西农萨能奶山羊和波尔山羊部分经济性状的PCR-SSCP标记研究

论文摘要

本研究以西农萨能奶山羊和波尔山羊2个品种共计260个个体为材料,利用生物信息学、DNA测序、DNA序列分析、PCR-SSCP技术研究了山羊PRLR基因（intron1、2,exon10）、PRL基因（5’端）、GHR基因（exon9、10）以及LHβ基因（5’端、exon2、exon3）共4个候选基因16个位点遗传变异,同时探讨山羊群体遗传多态性及其与经济性状（产奶量、产羔数）的关系,旨在获取相应的分子遗传学信息,找到与经济性状相关的DNA标记,为山羊遗传资源保护、开发与利用提供科学依据。本研究获得以下重要结果:1山羊PRLR基因遗传变异位点与经济性状的关系1.1 PRLR基因内含子Ⅰ和Ⅱ位点与经济性状的关系针对PRLR基因内含子Ⅰ和Ⅱ设计的2对引物中,引物P1不存在多态,3处突变导致引物P2位点多态,共发现GG、GH、HH 3种基因型,2个山羊群体都以GG型为主;其基因型和等位基因分布与西农萨能奶山羊的产奶量和产羔数之间不存在显著相关（P>0.05）;该位点与波尔山羊产羔数之间存在显著相关（P<0.01）,如:引物P2位点多态的GH基因型在第5胎产羔数极显著高于GG型个体（P<0.01）,第3胎也显著高于GG型（P<0.05）。1.2 PRLR基因外显子10位点与经济性状的关系在针对PRLR基因外显子10设计的4对引物的PCR-SSCP分析中,发现仅引物P3不存在多态性,引物P4、P5与P6扩增片段具有多态性。应用P4扩增片段,在2个品种中仅检测到AA型和AB型,纯化测序表明AA型与AB型相比有2处突变,27C→T的突变没有导致氨基酸变化,第189处的碱基缺失导致氨基酸由组氨酸变为酪氨酸和苏氨酸。AA和AB基因型之间产奶量的最小二乘均值差异显著（P<0.05）,AA基因型在各胎次产奶量和平均产奶量等指标上均高于AB基因型,其中第三胎的产奶量达到显著水平（P<0.05）;应用P5扩增片段,只检测到三种基因型（CC、CD、DD）,纯化测序表明CC型与DD型相比有2处突变（103C→A和106T→C）,分别导致氨基酸由赖氨酸变为苏氨酸、苏氨酸变为异亮氨酸;三种基因型之间产奶量的最小二乘均值差异不显著（P>0.05）。在两个品种中,引物P5的多态都与产羔数相关。如:波尔山羊P5位点的各基因型与产羔数间存在显著相关,在第三胎产羔数指标上,CC基因型个体产羔数显著多于DD型（P<0.05）。应用P6扩增片段,在2个品种中也只检测到EE型和EF型,纯化测序表明EE型与EF型相比有1处突变（114A→G）,该突变导致氨基酸有蛋氨酸变为缬氨酸;EE和EF基因型之间产奶量差异显著（P<0.05）。EE基因型的个体各胎次产奶量均比EF型高,其中在第3、4胎产奶量和前四胎平均产奶量3项指标上都达到显著水平（P<0.05）。2山羊GHR基因遗传变异位点与经济性状的关系在山羊GHR基因Exon9和Exon10位点中,仅发现Exon9存在1处突变位点:241G→T,在两个群体中只发现两个基因型（NN,NT）,该位点仍在两个山羊中均为低度多态（PIC<0.25）。Exon9扩增位点对产奶量有显著影响:NN基因型在各胎次产奶量和平均产奶量等指标上均好于NT基因型,其中在第三胎的产奶量和第四胎产奶量2项指标上都达到显著水平（P<0.05）。在西农萨能山羊品种上,GHR基因座位的不同基因型与各胎次产羔数及平均产羔数等指标均无相关性（P>0.05）。在波尔山羊中,GHR基因NN基因型在各胎次产羔数上均好于NT基因型,且在第四胎产羔数上NN型个体优于NT型个体（P<0.05）。