台灣黃牛與荷蘭牛血型之比較(1)
林德育(2)(5) 李光復(3) 王佩華(4) 張秀鑾(2) 宋永義(4)
收件日期：86年12月17日；接受日期：87年５月５日
摘要：本研究分別由台灣省畜產試驗所恒春分所採集台灣黃牛 110 頭以及由國立台灣大學與台灣省畜產試驗所總所採集荷蘭牛 57 頭（包括台灣大學 27 頭及畜產試驗所 30 頭），共計 167 頭牛隻血樣，分別以聚丙烯醯銨膠體電泳法分析血清蛋白型；以醋酸纖維電泳法分析血紅素型及紅血球酵素型，藉以瞭解台灣黃牛與荷蘭牛血型之遺傳變異，作為該等牛隻遺傳及育種研究之參考依據。結果顯示鐵合蛋白型、後鐵合蛋白一型、後鐵合蛋白二型、白蛋白型、後白蛋白型與鹼性磷酸鋛型等六種血清蛋白型中，在台灣黃牛均具有多態性；但白蛋白型、後白蛋白型及後鐵合蛋白一型在荷蘭牛均無多態性，台灣大學荷蘭牛之鹼性磷酸鋛型亦不具多態性。血紅素型在所有荷蘭牛均為單一型 AA，而在台灣黃牛則具多態性。紅血球酵素型分析項目有碳酸酐鋛型、磷酸葡萄酸鹽去氫鋛型及葡萄醣磷酸異構鋛型等三種對偶酵素（allelozymes）。所有供試牛隻之碳酸酐鋛型，除台灣省畜產試驗所荷蘭牛無多態性外，其他均有多態性；所有供試牛隻之磷酸葡萄酸鹽去氫鋛型及葡萄醣磷酸異構鋛型均不具多態性。在檢測之 10 種血液蛋白質基因座中，以鐵合蛋白型有最多之對偶基因數，同時亦有最高之異質結合率；比較台灣黃牛、台灣大學荷蘭牛與台灣省畜產試驗所荷蘭牛 3 個族群在此 10 種血液蛋白質基因座之遺傳變異性，其多型基因座比例分別為 0.70、0.30 及 0.20；有效基因座數目分別為 2.30、1.50 及 1.50；而平均異質結合率則分別為 0.316、0.101 及 0.096，顯示台灣黃牛具較高遺傳變異性，而荷蘭牛純化的程度較高。（關鍵語：台灣黃牛、荷蘭牛、血型、多態性、異質結合率）
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(1)台灣省畜產試驗所研究報告第 825 號。
(2)台灣省畜產試驗所家畜育種系，台南縣新化鎮。
(3)台灣省畜產試驗所恒春分所，屏東縣恒春鎮。
(4)國立台灣大學畜產學系，台北市。
(5)Corresponding author.
緒 言
血液型及血液生化多態性為染色體上基因在外表型上的表現，它們可由親代傳遞至子代，且終生不變，目前已知之型別多為共顯性形質，因其遺傳描繪單純且檢測容易，常被作為遺傳標記（Oishi, 1977），廣泛地應用於遺傳育種及演化分類之研究。血型的定義可分狹義的血型與廣義的血型。一般而言，狹義的血型常指藉由血清反應所檢測出之紅血球表面抗原型；廣義的血型則包括血清中之血清抗原型及血清蛋白型、紅血球中之紅血球抗原型及紅血球酵素型、白血球抗原型、血小板型、臟器型、肌肉型與分泌型等（細田，1971）。鑑於特定牛隻之組織及臟器取得不易，而血樣取得非常方便且不須犧牲動物或造成動物太大傷害的考量下，牛血型之研究多以紅血球抗原型、血清蛋白型、血紅素型及紅血球酵素型為主。
牛血液蛋白質多態性之研究早在 50 年代已有文獻報導，迄至 1970 年代已大致被確立，其中包括血清蛋白型、血紅素型及紅血球酵素型等（阿部，1971；渡邊，1985），其檢測方法皆以電泳法進行檢測。血液蛋白質多態性除可作為親子鑑定及血統登錄之依據外，利用其基因頻率亦可估算品種間之遺傳距離與類緣關係（曹等，1990）。血液蛋白質多態性之研究早期利用濾紙電泳法進行分析，其解析能力有限，自從 Smithies（1955）發明澱粉膠電泳法後，配上 Poulik（1957）之不連續電泳緩衝系統，使多種血液蛋白質之變異被檢測出來，而聚丙烯醯銨層級膠體電泳法之引用與建立（Raymond and Weintraub, 1959；Raymond and Wang, 1960；Raymond et al., 1962），使電泳分析蛋白質的方法更趨完善。而 Gahne et al.（1977）更進一步發展出水平聚丙烯醯銨層級膠體電泳法，提高電泳解析能力，使更多蛋白質之變異被發現。隨著電泳技術之發展，牛的血液蛋白多態性得以廣泛而深入地被研究出來。
台灣黃牛體型小、役力較差，故歷年來曾自國外引進其他牛種加以改良其役用能力；其後，由於農業機械化的普及，台灣黃牛之役用價值已漸被取代，轉而又被改良其乳、肉用能力，導致純種台灣黃牛已不多見。台灣黃牛種原保存計畫於台灣省畜產試驗所恆春分所維持基礎種族群，而荷蘭牛為台灣主要乳牛品種，為本省乳業生產之重要動物。本試驗乃針對該黃牛保種族群以及荷蘭牛採集血樣進行血液型分析，檢測血清蛋白型、血紅素型及紅血球酵素型之遺傳頻率，並進行遺傳變異性的比較，以作為未來台灣黃牛遺傳及育種研究之參考依據。
