參、結果

F_IS 值最高為 0.165，顯示山羊族群內可能有雜合子缺乏（deficit of heterozygote）

的情況，不同族群每個基因座的帄均 F_IS 值為 0.053，當 FIS 值為正值時，顯示 其雜合子個體在族群之比例仍是少於哈溫帄衡所預期，或表示所檢測的山羊族群 可能有近親的現象，因此顯著地偏離哈溫帄衡（P < 0.01）。此外，臺灣黑山羊

56

花蓮品系之 FIS 值為 -0.062，利用 Fisher’s 精確檢定（Fisher’s exact test）檢測 哈溫帄衡結果發現仍顯著地偏離哈溫帄衡（P < 0.01），表示該族群之近親程度 較低，然其雜合子比例仍少於哈溫帄衡所預期。

表 8 利用 15 個微衛星標識於整體山羊族群之交替基因範圍、觀測與期望交替 基因數目、期望與觀測雜合度以及多態性訊息含量

Table 8 Range of allele sizes, observed and expected number of alleles, expected and observed heterozygosities and polymorphic information content for 15

microsatellite markers in total goat populations

Na: number of alleles; Ne: effective number of alleles; HE: expected heterozygosity;

HO: observed heterozygosity; PIC: polymorphic information content.

Locus Allele size (bp)

58

表 9 利用 15 個微衛星標識檢測詴驗之臺灣山羊族群間遺傳變異

Table 9 Genetic variability among goat populations in Taiwan genotyped with 15 microsatellite markers

Population Sample size N_a N_e H_E H_O PIC F_IS HWE

NU-C 101 5.73 3.043 ±1.020 0.636 ± 0.035 0.633 ± 0.012 0.586 ± 0.143 0.009 * NU-S 107 6.87 3.662 ± 1.690 0.659 ± 0.046 0.669 ± 0.011 0.618 ± 0.185 -0.011 * KG 108 7.53 3.349 ± 1.133 0.658 ± 0.041 0.572 ± 0.012 0.612 ± 0.161 0.139 * TB-HC 95 5.53 2.723 ± 0.964 0.590 ± 0.038 0.492 ± 0.013 0.530 ± 0.148 0.165 * NU-HC 28 5.27 3.313 ±1.343 0.655 ± 0.042 0.593 ± 0.024 0.598 ± 0.165 0.095 * BO 98 6.80 3.166 ±1.536 0.617 ± 0.047 0.596 ±0.013 0.567 ± 0.184 0.028 * AL 80 7.93 3.532 ± 1.355 0.687 ± 0.028 0.655 ±0.014 0.640 ± 0.122 0.054 * KM 19 3.60 2.204 ± 0.564 0.525 ± 0.040 0.463 ± 0.030 0.449 ± 0.134 0.129 * JA 14 4.13 2.815 ± 0.967 0.612 ± 0.047 0.616 ± 0.034 0.540 ± 0.177 -0.013 * TB-HU 32 5.07 3.054 ± 0.951 0.653 ± 0.028 0.691 ± 0.021 0.588 ± 0.126 -0.062 *

Mean 5.85 3.086 0.629 0.598 0.573 0.053 *

SD 1.42 0.427 0.046 0.073 0.055 -

N_a: number of alleles; N_e: effective number of alleles; H_E: expected heterozygosity; H_O: observed heterozygosity; PIC: polymorphic information content; F

IS: Wright’s F-statistics, within subpopulation inbreeding estimate. HWE: Hardy-Weinberg equilibrium test, *: significant (P < 0.05).

NU-C: NU from C farm; NU-S: NU from S farm; KG: Ken Ting goat; TB-HC: TB from Hengchun; NU-HC: NU from Hengchun; BO: Boer; AL:

Alpine; KM: Kinmen goats; JA: Ji-An goat; TB-HU: TB from Hualien.