3山羊LHβ基因遗传变异位点与产羔数的关系应用PCR-SSCP技术对两个山羊品种进行LHβ基因多态性分析,在设计的6对引物中,山羊LHβ基因P1与P5（exon2）存在153C→A和64T→C突变位点,它们与山羊的产羔数之间存在显著相关,P1引物位点多态与波尔山羊第3胎产羔数和第4胎产羔数显著相关:PP型个体第3胎和第4胎产羔数均极显著高于PQ型个体（P<0.01）;此位点多态在西农萨能奶山羊第4胎和第5胎产羔的差异显著（P<0.05）;在引物P5位点,不同基因型与产羔数之间存在显著关联:在波尔山羊中,LL型个体第4胎产羔数极显著高于LM型（P<0.01）,第5胎产羔数显著高于LM型（P<0.05）。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 文献综述
• 第一章 西农萨能奶山羊和波尔山羊遗传特性及生产性能
• 1.1 西农萨能奶山羊
• 1.2 波尔山羊
• 第二章 分子遗传标记与动物遗传育种
• 2.1 分子标记的分类
• 2.2 几种常用的分子遗传标记的原理及特点
• 2.2.1 RFLP 标记
• 2.2.2 微卫星标记
• 2.2.3 PCR-SSCP 标记
• 2.2.4 单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism, SNP）
• 2.3 分子标记在动物遗传育种中的应用
• 2.3.1 动物品种、品系和类群的鉴定
• 2.3.2 QTL 主基因的定位与遗传图谱的构建
• 2.3.3 动物遗传标记辅助选择
• 2.3.4 动物杂种优势预测
• 第三章 山羊部分经济性状相关的分子标记研究进展
• 3.1 产奶性状相关的分子标记研究进展
• 3.1.1 乳蛋白基因多态与产乳性状的相关性
• 3.1.2 催乳素及其受体基因多态性与产乳性状的相关性
• 3.1.3 核外基因和产乳性状的相关性
• 3.1.4 Weaver 基因及其他基因座和产乳性状的关系
• 3.1.5 生长激素基因和生长激素受体基因和产乳性状的关系
• 3.1.6 IGFs 和IGFBP3 与和产乳性状的关系
• 3.1.7 MHC 基因多态与产乳性状的相关性
• 3.1.8 POU1Fl 基因与产奶性状的相关性
• 3.2 繁殖性状的分子标记研究进展
• 3.2.1 FecB 基因和酪蛋白基因
• 3.2.2 雌激素（ES）和雌激素受体（ESR）
• 3.2.3 卵泡刺激素（FSH）和促卵泡激素受体（FSHR）基因
• 3.2.4 PRL、PRLR 基因与PROP1-POU1F1 调控家族基因
• 3.2.5 IGFs 和IGFBP3 基因
• 3.2.6 生长激素和生长激素受体基因与产羔性状的关系
• 第四章 影响山羊经济性状候选基因的研究进展
• 4.1 催乳素（PRL）基因研究进展
• 4.1.1 PRL 的分子结构和生理功能
• 4.1.2 PRL 基因多态及其与经济特性的关系
• 4.2 催乳素受体（PRLR）及其基因的研究进展
• 4.2.1 PRLR 的结构、功能和调控
• 4.2.2 PRLR 基因多态性与经济特性的关系
• 4.3 GHR 基因的研究进展
• 4.3.1 GHR 基因的结构
• 4.3.2 GHR 基因多态性与经济特性的关系
• 4.4 LH 基因的研究进展
• 4.4.1 促黄体素的生理功能
• 4.4.2 促性腺激素的结构特点
• 4.4.2.1 α-亚基
• 4.4.2.2 β-亚基
• 4.4.3 各物种的促黄体素β亚基基因的研究现状
• 4.4.3.1 绵羊促黄体素的β亚基基因
• 4.4.3.2 牛促黄体素β亚基基因
• 4.4.3.3 猪促黄体素亚β亚基基因
• 4.4.4 促黄体素基因的研究作用
• 4.5 LH 基因多态及其与产羔数的关系
• 第二部分 试验研究
• 第五章 山羊PRLR 基因遗传变异分析及其与经济性状的关系
• 5.1 引言
• 5.2 试验材料与方法
• 5.2.1 试验材料
• 5.2.1.1 试验动物与产奶量、产羔数的记录
