论文题目: 牦牛血红蛋白的基因克隆和同源模建
论文类型: 博士论文
论文专业: 动物遗传育种与繁殖
作者: 袁青妍
导师: 谢庄
关键词: 牦牛,珠蛋白基因,珠蛋白基因,微卫星多态性,同源模建
文献来源: 南京农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 世界牦牛起源于中国,全世界牦牛数量的95%分布在中国。现代的家养牦牛是中国古羌人（即现代藏族人的祖先）在距今大约5000-10000年左右的旧石器时代驯化野牦牛而来的。它们主要分布在海拔3000m以上的寒冷、低氧地区,那里的空气氧含量只为海平面的1/3～1/2。牦牛长期生活在这种寒冷、低氧环境下,不仅能正常繁育后代,而且能为藏族人民提供奶、肉、皮、毛、绒等生活必需品,素有“高原之舟”的美称。它不仅血红蛋白含量高,而且血红蛋白的氧亲和力也高。Lalthantluanga及Weber等人认为牦牛血红蛋白氧亲和力高主要是由于其βⅡ链第135位的缬氨酸代替丙氨酸所致。他们只是从一级结构上预测,没有进一步从高级结构上进行阐明。血红蛋白主要在血液中起传送O2及CO2的作用,它在牦牛适应高原低氧中起着重要的作用。我们首先克隆测定牦牛珠蛋白基因的核苷酸序列,然后从数据库中调出牦牛血红蛋白αⅠ及BⅡ珠蛋白链的氨基酸序列,运用分子模拟软件InsightⅡ来同源建牦牛血红蛋白的四级结构,以期揭示牦牛血红蛋白高氧亲和力的分子基础与结构基础。 我们利用山羊、人及黄牛中α珠蛋白基因的保守序列设计引物来扩增牦牛的α珠蛋白基因,结果得到一条长度为754bp的片段。经鉴定所测序列为牦牛α1珠蛋白基因。它与黄牛的同源性最高,为99.71%,水牛次之,为98.58%,而与山羊、绵羊、马、人的同源性较差,分别为96.03%、95.57%、68.55%、51.13%。以所测序列设计引物来扩增两个内含子,结果两个内含子都只扩增到一条片段。运用起始密码子及终止密码子附近的序列设计引物扩增牦牛α珠蛋白基因间区域,结果得到一条2470bp的片段。将它进行同源性搜索,发现没有一个基因与它同源,也即此区域内不存在任何基因。为了鉴定两个α珠蛋白基因在染色体上的排列顺序,重新设计了两对引物来分别扩增上游基因及下游基因。结果上游基因扩到一条1086bp的片段,而下游基因也扩到一条1140bp的片段。上游基因克隆测序鉴定后为α1珠蛋白基因,下游基因克隆测序鉴定后为α2珠蛋白基因。以上研究表明牦牛中存在两个长度都为706bp的非等位α珠蛋白基因,即α1珠蛋白基因、α2珠蛋白基因。它们在染色体上紧密排列,间距为2409bp。其中α1珠蛋白基因排列在前,α2珠蛋白基因在后。 利用黄牛的β珠蛋白基因序列分别设计3对和1对引物来扩增牦牛的β珠蛋白基
论文目录:
中文摘要
英文摘要
第一部分 文献综述
第一章 牦牛的分类、起源、生物学特性及其主要类群
1．牦牛的分类地位
2．牦牛的起源及驯化
3．牦牛的生物学特性
3．1 牦牛对缺氧环境的适应性
3．2 牦牛耐寒惧热的特性
3．3 牦牛对高山草原环境的适应性
3．4 牦牛的驮乘特性
4．中国主要牦牛品种(类群)
4．1 天祝白牦牛
4．2 九龙牦牛
4．3 青海高原牦牛
4．4 麦洼牦牛
4．5 西藏高山牦牛
5．野牦牛
参考文献
第二章 牦牛及其它动物对高原低氧适应的研究进展
1．低氧适应的血液学特征
1．1 红细胞(RBC)数、血红蛋白(Hb)含量特征
1．2 Hb的氧亲和力特征
1．3 血液的粘滞性特征
2．低氧适应的肺动脉结构特征
3．低氧适应的心、胸、肺特征
4．低氧适应的其他方面特征
5．低氧诱导因子在低氧适应中的作用
6．低氧适应的遗传性
参考文献
第三章 血红蛋白及其研究进展
1．血红蛋白的组成
2．血红蛋白三维结构的确定
3．珠蛋白基因的表达与调控
4．血红蛋白的协同效应与变构效应
5．血红蛋白的波尔效应
6．血红蛋白的蛋白质水平研究进展
7．血红蛋白的核酸水平研究进展
参考文献
第四章 血红蛋白同源模建的研究进展
1．蛋白质三维结构的实验确定方法
1．1 X射线晶体学
1．2 电子晶体学及电子显微学三维重构
1．3 多维核磁共振方法
1．4 扫描隧道与原子力学显微镜技术
1．5 各种谱学方法
2．蛋白质三维结构的理论预测方法
2．1 同源和比较建模法
2．2 反向折叠法
2．3 从头预测法
3．血红蛋白同源模建的研究进展
3．1 中央腔周围氨基酸残基不同引起氧亲和力变化
3．2 接触区残基的变化引起氧亲和力变化
3．3 键的形成影响氧亲和力
3．4 蛋白质的修饰结构
3．5 血红蛋白同源模建的可靠性
3．6 其他方面
参考文献
第二部分 中国牦牛珠蛋白基因的克隆、鉴定及多态性分析
第一章 中国牦牛α-及β-珠蛋白基因的克隆、鉴定及分析
1．实验材料
1．1 DNA样品
1．2 引物合成
1．3 试剂盒及药品
1．4 菌株、载体
1．5 主要仪器
1．6 试剂配制
2．实验方法
2．1 牦牛耳组织基因组DNA的提取
2．2 牦牛血液基因组DNA的提取
2．3 JM109感受态细菌的制备(氯化钙法)
2．4 转化
2．5 质粒DNA的提取
2．6 扩增牦牛珠蛋白基因所用体系和程序
2．7 扩增片段的回收纯化
2．8 回收片段加A及与载体的连接
2．9 克隆的挑选及鉴定
3．结果与分析
3．1 α-珠蛋白基因的结果与分析
3．2 β-珠蛋白基因的结果与分析
参考文献
第二章 中国四个海拔牦牛群体血红蛋白β链微卫星多态性分析
1．材料和方法
1．1 样本的采集和基因组DNA的的制备
1．2 PCR扩增与检测
1．3 数据分析
2．结果
2．1 不同海拔高度牦牛的等位基因
2．2 不同海拔高度牦牛等位基因的杂合度及多态信息含量
2．3 不同海拔高度牦牛的基因型
3．讨论
参考文献
第三部分 牦牛血红蛋白的同源模建
1．材料和方法
1．1 材料
1．2 血红蛋白中血红素的参数化
1．3 在Discover力场下定位氢键的方向
1．4 突变氨基酸侧链的定位
1．5 能量最小化过程
1．6 结构分析
2．结果与分析
3．讨论
参考文献
第四部分 结论
第五部分 创新点
攻读博士学位期间发表的论文
专业术语
致谢
发布时间: 2005-07-19
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