牦牛(yak)是唯一能在青藏高原及其毗邻的高寒牧区繁衍的牛亚科动物,有“高原之舟”和“全能家畜”的美誉。牦牛起源于中国,是一种古老而原始的牛种。但在牦牛的起源问题及牦牛在牛亚科中与其它物种的亲缘关系上很难确定,一直存在争议,目前主要形成两种不同的观点:一种观点认为牦牛与牛属的亲缘关系比较近;另一种观点认为牦牛与野牛属的亲缘关系比较近。动物线粒体DNA因其进化速度快、在群体内变异大、分子结构简单等特点,已成为进行物种起源、分子进化和系统发育研究的重要分子标记。其中,富含A和T碱基的D-loop控制区,其突变率约为mtDNA的其它编码区的5-10倍,适于进行亚科内属、种间的系统学研究。我们对牦牛的mtDNA的D-loop全序列进行了扩增测序,并对牛亚科动物的D-loop全序列以及第一和第二高变区进行了序列变异和系统发育分析。结果发现:牛亚科动物的D-loop序列区长度在890～1015bp范围内变化,共发现226的多态位点,多态位点百分率为22.47%,说明牛亚科物种线粒体D-loop区多态性较丰富。我们根据序列比对和遗传距离的研究结果发现,牦牛与美洲野牛的亲缘关系较近,而与牛属的亲缘关系较远。根据牛科动物已校正的D-loop区序列每百万年10.6%的分子钟,我们推测家牦牛与野牦牛的分化时间大约在0.35百万年前。我们进一步对牛亚科物种线粒体DNA D-loop区全序列以及第一、第二高变区序列所构建的系统发育树显示牦牛、野牦牛首先聚类,然后与美洲野牛聚类,接着再与普通牛和瘤牛组成的分支相聚类,也说明牦牛与美洲野牛的遗传相似性较高,亲缘关系较近,而与牛属间的亲缘关系较远。我们根据分子钟估计牦牛与普通牛的分化时间为0.53MYA,与瘤牛的分化时间为0.47MYA,与美洲野牛的分化时间为0.32MYA,与亚洲水牛的分化时间为0.86MYA,普通牛与瘤牛的分化时间为0.24MYA。Y染色体遵循父系遗传,其绝大部分为非重组区,故单倍型保持完整,不易受重组和回复突变影响,突变率低,比常染色体上的遗传标记更能稳定遗传,是进化事件的忠实记录者。我们对牦牛Y染色体上的TSPY及DBY部分序列进行了扩增测序,并对牛亚科动物进行了序列变异和系统发育分析。我们根据系统发育树发现牦牛与野牛属有最近的共同祖先,根据牛科动物已校正的TSPY基因的分子钟,估计牦牛与野牛属的分化时间在1.16MYA。根据TSPY及DBY基因序列比对及遗传距离的研究结果,发现牦牛与野牛属(包括美洲野牛和欧洲野牛)的遗传相似性较高、亲缘关系较近,而与牛属的遗传相似性较低,亲缘关系较远。我们进一步用TSPY序列及DBY序列构建的牛亚科的系统发育树显示,牦牛先与美洲野牛及欧洲野牛亲缘关系较近,而与牛属的亲缘关系相对较远。根据TSPY基因的分子钟,估计牦牛与普通牛的分化时间为2.09MYA,与瘤牛的分化时间为1.86MYA,与亚洲水牛的分化时间为16.44MYA。普通牛与瘤牛的分化时间为1.16MYA。MHC是基因组中多态性最丰富的区域,主要参与肌体的免疫应答,已经越来越多的用于分析抗病力遗传、调查种群遗传结构、确定近缘物种间的关系和进化历史的研究中。本文首次测定了11个牦牛BoLA-DRB基因的上游调控区序列,并对牦牛DRB基因上游调控区(URR)的结构、变异和系统发育关系进行了分析。结果显示在测定的11条序列中,共发现了3种单倍型;这些序列均存在与基因表达调控有关的W box、X box、Y box、CCAAT box及类TATA box等调控元件,且遵守严格的空间组织顺序。几个不同物种间的系统发育分析显示牛与绵羊的序列先聚在一起,然后再与猪的序列聚在一起,与动物学分类结果一致,也进一步证明了本研究所得的序列即是BoLA-DRB上游调控区序列。