论文题目: 蒙古马MSTN基因克隆及序列分析和部分品种多态性研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 动物遗传育种与繁殖
作者: 王全喜
导师: 芒来,张立岭
关键词: 基因,生物信息学
文献来源: 内蒙古农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 肌肉生长抑制素(Myostatin,MSTN)是近年来发现的一种生长分化因子,主要在动物骨骼肌中表达,它对动物肌肉的发生和发育以及再生都有重要调控作用。该基因缺失会导致动物骨骼肌肌纤维数量增多或肌细胞肥大等现象,这对肉用养马业和速度赛马业有潜在的应用价值。但国内外对马MSTN基因的研究较少,未曾见到马的MSTN基因全序列的报道,更未见对马的MSTN基因的生物信息学研究和基因多态性分析报道。因此,本研究从蒙古马的MSTN基因的克隆和全序列测序入手,进一步对马的MSTN基因进行生物信息学分析研究,并对乌审马、乌珠穆沁马、锡尼河马、三河马、纯血马、矮马等六个品种马MSTN基因编码序列进行多态性分析,目的是为建立蒙古马基因文库提供可靠信息,并为马MSTN的分子生物学研究及分子育种奠定理论基础。本研究取得了以下结果: 首先克隆了蒙古马MSTN基因并进行了全序列测定,测定结果登录在Genbank上,登录号为AY840554,全序列分析结果表明,蒙古马MSTN基因全序列为4979bp,由三个外显子和两个内含子组成,即第一外显子373bp、第二外显子374bp、第三个外显子381bp、第一内含子1833bp、第二内含子2018bp。cDNA全长为1128bp,只出现一个开放的读码框,因此可以推测马MSTN基因蛋白前体由375个氨基酸组成。 其次,借助生物信息软件,对蒙古马MSTN基因进行序列对比以及推测编码蛋白质的一、二级结构和一些理化性质:①序列对比结果表明,马MSTN基因序列与GenBank中的马AB033541序列基本一致,cDNA序列同源性达到99.56%,只有5个碱基的差异,而且其中2个碱基的突变为沉默突变;氨基酸序列同源性达到99.21%,只有3个氨基酸的差异。②氨基酸序列与其它动物同源序列对比结果表明,所推测出的氨基酸序列具有TGF-β超家族成员结构特点。④MSTN基因分子进化分析结果表明:马与猪的亲缘关系最近,与牛、羊、狗、狐狸、鼠的亲缘关系较近,其次是与鹅、火鸡、鸡和鹌鹑等鸟类的亲缘关系,与鱼类的亲缘关系较远。⑤蛋白质理化性质推测结果表明:此基因编码的蛋白质分子量为42.9kd,等电点为7.59的大分子。⑥最后蛋白质二级结构预测表明,该蛋白质是含有84个α螺旋、77个β折叠和214个无规卷曲的多肽。 再次,对上述六个品种马的MSTN基因的三个外显子进行PCR-SSCP分析,并计算出遗传参数,进行了群体遗传学特性分析:结果表明,第一和第三外显子出现多态,第二外显子中未检测到SNPs位点,经X~2检验发现,第一外显子的突变在六个品种马均处于平衡状态,第三外显子的突变在乌审马和纯血马群体中处于不平衡状态,其余品种中均处于平衡状态。基因杂合度、有效等位基因数以及多态信息含量等的计算发现,6个品种马的突变位点PIC表现均为中度多态。
论文目录:
中文摘要
英文摘要
1 绪论
2 文献综述
2.1 马的起源与驯化
2.1.1 马的起源
2.1.2 马的驯化
2.2 中国养马历史
2.3 国内外养马业现状及发展趋势
2.3.1 国外养马业现状及发展趋势
2.3.2 我国养马业的现状及发展趋势
2.4 骨骼肌的结构及肌纤维的分类
2.4.1 骨骼肌纤维的显微结构
2.4.2 骨骼肌纤维的分类
2.5 骨骼肌生成和发育的调控
2.5.1 骨骼肌的发生
2.5.2 肌肉生成和发育过程的分子调控
2.5.3 肌细胞的凋亡和肌肉组织的再生
2.6 骨骼肌MSTN基因的结构和功能及其研究进展
2.6.1 TGF-B超家族的功能特征
2.6.2 骨髓肌生长抑制素基因的结构特征
2.6.3 MSTN基因的生物学功能和作用机理
2.6.4 MSTN基因突变及多态
2.6.5 MSTN基因的表达
2.6.6 动物MSTN基因的变异与生产性能的关系
2.6.7 马和其它动物MSTN基因研究进展
2.7 生物信息学及其研究现状
2.7.1 生物信息学的概述
2.7.2 生物信息学的研究领域
2.7.3 生物信息学在动物遗传育种中的应用
2.7.4 生物信息学最新进展和展望
2.8 基因组研究的分子遗传标记及其应用
2.8.1 RFLP标记和DNA指纹标记及其应用
2.8.2 RAPD、微卫星和AFLP标记及其应用
2.8.3 SNPs及其应用
3 研究一蒙古马MSTN基因克隆、全序列测序及生物信息学分析
3.1 实验材料
3.1.1 菌株和载体
3.1.2 实验动物与血样
3.1.3 试剂和酶
3.1.4 主要仪器设备
3.1.5 溶液的配制
3.2 实验方法与步骤
3.2.1 引物的设计及合成
3.2.2 马基因组DNA的提取
3.2.3 PCR扩增
3.2.4 目的片段的连接
3.2.5 感受态细胞的制备和转化
3.2.6 重组质粒的鉴定
3.2.7 序列测定
3.2.8 MSTN基因序列生物信息学分析
3.3 实验结果
3.3.1 总DNA提取结果
3.3.2 PCR扩增及其产物的琼脂糖凝胶电泳
3.3.3 扩增产物的克隆及重组质粒的筛选和鉴定
3.4 测序结果与序列分析
3.4.1 蒙古马MSTN基因序列测序结果与分析
3.4.2 MSTN基因cDNA序列对比分析
3.4.3 蒙古马MSTN基因氨基酸序列预测与序列分析
3.4.4 MSTN基因编码的蛋白质二级结构的预测
3.4.5 MSTN基因的进化分析
3.5 讨论
3.5.1 关于马MSTN基因克隆中PCR的影响因素
3.5.2 关于蒙古马MSTN基因序列测定与分析
3.5.3 关于蒙古马MSTN基因氨基酸序列的推测及分析
3.5.4 关于蒙古马MSTN基因编码蛋白质二级结构预测
3.5.5 关于MSTN基因的进化
4 研究二：六个品种马MSTN基因编码区SSCP分析及遗传多态性研究
4.1 实验材料与方法
4.1.1 实验材料
4.1.2 实验方法
4.2 实验结果与分析
4.2.1.马MSTN基因第一外显子PCR-SSCP分析及其克隆测序结果分析
4.2.2 马MSTN基因第二外显子PCR-SSCP分析及其克隆测序结果
4.2.3 马MSTN基因第三外显子PCR-SSCP分析及其克隆测序结果分析
4.3 讨论
4.3.1 关于PCR-SSCP的影响因素
4.3.2 关于测序结果讨论
4.3.3 关于六个品种的遗传多样性
4.3.4 关于品种的保护
5 结论
致谢
附图
参考文献
作者简介
发布时间: 2005-07-18
参考文献
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