒哈拉以南地区,豚鼠(Cavia porcellus)作为重要的"微型家畜",为小农户提供优质蛋白质来源和有机肥料。然而,刚果民主共和国(DRC)的豚鼠生产长期面临遗传背景不清、近交退化等问题,制约着这一传统养殖业的可持续发展。更令人担忧的是,当地养殖户普遍采用地面散养模式,缺乏科学的育种管理,导致种群遗传多样性持续流失。这些"厨房地板上的牲畜"究竟隐藏着怎样的基因密码?如何通过科学手段解开其遗传奥秘,为资源保护和品种改良提供依据?

来自刚果民主共和国福音大学(Université Evangélique en Afrique)的研究团队开展了一项开创性研究,他们首次对DRC四个主要产区(南基伍、北基伍、加丹加和金沙萨)的343只豚鼠进行系统基因组分析。这项发表在《Veterinary and Animal Science》的研究,通过13个多态性微卫星标记(SSR)揭示了该国豚鼠种群的遗传特征,为制定区域性保护策略提供了关键科学依据。

研究采用多项关键技术:基于FTA卡的DNA提取技术实现野外样本稳定保存;16对荧光标记SSR引物进行PCR扩增(最终13个成功扩增);利用GenAIEx 6.4和STRUCTURE软件分析遗传参数和种群结构;采用Nei遗传距离构建系统发育树;通过核心种质构建策略筛选代表性个体。特别值得注意的是,研究整合了喀麦隆和科特迪瓦的已有SSR数据,实现跨国比较。

研究结果呈现四大发现:

  1. 遗传多样性特征:共检测到113个等位基因,平均每个位点5.77个等位基因。南基伍种群遗传多样性最高(7.23个等位基因/位点),金沙萨最低(4.69个)。观察杂合度(Ho=0.34)显著低于期望值(He=0.58),反映严重近交(FIS=0.42)。

  2. 种群分化格局:分子方差分析(AMOVA)显示8%变异存在于种群间,92%来自种群内部。南基伍保有最多私有等位基因(22个),其近交系数(FIS=0.35)显著低于加丹加地区(0.57)。

  3. 系统发育关系:邻接树和STRUCTURE分析一致将343个个体划分为3个基因库。南基伍种群独立成簇,而北基伍与加丹加种群高度混合,反映区域性动物交换。

  4. 核心种质构建:筛选41只个体(占总数12%)建立的"核心种质"保留全部等位基因,为后续育种计划提供优化样本集。

在讨论部分,Rodrigue Ayagirwe等学者指出三个关键点:首先,DRC豚鼠的遗传多样性水平低于南美原产地但高于其他非洲国家,印证"奠基者效应"假说。其次,南基伍较低的近交程度可能与澳大利亚国际开发署(AusAID)支持的改良项目有关,证明管理干预的有效性。最重要的是,研究提出的"三基因库"模型为制定差异化育种策略奠定基础——南基伍种群可作为遗传改良的核心资源,而北基伍与加丹加种群需重点防范近交衰退。

这项研究不仅填补了DRC小型家畜遗传资源的本底空白,更创新性地提出"区域性核心种质"保护策略。正如作者强调的,未来应建立国家级的豚鼠育种协会,将分子标记辅助选择(MAS)与传统育种相结合。值得关注的是,研究中发现的Cavy12位点(含41个等位基因)可能成为监测遗传多样性的"超级标记",为发展中国家低成本开展遗传评估提供技术选择。该成果为非洲混合农业系统中"被忽视的家畜"资源保护树立了典范,其方法论也可推广至其他发展中国家的小型经济动物研究。

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