墨西哥、西班牙与意大利火鸡种群生物计量学特征的比较分析:揭示表型多样性与历史迁徙路径
《Poultry Science》:Comparative analysis of turkey biometrics in Mexican, Spanish, and Italian populations
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时间:2025年10月28日
来源:Poultry Science 4.2
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本研究针对全球缺乏火鸡形态计量标准化指南的现状,对墨西哥、西班牙和意大利五个本土火鸡种群进行多维度生物计量学分析。通过采集255只成年火鸡的21项体尺测量、8项生物计量指数和16项质量性状数据,采用判别典型分析法成功构建性别特异性鉴别模型(雄性准确率97.6%,雌性96.2%),首次揭示安达卢西亚火鸡与墨西哥伊达尔戈种群的高度亲缘性,为火鸡品种鉴定提供标准化指标体系,并印证了家养火鸡从墨西哥经安达卢西亚向欧洲扩散的历史路径。
在畜禽遗传资源保护领域,家养火鸡(Meleagris gallopavo)的表型多样性研究长期处于滞后状态。相较于其他家禽物种,火鸡表现出显著的表型同质性,这种特性被归因于其相对较晚的驯化时间(公元前200年-公元700年)、与野生祖先的持续基因交流,以及16世纪传入欧洲后的快速扩张。更严峻的是,联合国粮农组织(FAO)发布的动物遗传资源形态计量指南并未涵盖火鸡物种,导致全球范围内缺乏标准化的测量协议。这种标准缺失使得本土火鸡种质的形态特征鉴定、品种标准制定和保护策略开发面临巨大挑战。
为破解这一难题,由西班牙科尔多瓦大学遗传学系José Ignacio Salgado Pardo领衔的国际研究团队,在《Poultry Science》发表了突破性研究。研究人员对来自墨西哥(伊达尔戈和韦拉克鲁斯)、西班牙(安达卢西亚)和意大利(Brianzolo和Nero d'Italia)的5个基因型共255只成年火鸡(雄雌分群)进行了系统研究。通过整合21项体尺测量、8项生物计量指数和16项质量性状,采用判别典型分析(DCA)和欧几里得距离计算,不仅成功构建了高精度品种鉴别模型,更揭示了不同种群间的系统发育关系,为火鸡遗传资源的保护与利用提供了科学基础。
研究团队采用多学科交叉技术方法:通过标准化形态计量协议(结合卷尺和卡尺测量)获取体尺数据;计算8项生物计量指数(如颅骨比Skull ratio、长腿指数LLEG等);采用二元编码记录质量性状;运用Pearson相关分析揭示变量间关联性;通过逐步判别分析法(stepwise discriminant analysis)筛选关键鉴别变量;采用留一法交叉验证(leave-one-out cross-validation)评估模型准确性;基于Pillai's trace准则检验协方差矩阵齐性;利用欧几里得距离和UPGMA法构建种群聚类图谱。
在雄性和雌性火鸡中分别观察到中度至强度的显著相关(p<0.01)。雌性表现出更强的正负相关性,如体重与胸围相关性达0.705。最高正相关出现在胫骨长度与深度之间(雄性0.757,雌性0.824),而负相关主要体现在颈长与背长之间(雄性-0.531,雌性-0.419)。性别显著影响相关性模式,如雄性中肉垂(snood)参数与多项指标相关,而雌性中头骨与体长关联显著,反映了火鸡强烈的性二态性特征。
通过Pillai's trace检验验证了判别模型的适用性(p<0.05)。逐步变量选择法分别筛选出17个(雄性)和20个(雌性)关键判别变量,共同变量包括翼展、颅骨长、背长、肉垂长、股骨长以及眼、喙、胫部颜色。交叉验证显示模型准确率极高(雄性97.6%,雌性96.2%)。
Brianzolo种群体型最小且最纤细(体重雄5.01kg,雌3.45kg),而安达卢西亚、Nero d'Italia和伊达尔戈种群体型最大。意大利品种质量性状高度均一,而西班牙和墨西哥种群呈现丰富的颜色多样性:安达卢西亚雌性眼色89.29%为棕色,墨西哥韦拉克鲁斯种群喙色80%呈粉白相间。羽毛颜色分析显示意大利品种单色化(Nero d'Italia100%黑色,Brianzolo100%黑棕白相间),而墨西哥和西班牙种群呈现多色 polymorphism。
通过前两个判别函数可视化显示,雄性模型形成两大聚类:意大利种群集群与西班牙-墨西哥集群。雌性模型更符合分子遗传学研究格局,安达卢西亚与伊达尔戈种群紧密聚集,Nero d'Italia与墨西哥种群相近,Brianzolo相对独立。欧几里得距离 dendrogram 进一步证实安达卢西亚与伊达尔戈种群的最近遗传距离,支持其共同起源假说。
本研究首次在国际尺度上揭示了家养火鸡的形态多样性模式,证实了形态计量学在品种鉴别中的强大效力。研究发现:安达卢西亚与墨西哥伊达尔戈种群具有高度形态相似性,印证了历史上火鸡从墨西哥经韦拉克鲁斯港通往安达卢西亚的贸易路线;意大利种群(Brianzolo和Nero d'Italia)虽地理相近但形态分化,反映了适应性进化差异;雌性模型比雄性更能准确反映系统发育关系,建议性别特异性分析。
该研究构建的17-20个核心鉴别变量集(含体尺测量、生物计量指数和质量性状)为制定全球首套火鸡形态计量标准提供了科学依据,对濒危种群(Brianzolo和Nero d'Italia属FAO"极危"级别)的保护管理具有立即应用价值。同时,研究通过形态学证据支持了家养火鸡从中墨西哥高原向欧洲扩散的历史路径,为动物考古学提供了活体佐证。研究者建议未来扩大样本量和地理覆盖范围,纳入爪色、肉垂数量等新变量,并采用比色技术标准化颜色记录,以进一步完善火鸡遗传资源评价体系。
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