材料與方法
一.試驗動物
本試驗供試牛隻共 167 頭。其中由台灣省畜產試驗所恒春分所採得保種族群 110 頭台灣黃牛以及 57 頭分別採自國立台灣大學農業試驗場畜牧組（27 頭）及台灣省畜產試驗所總所（30 頭）之荷蘭牛。
二.血樣採集與處理
以 10 ml 無菌塑膠採血器，自牛之頸靜脈採集 5∼10 ml 血液，平均分裝於一含抗凝劑（EDTAK3）之玻璃試管及一普通玻璃試管中。含抗凝劑之血樣混合後以 Kubota 1000 型離心機於 3000 rpm 下離心 15 分鐘，吸除上層血漿及白血球層後，下層紅血球部分以 0.9% 生理食鹽水等量混合清洗紅血球，再離心去除上清液，重覆清洗三次，清洗後之紅血球分裝於 3 支 1.5 ml 微量離心管中，保存於 －60 ℃ 之冷凍櫃中備用。普通玻璃試管中之血液置於 4 ℃ 冰箱中待血清析出後，以相同離心條件進行離心，吸取上層血清分裝於 3 支 1.5 ml 微量離心管中，保存於 －60 ℃ 之冷凍櫃中備用。
三.試驗方法
(一)血清蛋白型分析
試驗分析之血清蛋白型包括：鐵合蛋白（transferrin, Tf）、後鐵合蛋白－1（post-transferrin-1, Ptf1）、後鐵合蛋白－2（post-transferrin-2, Ptf2）、白蛋白（albumin, Alb）、後白蛋白（post-albumin, Pa）及鹼性磷酸鋛（alkaline phosphatase, Akp）六種。白蛋白、後白蛋白、鐵合蛋白、及後鐵合蛋白型之電泳分析條件是依Laemmli（1970）之非連續聚丙烯醯銨膠體電泳法略加修飾進行分析，而鹼性磷酸鋛型之分析則依Kierek-Jaszczuk and Geldermann（1985）方法略加修飾來進行分析。分析用之膠體分成上層的集膠膠體層約佔整個膠體之 15%，下層的分離膠體層約佔整個膠體之 85%。聚丙烯醯銨膠體電泳法乃利用其膠體孔洞之大小來分析不同分子量之物質，而膠體孔洞之大小則決定於膠體本身之濃度，由於擬分析蛋白質之分子量大小不同，適當之分離膠體亦不同，白蛋白、後白蛋白、鐵合蛋白、及後鐵合蛋白型及鹼性磷酸鋛之集焦膠體濃度皆為 T＝4%、C＝2.7%；適當分離膠體濃度在 Alb、Pa 為 T＝12%、C＝2.7%，Tf、Ptf2 及 Akp 為 T＝10%、C＝2.7%，Ptf1 則為 T＝7.5%、C＝2.7%。集焦膠體緩衝液皆為 0.5 M Tris-HCl, pH 6.8；分離膠體緩衝液 Alb、Tf、Ptf1、Ptf2 及 Akp 為 1.5 M Tris-HCl, pH 8.0（Pa, pH 9.0）；電泳緩衝液皆為 0.025 M Tris base free, 0.19 M glycine pH 8.3。血清中各蛋白質之濃度不同，而蛋白質之濃度會影響電泳之解析度，因此，以追蹤染劑來適當稀釋是必要的，各蛋白型電泳時適當的血清稀釋濃度，血清與追蹤染劑之比例分別為：Alb（1/100）、Pa（10/10）、Tf（3/17）、Ptf1（10/10）、Ptf2（10/10）及 Akp（15/5）；調整適當濃度之樣品皆以 20 μl 載入樣品槽，其所需電泳條件在 Alb、Pa、Tf、Ptf1 及 Ptf2 為先固定電壓 100 V 預跑 30 分鐘後，將電壓調至 500 V 再固定 60 mA 至電泳結束；Akp 則為先固定電壓 400 V 預跑 1 小時後，將電壓調至 500 V 至電泳結束。Alb、Pa、Tf、Ptf1 及 Ptf2 電泳所需時間分別為 9.5、9.5、7.5、7.5 及 5.0 小時，而 Akp 則需 4.5 小時。電泳結束後，取出膠體並去除集焦膠體層。除 Akp 外其他檢測之血清蛋白型皆以 0.1% CBR/TCA 染色溶液固定並染色過夜。Akp 則以 0.05% n-naphyl phosphate/Fast Blue BB 染色液於 37℃ 染色 30∼40 分鐘，再以新鮮上述染色液於 4 ℃ 染色過夜。完成染色之膠體皆以脫色液（甲醇：去離子水：冰醋酸＝5：5：1）脫色直至膠體背景透明為止。脫色完成之膠體依莊（1984）三明治包紮法進行膠片乾燥。膠片乾燥後移至看片箱上以翻拍架拍攝照片。
(二)血紅素型與紅血球酵素型分析