（三）、族群間基因流動（gene flow）與遺傳分化程度（genetic differentiation, FST） 分析

每個世代遷徙之數量（number of migrants per generation, Nm）為基因流動之 間接測量值，意指同一物種的不同族群，因遷移或交配造成的遺傳物質交換，基 因流動會傾向減低各族群間的差異性。基因流動與遺傳分化程度常使用於評估族 歧異度。檢測各族群配對之 N_m 與 F_ST 統計值結果如表 10 所示。最大與最小 之 F_ST 統計值出現在 C 場努比亞與 S 場努比亞（0.026）以及阿爾拜因與金門 山羊（0.187）之間；最大與最小之 Nm 統計值出現於阿爾拜因與金門山羊（1.088）

以及 C 場努比亞與 S 場努比亞（9.470）之間。顯示 C 場與 S 場努比亞間遺 傳距離十分接近，應與此兩場間頻繁之種羊交易所導致；此外，最大與最小之 FST

統計值則出現在阿爾拜因與金門山羊之間。

評估臺灣黑山羊族群之結構，發現臺灣黑山羊恆春品系與花蓮品系分別與金 門山羊與吉安山羊具有最高之 N_m 與最低之 F_ST 統計值，分別為 4.560 與 3.910 以及 0.060 與 0.052，表示在受檢測之所有山羊族群中，臺灣黑山羊恆春 品系與花蓮品系分別與金門山羊與吉安山羊具有最接近之遺傳距離。

（四）、遺傳距離與分群分析

利用 Nei（1972）之估算式計算出族群之間的遺傳距離（表 11），與 FST 值 結果相似（表 10）。進一步利用鄰近相接法繪製族群親緣關係樹（圖 17），結 果顯示，可分為 4 個主要的群集：阿爾拜因自成一獨立分支、波爾與墾丁山羊 形成一群集、來自 3 個不同來源之努比亞群集以及包含臺灣黑山羊恆春品系、

花蓮品系、金門山羊與吉安山羊族群群集，臺灣黑山羊恆春品系與金門山羊以及 臺灣黑山羊花蓮品系與吉安山羊又各自形成兩個亞群集，此一結果亦符合表 F_ST 值結果；又墾丁山羊含有 87.5% 波爾血統，遺傳距離最為接近，故兩族群遺傳 距離最為接近而形成一群集。

60

表 10 10 個山羊族群間遺傳分化程度（FST）與基因流動（Nm）估計值

Table 10 Pairwise estimates of breed differentiation (F_ST) (below the diagonal) and gene flow (N_m) (above the diagonal) between each pair of 10 populations

Population NU-C NU-S KG TB-HC NU-HC BO AL KM JA TB-HU NU-C - 9.470 1.959 1.462 6.445 1.699 2.177 1.242 2.096 2.806 NU-S 0.026 - 1.753 1.426 8.206 1.687 2.123 1.213 1.919 2.770 KG 0.113 0.125 - 1.821 1.623 3.571 1.866 1.230 1.843 1.895 TB-HC 0.146 0.149 0.121 - 1.501 1.275 1.337 3.910 2.827 2.880 NU-HC 0.037 0.030 0.133 0.143 - 1.460 1.875 1.145 1.671 2.315 BO 0.128 0.129 0.065 0.164 0.146 - 1.724 0.933 1.297 1.619 AL 0.103 0.105 0.118 0.158 0.118 0.127 - 1.088 1.865 2.131 KM 0.168 0.171 0.169 0.060 0.179 0.211 0.187 - 2.524 2.845 JA 0.107 0.115 0.119 0.081 0.130 0.162 0.118 0.090 - 4.560 TB-HU 0.082 0.083 0.117 0.080 0.097 0.134 0.105 0.081 0.052 -

NU-C: NU from C farm; NU-S: NU from S farm; KG: Ken Ting goat; TB-HC: TB from Hengchun; NU-HC: NU from Hengchun; BO: Boer; AL:

Alpine; KM: Kinmen goats; JA: Ji-An goat; TB-HU: TB from Hualien.

表 11 本詴驗各山羊族群之間的遺傳距離估值

Table 11 Genetic distance among these goat populations examined in this study

Population NU-C NU-S KG TB-HC NU-HC BO AL KM JA TB-HU NU-C - 0.070 0.335 0.352 0.101 0.338 0.290 0.407 0.288 0.229 NU-S - 0.318 0.333 0.101 0.330 0.285 0.391 0.281 0.221

KG - 0.325 0.362 0.156 0.356 0.448 0.367 0.333

TB-HC - 0.303 0.387 0.446 0.159 0.275 0.220

NU-HC - 0.386 0.333 0.398 0.349 0.272

BO - 0.384 0.539 0.401 0.344

AL - 0.512 0.372 0.320

KM - 0.291 0.230

JA - 0.121

TB-HU -

NU-C: NU from C farm; NU-S: NU from S farm; KG: Ken Ting goat; TB-HC: TB from Hengchun; NU-HC: NU from Hengchun; BO: Boer; AL:

Alpine; KM: Kinmen goats; JA: Ji-An goat; TB-HU: TB from Hualien.