• 5.2.1.2 试验药品与试剂
• 5.2.1.3 仪器设备
• 5.2.2 试验方法
• 5.2.2.1 基因组DNA 的分离
• 5.2.2.2 DNA 质量的检测、纯化及浓度计算
• 5.2.2.3 PRLR 基因引物的设计及PCR 反应
• 5.2.3 PCR-SSCP 分析
• 5.2.3.1 PCR-SSCP 的试剂准备与配置
• 5.2.3.2 PCR-SSCP 分析
• 5.2.3.3 照相分析与SSCP 带型的判定
• 5.2.3.4 DNA 测序技术研究SSCP 片断及序列遗传变异分析
• 5.2.4 统计分析
• 5.2.4.1 遗传多态性分析
• 5.2.4.2 统计分析模型
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 试验羊基因组DNA 样品的电泳检测
• 5.3.2 PCR 扩增结果
• 5.3.3 SSCP 分析
• 5.3.4 DNA 测序结果
• 5.3.5 遗传变异位点分析
• 5.3.6 山羊PRLR 基因多态位点频率分布及群体遗传结构分析
• 5.3.7 PRLR 基因多态性与经济性状的关系
• 5.3.7.1 PRLR 基因多态与西农萨能奶山羊产奶性状的关系
• 5.3.7.2 PRLR 基因多态与山羊产羔数的关系
• 5.4 讨论
• 5.4.1 PRLR 基因的遗传多态性及其对西农萨能奶山羊产奶量的影响
• 5.4.2 PRLR 基因遗传多态性与产羔数的关系
• 5.4.2.1 PRLR 内含子多态性及其与产羔数的相关性
• 5.4.2.2 PRLR 外显子10 多态性及其与产羔数的相关性
• 5.5 小结
• 第六章 山羊PRL 基因遗传变异分析及其与山羊经济性状的关系
• 6.1 引言
• 6.2 材料与方法
• 6.2.1 PCR 引物的设计
• 6.2.2 PCR 扩增反应体系与反应程序
• 6.3 实验结果
• 6.3.1 两个品种PRL 基因5’端的PCR 扩增结果
• 6.3.2 两个品种PRL 基因5’端的PCR-SSCP 分析
• 6.4 讨论
• 6.5 小结
• 第七章 山羊GHR 基因遗传变异分析及其与山羊经济性状的关系
• 7.1 引言
• 7.2 材料与方法
• 7.2.1 PCR 引物的设计
• 7.2.2 PCR 扩增反应体系与反应程序
• 7.3 结果与分析
• 7.3.1 GHR 基因的PCR 和PCR-SSCP 分析
• 7.3.2 DNA 测序结果及序列分析
• 7.3.3 山羊GHR 基因多态位点频率分布及群体遗传结构分析
• 7.3.4 GHR 基因多态性与经济性状的关系
• 7.3.4.1 GHR 基因多态与西农萨能奶山羊产奶性状的关系
• 7.3.4.2 GHR 基因多态与两个山羊品种产羔数的关系
• 7.4 讨论
• 7.4.1 GHR 基因多态性对产奶性能的影响
• 7.4.2 GHR 基因多态与产羔数的关系
• 7.5 小结
• 第八章 山羊LHΒ基因遗传变异分析及其与山羊繁殖性状的关系
• 8.1 引言
• 8.2 材料与方法
• 8.2.1 PCR 引物的设计
• 8.2.2 PCR 扩增反应体系与反应程序
• 8.3 结果与分析
• 8.3.1 LHβ基因的PCR 扩增结果
• 8.3.2 LHβ基因的PCR-SSCP 分析
• 8.3.3 DNA 测序结果及序列分析
• 8.3.4 遗传变异位点分析
• 8.3.5 山羊LHβ基因多态位点频率分布及群体遗传结构分析
• 8.3.6 LHβ基因多态性与山羊产羔数的关系
• 8.4 讨论
• 8.5 小结
• 第九章 结论及创新点
• 9.1 结论
• 9.2 创新点
• 9.3 进一步需要研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介