猪BMP11基因的克隆、表达分析及染色体定位

论文摘要

体长是猪育种中具有重要经济价值的目标性状之一,其长短与胸腰椎数密切相关。1999年McPherron和Gammer等对小鼠的骨形态发生蛋白11（Bone morphogenetic protein-11,简称BMP11;又称生长分化因子11,Growth differentiation factor 11,简称GDF11）基因进行了研究,发现该基因突变使脊椎骨发生同源异型改变,造成小鼠胸腰椎数增多,从而引起广泛的关注。国外品种长白猪和中国的地方品种里岔黑猪以猪身长著称。从分子水平上研究猪BMP11的结构和功能,从遗传上增加猪的体长,改善猪的经济性状具有重要理论意义和实践价值。 本研究首先对猪BMP11进行了克隆,然后分析了其在猪体内各组织中的表达情况,最后进行了染色体定位。根据GenBank上登录的人和小鼠等物种的BMP11序列设计简并引物,采用RT-PCR和以基因组DNA为模板的PCR方法,分别从猪胚脑组织和猪基因组DNA中克隆得到猪BMP11的外显子2和内含子2序列。通过5’-RACE的方法获得了部分外显子1序列。在该基因的表达方面,对不同时期猪胚和仔猪各组织mRNA的表达进行了分析。结果如下: 1.分离并鉴定了猪BMP11基因的部分外显子1、外显子2和内含子2序列。GenBank数据库收录号分别为AY722391（exon2）,AY722392（intron2）和AY874870（部分exon1）。将扩增的猪BMP11同人、小鼠和大鼠的同源序列进行比对,结果猪BMP11的氨基酸序列同人、小鼠和大鼠的氨基酸序列同源性均为99.4%;猪BMP11的核苷酸序列人、小鼠和大鼠的核苷酸序列同源性分别是:95.7%、94.0%和93.5%。并且内含子2和外显子的拼接位点符合GT-AG规则。 2.对猪BMP11基因进行了mRNA水平的组织表达特征分析。我们分别选取了不同R龄猪胚（以体长表示:4cm猪胚、6.5 cm猪胚以及9 cm猪胚）的各组织（前肢、后肢、牙龈、脑、眼、肝、心、肺、肾、颈椎、胸椎、腰椎、荐尾椎）和出生后72小时内仔猪的各种组织（前肢、后肢、牙龈、脑、眼、肝、心、肺、肾、颈椎、胸椎、腰椎、荐尾椎、脾脏和背腰最长肌）进行扩增,发现猪BMP11基因的RT-PCR扩增产物在不同时期的不同组织中的表达存在差异:在4cm猪胚中,颈椎,荐尾椎没发现扩增带;在

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1. 文献综述
• 1.1 TGF-β超家族及其信号转导
• 1.1.1 TGF-β超家族的结构特征
• 1.1.2 TGF-β受体及信号传递
• 1.1.3 TGF-β作用方式及调控
• 1.1.4 TGF-β生物学效应
• 1.1.5 TGF-β超家族成员的细胞内信号转导
• 1.2 骨形态发生蛋白11基因（BMP11）的研究现状
• 1.2.1 BMP11的发现、结构、同源性分析及染色体定位
• 1.2.2 BMP11的功能研究
• 1.2.3 BMP11的负调控作用
• 1.2.4 BMP11在胚体内的表达情况
• 1.2.5 BMP11的信号传导通路
• 1.3 猪基因图谱研究进展
• 2. 本研究的目的意义
• 3. 材料与方法
• 3.1 材料
• 3.1.1 菌株
• 3.1.2 实验材料
• 3.1.3 主要试剂及来源
• 3.1.4 主要仪器设备
• 3.1.5 辐射杂种板
• 3.1.6 主要分子生物学数据库及软件
• 3.2 方法
• 3.2.1 培养基、缓冲液与常用试剂的配制
• 3.2.2 总RNA的提取
• 3.2.3 基因组 DNA的提取
• 3.2.4 引物设计
• 3.2.5 猪BMP11序列的克隆
• 3.2.6 5'-RACE技术
• 3.2.7 扩增产物的纯化、克隆、鉴定和测序
• 3.2.8 DNA序列同源性检索鉴定
• 3.2.9 猪BMP11的组织表达谱研究
• 3.2.10 基因物理定位的RH方法
• 4. 结果与分析
• 4.1 总RNA的提取与检测
• 4.2 猪BMP11的克隆及分析
• 4.2.1 外显子2的克隆及同源性比较
• 4.2.2 BMP11的5’端克隆及同源性比较
• 4.2.3 内含子2的克隆
• 4.2.4 猪BMP11同人、小鼠和大鼠的同源性比较
• 4.3 猪BMP11的组织表达谱分析
• 4.4 猪BMP11的染色体精细定位
• 5. 讨论
• 5.1 总RNA提取及5’-RACE
• 5.2 BMP11的鉴定和序列分析
• 5.3 BMP11的组织表达分析
• 5.4 BMP11的物理定位
• 5.4.1 定位引物的设计
• 5.4.2 BMP11的物理定位
• 6. 小结
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间发表论文题录
• 附录