血紅素型（hemoglobin, Hb）與紅血球酵素型分析皆使用 Helena 公司臨床電泳儀器設備及醋酸纖維片（TITAN III-H No. 3022）進行電泳分析。紅血球酵素型分析項目有碳酸酐鋛（carbonic anhydrase, CA）、磷酸葡萄酸鹽去氫鋛（6-phosphogluconate dehydrogenase, PGD）及葡萄醣磷酸異構（glucosephosphate isomerase, GPI）。Hb、CA、PGD 及 GPI 之檢測方法乃依 Crunbaum（1981）及王（1994）方法加以修飾進行分析。
四.統計分析
(一)血液蛋白型出現頻率及基因頻率之估算：
血液蛋白型之出現頻率乃依電泳染色後所判讀各血液蛋白型之各變異（外表型）數目加以估算，基因頻率及其變方則是依照哈溫定律（Hardy-Weinberg law）及 Elseth and Baumgardner（1984）之方法來進行估算。
(二)品種內遺傳變異性之比較
估算各品種牛隻之多型基因座比例（proportion of polymorphic loci, Ppoly）、異質結合率（heterozygosity, H）及有效基因座數目（number of effective alleles, Ne）之估算乃依 Hedrick（1985）方法來進行。
結果與討論
一.血清蛋白型
(一)鐵合蛋白型（Tf）
以 PAGE 法檢測台灣黃牛及荷蘭牛血清鐵合蛋白型，發現有 11 種外表型，由 5 個對偶基因（TfA, TfB, TfD1, TfD2, TfE）所控制，其中又以台灣黃牛較為複雜。從 PAGE 電泳圖可看出，牛的 Tf 每個對偶基因表現出四條電泳帶，中間兩條距離較近，雜合型由兩對應之純合型之電泳帶重疊而成，最多有八條電泳帶所組成。檢測台灣黃牛與荷蘭牛血清鐵合蛋白型對偶基因之基因頻率結果如表 1 所示。在供試牛隻的 Tf 基因主要以 TfA、TfD1、TfD2 及 TfE 為主，TfB 僅在台灣黃牛被發現。台灣黃牛之 TfA 頻率不高（0.136），TfD2（0.545）較 TfD1（0.100）高很多，此結果與 Abe et al.（1968）所得者相近；在印度牛及大部分中國黃牛均是 TfD2 頻率略大於 TfD1。此外，在本試驗中檢測出一頭台灣黃牛外表型為 AB 的個體，此可能有外來血源引入所致，日據時代曾自印度引進辛地牛欲改良台灣黃牛之乳用能力（李，1997）。由林（1997）整理不同品種牛隻血清鐵合蛋白型對偶基因頻率比較中可發現牛的 TfB 基因頻率很低，僅在部分印度牛品種中被發現，如印度紅色辛地牛（Red Sindhi）及印尼的牛種。在台灣鄰近地區中，大陸閩南牛、菲律賓牛、泰國牛、韓國及日本牛隻則未發現 TfB 型者。本試驗的荷蘭牛以 TfD1（0.575∼0.600）為主，若與日本的荷蘭牛（Namikawa and Amano, 1974）作比較，日本的荷蘭牛之 TfA（14.3）、TfD1（21.1%）、TfD2（36.3%）及 TfE（1.1%），台灣荷蘭牛有較高的 TfD1 頻率；整體而言，台灣的荷蘭牛之 TfD1 與 TfD2 總和高達 0.700 以上較日本的荷蘭牛者高出許多。而 Datta et al.（1965）在美國的荷蘭牛群中發現 TfD 頻率也只有 0.538，此現象是否與緯度高低及氣候環境的適應有關，有待進一步的探討。
(二)後鐵合蛋白一型（Ptf1）
檢測所有供試牛隻之血清鐵合蛋白一型多態性發現台灣黃牛表現有 AA、AB 及 BB 三種外表型，分別由兩個對偶基因（Ptf1A, Ptf1B）以共顯性控制。外表型 AA 表現兩條電泳速度較快的電泳帶，其對應之基因型為 Ptf1A/Ptf1A；而 BB 表現兩條電泳速度較慢的電泳帶，其所對應之基因型為 Ptf1B/Ptf1B，AB 則表現由 Ptf1AA 與 Ptf1BB 所重疊成之三條電泳帶，其對應之基因型為 Ptf1A/Ptf1B。而荷蘭牛則無多態性表現，台灣黃牛與荷蘭牛的後鐵合蛋白一型之對偶基因基因頻率如表 1 所示。結果顯示在所有檢測的荷蘭牛皆為 Ptf1B/Ptf1B 純合型；而台灣黃牛亦以 Ptf1B 頻率較高（0.564）。
(三)後鐵合蛋白二型（Ptf2）
血清後鐵合蛋白二型在供試牛隻中亦有三種外表型 FF、FS 及 SS，分別由兩個對偶基因（Ptf2F, Ptf2S）以共顯性控制。外表型 FF 表現一條電泳速度較快的電泳帶，其對應之基因型為 Ptf2F/Ptf2F，而 SS 型表現一條電泳速度較慢的電泳帶，其對應之基因型為 Ptf2S/Ptf2S，FS 型則表現出三條電泳帶，其主要的電泳帶介於 FF 與 SS 之間，其對應之基因型為 Ptf2F/Ptf2S。台灣黃牛與荷蘭牛的後鐵合蛋白二型之對偶基因基因頻率如表 1 所示。結果顯示荷蘭牛的 Ptf2F 基因頻率較高，此與 Komatsu et al.（1979）所言「在歐洲牛系之牛隻以 Ptf2F 基因頻率較高，而印度牛系者則以 Ptf2S 基因頻率較高。」的現象符合。在所有檢測的荷蘭牛之 Ptf2F 頻率約 0.810，台灣黃牛則以 Ptf2S 頻率較高（0.699）。