62

圖 17 利用 15 組微衛星標識將不同山羊族群以鄰近相接法繪製類緣關係樹。

KM：金門山羊、TB-HC 臺灣黑山羊恆春品系、TB-HU：臺灣黑山羊花蓮 品系、JA：吉安山羊、NU-C：C 場努比亞、NU-HC：恆春努比亞、NU-S：

S 場努比亞、KG：墾丁山羊、BO：波爾、AL：阿爾拜因 (結點上值為 1,000 次重複取樣之 bootstrap 百分比)。

Figure 17 The neighbor-joining (NJ) tree among 10 goat populations based on the 15 sets of microsatellite markers. KM: Kinmen goats, TB-HC: TB from

Hengchun, TB-HU: TB from Hualien, JA: Ji-An goat, NU-C: NU from C farm, NU-HC: NU from Hengchun, NU-S: NU from S farm, KG: Ken Ting goat, BO: Boer, AL: Alpine (The numbers on the nodes indicate the percentage bootstrap values generated from 1,000 resampling).

利用主座標分析（PCA）根據族群間遺傳距離建立之空間立體圖（圖 18），

64

分所在進行臺灣黑山羊復育工作時，該亞群集可能曾經誤用金門山羊進行配種，

使該亞群集後代與金門山羊出現混淆之現象，亦可能有少數金門山羊個體，其祖 先曾誤與臺灣黑山羊進行配種，因而被歸群至臺灣黑山羊群集；而少數被歸群至 臺灣黑山羊群集之墾丁山羊，其原因可能係墾丁山羊含有 6.25% 之恆春臺灣黑 山羊血統，故有被錯誤歸群的可能性。

圖 18 各山羊族群利用族群遺傳距離所建構之主座標分析（PCA）。各軸上數字 表示各軸所區分出之變異占總變異量之百分比。KM：金門山羊、TB-HC：

臺灣黑山羊恆春品系、TB-HU：臺灣黑山羊花蓮品系、JA：吉安山羊、

NU-C：C 場努比亞、NU-HC：恆春努比亞、NU-S：S 場努比亞、KG：

墾丁山羊、BO：波爾、AL：阿爾拜因。

Figure 18 The principle component analysis (PCA) among these goat populations relative positions by population genetic distances. Numbers in parentheses represent the percentage of total inertia accounted for by each axis. KM:

Kinmen goats, TB-HC: TB from Hengchun, TB-HU: TB from Hualien, JA: Ji-An goat, NU-C: NU from C farm, NU-S: NU from S farm, NU-HC:

NU from Hengchun, KG: Ken Ting goat, BO: Boer, AL: Alpine.

66

圖 19 各山羊個體利用 15 組微衛星標識所繪製之 STRUCTURE 群集分析圖（K 4 至 7）。K 值為軟體預設之可能的群集數，以不 同顏色表示之，縱軸為個體的基因來源於該群集之比例，且每一圖條表示一個個體。NU-C：C 場努比亞、NU-S：S 場努比亞、

KG：墾丁山羊、TB-HC：臺灣黑山羊恆春品系、NU-HC：恆春努比亞、BO：波爾、AL：阿爾拜因、KM：金門山羊、JA：吉 安山羊、TB-HU：臺灣黑山羊花蓮品系。

Figure 19 The STRUCTURE cluster analysis plot (K=4~7) among 687 goat individuals based on the 15 sets of microsatellite markers. K is the number of clusters assumed in STRUCTURE analysis, and colors corresponded to clusters. The vertical axis is the proportion of gene resource in individuals from clusters, and each individual is represented by a single bar. NU-C: NU from C farm, NU-S: NU from S farm, KG: Ken Ting goat, TB-HC: TB from Hengchun, NU-HC: NU from Hengchun, BO: Boer, AL: Alpine, KM: Kinmen goats, JA: Ji-An goat, TB-HU: TB from Hualien.

NU-C NU-S KG TB-HC NU-HC BO AL JA KM TB-HU K = 4

K = 5

K = 6

K = 7

（a）

（b）

圖 20 （a）L(K) 與（b） K 之折線圖。兩種分析圖皆顯示建議 K 值為 4。

Figure 20 The line graphs of (a) L(K) and (b)∆K. The best K value in both graphs is the same, K=4.