| 表 1. 台灣黃牛與荷蘭牛
10 種血液蛋白質基因座基因頻率 Table 1. Gene frequencies of ten blood protein loci in Taiwan Yellow and Holstein cattle |
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| 基
因 座 (Loci) |
頭
數 (Heads) |
對 偶 基
因 (Alleles) |
族 群 (Populations) | ||
| 台 灣 黃 牛(TY) | 荷蘭牛 (Holstein) | ||||
| 台灣大學(NTU) | 畜產試驗所(TLRI) | ||||
| Tf
Ptf1
Ptf2
Alb
Pa
Akp
Hb
CA
PGD
GPI |
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N |
TfA TfB TfD1 TfD2 TfE
PtflA PtflB
Ptf2F Ptf2S
AlbA AlbB AlbX
PaA PaB
AkpA AkpO
HbA HbB HbC
CAF CAS
PGDM
GPIM |
110 .136 .005 .110 .545 .214 101 .436 .564 108 .301 .699 104 .139 .851 .010 110 .505 .495 90 .016 .984 84 .714 .125 .161 83 .759 .241 84 1.000 84 1.000 |
27 .200 0 .575 .175 .050 27 0 1.000 20 .875 .125 27 1.000 0 0 27 0 1.000 27 0 1.000 27 1.000 0 0 27 .907 .093 27 1.000 27 1.000 |
30 .283 0 .600 .100 .017 30 0 1.000 30 .767 .233 30 1.000 0 0 30 .0 1.000 30 .017 .983 30 1.000 0 0 30 1.000 0 30 1.000 30 1.000 |
| NTU：National Taiwan University. TLRI：Taiwan Livestock Research Institute. |
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(四)白蛋白型（Alb）
以 PAGE 法檢測台灣黃牛與荷蘭牛之血清白蛋白型，結果顯示其具多態性之表現，共有四種
外表型 AA、AB、BB 及 BX，分別由 AlbA、AlbB 及 AlbX 三個對偶基因共顯性表現。由電泳之結果顯示，可看出牛 Alb 之外表型 AA 為由泳動較快之兩條電泳帶，BB 為兩條較慢之電泳帶組成，AB 則由 AA 與 BB 所重疊組成之三條；BX 亦由三條電泳帶所組成，除 BB 兩條電泳帶外，推斷尚有 XX 兩條電泳帶重疊組成，惟 XX 之個體並未被檢出。其血清白蛋白型基因型頻率如表 1 所示。在檢測之荷蘭牛並無多態性的表現，而在台灣黃牛之血清中白蛋白型外表型之變異包括 AA、AB、BB 及 BX 四種。荷蘭牛皆為 AA 型，此品種屬歐洲牛系與文獻（Spooner and Oliver, 1969；Namikawa and Amano, 1974）一致；而台灣黃牛之基因型則以 AlbB 為主。牛的血清白蛋白型之所有對偶基因中以 AlbA 及 AlbB 居多，在歐洲牛主要以 AlbA 基因頻率最高，而印度牛則以 AlbB 最普遍（Khanna and Singh, 1972；Baker and Manwell, 1980）。AlbX 為牛血清白蛋白少見之基因型僅在台灣黃牛被發現，Abe et al. （1968）在 126 頭台灣黃牛血清 Alb 型之檢測結果亦發現有 BX 雜合型個體，惟沒有檢測出 XX 純合型個體，本試驗結果發現台灣黃牛亦僅有 BX 雜合型的存在，此現象是否 AlbX/AlbX 純合型會導致牛隻出生前的死亡，則有待進一步的探討。
(五)後白蛋白型（Pa）
在供試牛隻，其血清後白蛋白型經檢測後，發現荷蘭牛無多態性表現，而台灣黃牛則有 AA、AB 及 BB 三種外表型，分別由兩個對偶基因（PaA, PaB）以共顯性控制。AA 由兩條泳動較快之電泳帶所組成，相對之基因型為 PaA/PaA；BB 由兩條泳動較慢之電泳帶所組成，相對之基因型為 PaB/PaB；而雜合型 AB 則由此四條電泳帶所共同組成的，相對之基因型為 PaA/PaB。此二品種牛隻 Pa 外表型及基因頻率如表 1 所示。台灣黃牛之 PaA（0.505）與 PaB（0.495）頻率差異不大，與 Komatsu et al.（1979）檢測 68 頭台灣黃牛所得之結果（0.62/0.38）有所差異；而其對荷蘭牛之 Pa 檢測結果，與本試驗所得結果一致。
(六)鹼性磷酸鋛型（Akp）
在供試之牛隻血清鹼性磷酸鋛型多態性的表現，呈現兩種不同之外表型（A, O），由兩個對偶基因（AkpA, AkpO）所控制。其對偶基因基因頻率如表 1 所示。在所有檢測牛隻之 Akp 的外表型幾乎多為 O 型，而 A 型在各品種中則不多見。由 Gahne（1963）的試驗結果顯示 AkpA 對 AkpO 為顯性，但從文獻（Gahne, 1963；Namikawa and Widodo, 1978；Marian and wanda, 1992）及本試驗結果卻以 AkpO 的基因頻率佔絕對優勢，此現象與正常遺傳觀念不符，又牛之 AkpA 頻率相當低，不若山羊有較高的表現頻率（王，1994），AkpO 的表現對牛之生理或生命現象可能具有某些意義，則有待進一步的探討。
二.血紅素型（Hb）
在供試牛隻其血紅素型經檢測後，發現除荷蘭牛無多態性表現外，台灣黃牛表現有 AA、AB、AC、BB、BC 及 CC 六種外表型，分別由三個對偶基因（HbA, HbB, HbC）以共顯性控制。HbA 其為泳動較慢的單一色帶，而 HbB 為泳動較快的單一色帶（Bangham and Blumberg, 1958）；HbC 則泳動速度介於 HbA 與 HbB 之間（Crockett et al., 1963）。其血紅素型對偶基因基因頻率如表 1 所示。在所有品種牛隻仍以 HbA 頻率最高。血紅素型為早期研究地方牛種之起源和分類的重要遺傳標記，HbA 基因是最常見的血紅素基因型，在現今已測定過的所有牛品種中都存在，其中以歐洲牛系的基因頻率最高，除娟姍、更賽等少數牛品種外，一般皆在 0.9∼1.0 之間，如歐洲各國的黑白花牛，幾乎全為 1.0。HbB 則沒有 HbA 普遍，在世界上有兩個種群的 HbB 基因頻率較高，一個為印度的一些瘤牛品種，另一個則為分散在北非、伊比利亞半島的部分地區，法國各地和海峽島（Channel Island）地區等。其中以印度瘤牛為最高，一般為 0.45 左右，歐洲牛除上述地區的娟姍牛等少數幾個品種稍高外，一般都很低，甚至沒有。HbC 的基因頻率很低，在歐洲牛幾乎沒有，在印度牛和非洲牛也很少。在東南亞地區的牛種中較多出現，但基因頻率也不很高（0.05∼0.30），只有在印尼巴厘島上的巴厘牛（Bali）的基因頻率高達 0.806（張等，1990），而巴厘牛為斑騰牛（Banteng）之馴化種，本試驗結果中台灣黃牛有檢測出HbC，其基因頻率分別為 0.161，顯示台灣黃牛亦可能具有斑騰牛血源存在。
三.紅血球酵素型
(一)碳酸酐鋛型（CA）
在本試驗電泳條件下紅血球碳酸酐鋛向正極移動，經染色後呈現螢光色帶，電泳移動速度較快之單一色帶為 FF、移動較慢者為 SS、同時具有 FF與 SS 兩條色帶表現者則為 FS。供試牛隻之紅血球碳酸酐鋛型經檢測後，發現在台灣黃牛與荷蘭牛皆有多態性之表現，其有 FF、FS 及 SS 三種外表型，分別由兩個對偶基因（CAF, CAS）以共顯性控制。檢測供試牛隻之紅血球碳酸酐鋛對偶基因基因頻率結果列於表 1。在此二品種牛隻皆以 CAF 為主。而 Sartore et al.（1969）的報告中荷蘭牛以 CAS（0.80）為主，與本試驗所檢測之荷蘭牛的結果相反，是否與環境的適應有關則有待進一步的探討；而台灣牛之 CAF 基因頻率有 0.76 與 Namikawa et al.（1978）對菲律賓牛之檢測結果（0.73）相近。
(二)磷酸葡萄酸鹽去氫鋛型（PGD）及葡萄醣磷酸異構鋛型（GPI）