Mean of est. Ln prob of data

D elta K

K

L(K)(mean ± SD)

K

Delta K=[L’’(K)]/Stdev

68

圖 21 全體山羊個體利用 15 組微衛星標識以鄰位連接法所得之親緣關係樹。

NU-S：S 場努比亞、NU-C：C 場努比亞、NU-HC：恆春努比亞、TB-HC：

臺灣黑山羊恆春品、TB-HU：臺灣黑山羊花蓮品系、KM：金門山羊、KG：

墾丁山羊、JA：吉安山羊、BO：波爾、AL：阿爾拜因。

Figure 21 The neighbor-joining (NJ) tree among these goat individuals based on the 15 sets of microsatellite markers. NU-S: NU from S farm; NU-C: NU from C farm; NU-HC: NU from Hengchun; TB-HC: TB from Hengchun; TB-HU:

TB from Hualien; KM: Kinmen goats; KG: Ken Ting goat; JA: Ji-An goat;

BO: Boer; AL: Alpine.

 NU-S

 NU-C

 NU-HC

 TB-HC

 TB-HU

 KM

 KG

 JA

 BO

 AL

（五）、個體鑑別率之估算

本研究使用之 15 組微衛星標識分析個體鑑別之結果如表 12 所示，若進一 步，可再分為無相關個體之 P(ID) 以及具有親屬關係之 P(ID)sibs。無相關的山羊個 體於各微衛星標識之 P_(ID) 範圍，從 0.023（ILSTS019）至 0.292（SPS115），

總合為 6.2×10^-18，此結果顯示山羊頭數需大於 10¹⁸ 頭，才有可能出現兩山羊個 體於此 15 組微衛星標識皆為相同基因型之可能。而具有親屬關係（同胞或半同 胞）之全部山羊個體，於各微衛星標識之 P_(ID)sibs 從 0.312（ILSTS019）至 0.549

（SPS115），總合值為 4×10^-7，意指有血緣關係之同胞或半同胞山羊頭數頇達 到百萬頭以上，隨機採樣之兩山羊個體，才有可能在此 15 組微衛星標識出現相 同基因型之情況。圖 22 為將 P(ID) 與 P(ID)sibs 取對數（以 10 為底）並乘以 -1 後 對標識數所做之折線圖，由此圖中，可了解隨著使用之標識數提升，其個體鑑別 能力亦隨之提升，因此，可推估在確知山羊族群在養頭數的情況下，涵蓋所有族 群個體數時，其所需之微衛星標識之最低數量。根據微衛星標識之結果，發現本 詴驗動物可能存在近親之關係，因此實際之個體鑑別率，將介於 P_(ID) 與 P_(ID)sibs 之間。

70

表 12 全體山羊族群於 15 組微衛星標識之個體鑑別率（P(ID)）以及近親個體鑑 別率（P(ID)sib）

Table 12 The probability of identity (P(ID)) and the probability of identity among sibs (P(ID)sib) of 15 microsatellite markers in total goat populations

Locus P

(ID)

P

(ID)sib

ILSTS019 0.023 0.312

INRA063 0.029 0.321

SRCRSP08 0.038 0.333

HSC 0.047 0.345

SRCRSP023 0.052 0.350

OarFCB20 0.059 0.360

McM0527 0.063 0.364

INRA023 0.067 0.365

CSRD0247 0.070 0.372

BM1258 0.101 0.401

SRCRSP001 0.108 0.402

SPS113 0.118 0.415

BOBT24A 0.124 0.419

BM1329 0.124 0.427

SPS115 0.292 0.549

Combined 6.2×10

^-18

4.×10

^-7

P(ID): probability of identity; P(ID)sib: probability of identity among sibs.

圖 22 全體山羊族群之個體鑑別率（P(ID)）以及近親個體鑑別率（P(ID)sib）對微 衛星標識數目之折線圖。

Figure 22 The probability of identity (P

(ID)) and the probability of identity among sibs (P_(ID)sib) of goat on the number of microsatellite markers of the line graph.

Number of microsatellite markers

在文檔中 利用分子標識分析臺灣山羊族群之族群遺傳結構與生長性狀之相關性 (頁 67-83)