在供試牛隻其紅血球 PGD 及 GPI 經檢測後，發現在所有檢測之牛隻均無多態性之表現，其電泳圖皆呈現單一型。PGD 檢測出單一條染色帶，而 GPI 則有三條染色帶所組成；PGD 在本試驗電泳條件下向正極移動，而 GPI 則向負極移動。此結果與 Namikawa et al.（1983）對印尼牛隻進行之紅血球 PGD 及 GPI 所檢測之結果一致。
四.遺傳變異性估算
將所有檢測之台灣黃牛與荷蘭牛進行測定 Tf、Ptf1、Ptf2、Alb、Pa、Akp、Hb、CA、PGD 及 GPI 十個血型基因座。依品種及採樣地分成 3 個族群，此 3 個族群 10 個血液蛋白質之基因座各自基因頻率如表 1 所示。由表 1 的結果可發現在供試牛隻 10 個血型基因座中，除 PGD 及 GPI 無多態性變異外，其他 8 個基因座具有多態性存在。依此 10 個基因座之基因頻率進行族群內遺傳變異性探討。
(一)多型基因座比例
基因多態性對生物體的意義在於提供適應各種環境變動所造成族群絕滅之重要特性。依基因座內最常出現之對偶基因的頻率分析此 3 個族群各基因座之多態性如表 2 所示。台灣黃牛在此 10 個血液蛋白型中有較多基因座具多態性，而以荷蘭牛則具較少多態性基因座。分析台灣黃牛與荷蘭牛之多型基因比例如表 3 所示，其值介於 0.20∼0.70 之間，除荷蘭牛具有較低之多型基因座比例（0.20∼0.30）外，台灣黃牛在此 10 個基因座之多型基因座比例高達 0.70，顯示荷蘭牛在選育的過程中對此 10 個基因座基因純化成單一純合型較高，以致遺傳變異性較小。而台灣黃牛族群並未經嚴格選育，使得其遺傳變異性較大。
(二)有效基因座數目
在所檢測之台灣黃牛與荷蘭牛中，其有效基因座數目值分別為 2.30 與 1.50（表 3）。由於有效基因座數目乃反應基因座內對偶基因頻率之數目較多，台灣黃牛有較多的有效基因座（2.30），或可解釋為其在這些基因座之各對偶基因之平均性較高，並無對特定對偶基因進行選拔，反應出台灣黃牛較屬於逢機族群，遺傳變異性較大。而荷蘭牛有較少的有效基因座數目，反應出其較屬於經選育之族群。
| 表 2. 台灣黃牛與荷蘭牛
10 個血液蛋白質基因座之多態性 Table 2. Existence (Ｐ) or not (－) of genetic polymorphism of ten blood protein loci in Taiwan Yellow and Holstein cattle |
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| 族 群Population | 蛋白型基因座（對偶基因數）Loci of protein type (Number of allele) | |||||||||
| Tf | Ptf1 | Ptf2 | Alb | Pa | Akp | Hb | CA | PGD | GPI | |
| 台灣黃牛 (Taiwan Yellow) 荷蘭牛 (Holstein) 台灣大學 (NTU) 畜產試驗所 (TLRI) |
P (5)
P (4) P (4) |
P (2)
－ (1) － (1) |
P (2)
P (2) P (2) |
P (3)
－ (1) － (1) |
P (2)
－ (1) － (1) |
P (2)
－ (1) － (1) |
P (3)
－ (1) － (1) |
P (2)
P (2) － (1) |
－ (1)
－ (1) － (1) |
－ (1)
－ (1) － (1) |
| 依據最常出現之對偶基因之頻率＜0.95（N＜100）or
0.99（N≧100）為具多態性。 Polymorphic loci are those for which the frequency of the most common allele is less than 0.95 (for N＜100) or 0.99 (for N≧100). NTU：National Taiwan University. TLRI：Taiwan Livestock Research Institute. |
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| 表 3. 台灣黃牛與荷蘭牛
10 個血液蛋白質基因座之遺傳變異性 Table 3. Quantification of genetic variability in Taiwan Yellow and Hostein cattle population for ten loci |
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| 族 群Population | 多 型 基 因 座 比 例Proportion of polymorphic loci | 有 效 基 因 座 數 目Number of effective loci | 平 均 異 質 結 合 率 Mean of heterozygosity |
| 台灣黃牛 (Taiwan Yellow) 荷蘭牛 (Holstein) 台灣大學 (NTU) 畜產試驗所 (TLRI) |
.70
.30 .20 |
2.30±0.37
1.50±0.31 1.50±0.31 |
.316±.073a
.101±.063 .096±.063 |
| a：Mean±SE. NTU：National Taiwan University. TLRI：Taiwan Livestock Research Institute. |
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(三)異質結合率
估算供試之台灣黃牛與荷蘭牛的平均基因座異質型之估值，結果列於表 3 中之平均異質結合率（mean of heterozygosity, H）。比較此兩品種，台灣黃牛有較高（0.316）之平均異質結合率，其基因座之異質型會較多。由此可見，台灣省畜產試驗所恒春分所之台灣黃牛有較大之遺傳變異性。此外，估算供試牛隻每一基因座之異質結合率如表 4 所示，其中 PGD 及 GPI 基因座無多態性存在，因此異質結合率均為 0。而具有多態性之基因座中，Tf 之異質結合率在 0.559∼0.631 之間，較其他基因座者高，可得知 Tf 基因座之基因之變異性較大。
| 表 4. 台灣黃牛與荷蘭牛
10 個基因座之異質結合率 Table 4. Heterozygosity for ten loci in Taiwan Yellow and Holstein cattle |
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| 族 群(Populations) | 基因座 (Loci) | |||||||||
| Tf | Ptf1 | Ptf2 | Alb | Pa | Akp | Hb | CA | PGD | GPI | |
| 台灣黃牛 (Taiwan Yellow) 荷蘭牛 (Holstein) 台灣大學 (NTU) 畜試所 (TLRI) |
.631
.612 .559 |
.494
.000 .000 |
.423
.224 .364 |
.258
.000 .000 |
.502
.000 .000 |
.032
.000 .033 |
.451
.000 .000 |
.368
.171 .000 |
.000
.000 .000 |
.000
.000 .000 |
| NTU：National Taiwan University. TLRI：Taiwan Livestock Research Institute. |
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誌 謝
本試驗承蒙國立台灣大學農業試驗場畜牧組、台灣省畜產試驗所恒春分所及台灣省畜產試驗所畜牧場提供試驗牛隻。台灣省畜產試驗所吳明哲博士及國立台灣大學畜產學系姜延年副教授提供寶貴意見，謹表一併誌謝。
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Comparison on Blood Types of Taiwan Yellow and Holstein Cattle(1)
Der-Yuh Lin(2)(5), Kuang-Fuh Lee(3), Pey-Hwa Wang(4), Hsiu-Luan Chang(2) and Yung-Yi Sung(4)
Received Dec. 17, 1997; Accepted May 5, 1998
ABSTRACT
In order to understand the gene constitution of Taiwan Yellow (TY) and Holstein cattle in Taiwan, blood samples of one hundred and ten Taiwan Yellow cattle from Hengchun Research Station of Taiwan Livestock Research Institute, twenty-seven Holstein from Taiwan Livestock Research Institute (H-TLRI) and thirty Holstein from National Taiwan University (H-NTU) were tested for blood biochemical polymorphism. Polyacrylamide gel electrophorsis was used to analyze six serum protein types including transferrin (Tf), post-transferrin 1 (Ptf1), post-transferrin 2 (Ptf2), albumin (Alb), post-albumin (Pa) and alkaline phosphatase (Akp). Polymorphism of hemoglobin (Hb) and three erythrocyte enzymes as carbonic anhydrase (CA), 6-phosphogluconate dehydrogenase (PGD) and glucose phosphate isomerase (GPI) were analysed by cellulose acetate electrophoresis. Their phenotypic, genetypic and gene frequencies were estimated in order to analyse the genetic component and genetic variability among the 3 populations. PGD and GPI were monopholic among these cattle. Polymorphism of Tf, Ptf1, Ptf2, Alb, Pa and Akp existed in Taiwan Yellow cattle. Alb, Pa, Ptf1 and Hb in Holstein, Akp in H-NTU and CA in H-TLRI were without polymorphism. The phenotype of AlbBX was only found in TY. The gene of HbC which was found only in Bali cattle by former workers, showed its existence in Taiwan Yellow cattle in this study. The frequency of HbC in Taiwan Yellow cattle was 0.161. The expected mean heterozygosity was estimated according to the gene frequencies. It was found that the genetic variance was higher in Taiwan Yellow cattle (0.316), and was lower in Holstein from TLRI (0.096).（Key Words：Taiwan Yellow Cattle, Holstein, Blood Type, Polymorphism, Heterozygosity）
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(1)Contribution No. 825 from Taiwan Livestock Research
Institute (TLRI), Hsinhua, Tainan, Taiwan, R.O.C.
(2)Department of Animal Breeding, TLRI, Hsinhua, Tainan, Taiwan, R.O.C.
(3)Heng Chun Station, TLRI, Ping-Tung, Taiwan, R.O.C.
(4)Department of Animal Science, National Taiwan University, Taipei, R.O.C.
(5)Corresponding author.
中國畜牧學會會誌 第27卷 第4期 507∼518, 1998