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牛黑素皮质激素受体1（MC1R）基因单核苷酸多态位点（SNP）与毛色表型的分析

2020-12-01阅读(510)

牛黑素皮质激素受体1（MC1R）基因单核苷酸多态位点（SNP）与毛色表型的分析

论文摘要

利用克隆测序技术检测牛MC1R基因的单核苷酸多态位点（SNP）,分析该多态性与牛毛色表型关系,为遗传育种研究提供分子生物学依据,为其近缘种属基因的进一步研究提供理论基础。本实验采集了天祝白牦牛、九龙牦牛、麦洼牦牛、西藏牦牛、涪陵水牛和通江黄牛共计6个品种32个个体的新鲜耳组织并提取DNA,记录毛色表型,利用生物信息学方法对MC1R基因的序列进行分析,主要得出以下结论:1、本实验测定的牛MC1R基因,扩增片段全长1045bp,包含了完整的CDS区序列954bp,编码318个氨基酸,T、C、A、G的平均含量分别为22.9%（22.7%～23.1%）、35.8%（35.6%～36.0%）、15.0%（14.9%～15.2%）、26.3%（26.2%～26.4%）。A+T含量为37.9%,G+C含量为62.1%,A+T含量低于G+C的含量;2、在牛MC1R基因编码区序列954个位点中共检测到23个多态位点,占总的分析位点的2.41%,包括3个颠换（13.04%）,19个转换（82.61%）,1个缺失（4.35%）。七个跨膜功能域各自存在变异位点。其中单一多态位点（Singleton polymorphicsites）20个,占86.96%;简约信息位点（Parsimony informative polymorphic sites）2个,占8.69%;缺失1个,占4.35%。其中有12个位点的变异发生在密码子的第一位点,7个位点的变异发生在密码子的第二位点,4个位点的变异发生在密码子的第一位点;3、在32个个体中共发现14种单倍型,24个个体表现为纯合子基因型,8个个体表现为杂合子基因型;4、发现牛MC1R编码区126处存在一处特殊的SNP（单核苷酸多态性）,我们所测6个品种32头牛此位置都为C,而GenBank注册的外国牛种（荷斯坦奶牛AF445641、AF445642、AF445646、NM174108）的序列为T;5、MC1R基因序列具有多态性,表现为4种等位基因:已见报道的E+,e和本研究定义的M1,M2。野生型的E+基因表现出多种毛色,对黑色毛色有显性作用;310处移码突变的隐性e等位基因因翻译出一个缩短了的失去功能的MC1R蛋白而表现或强或弱的红色毛色;C340A、G871A我们定义为等位基因M1,表现为全白或者全黑的个体;T663C我们定义为等位基因M2,他与C375T处分离的个体毛色表现为深灰色或者黑色;基于已经报道的4个等位基因和本研究中新定义的基因,检测到这些实验个体的特殊的变异位点具有更进一步研究的价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 文献综述
  • 1.1 黑色素的合成与分泌
  • 1.2 黑色素的生物学功能及色素性状在生产实际中的应用
  • 1.2.1 黑色素的生物学功能
  • 1.2.2 色素性状在生产实际中的应用
  • 1.3 哺乳动物黑色素沉积的调控机制
  • 1.3.1 组织发育水平的调控
  • 1.3.2 黑素体蛋白
  • 1.3.3 黑素体迁移相关蛋白
  • 1.3.4 信号蛋白与转录因子基因位点
  • 2 牛的主要毛色表形和遗传
  • 2.1 黑毛基因
  • 2.2 白毛基因
  • 2.3 红毛基因
  • 2.4 色斑基因
  • 2.5 牛毛色基因的研究进展
  • 2.5.1 MC1R基因的定位
  • 2.5.2 MC1R基因的结构、表达及其表达产物的特点
  • 2.5.3 MC1R在不同物种中的同源性
  • 2.5.4 MC1R的功能
  • 2.5.5 MC1R的作用机制
  • 2.5.6 MC1R的多态性
  • 2.6 本研究的目的意义和内容
  • 3 材料与方法
  • 3.1 试验材料
  • 3.1.1 试验材料的采集
  • 3.1.2 载体与菌株
  • 3.1.3 生物信息学网络资源及应用软件
  • 3.1.4 主要试剂
  • 3.1.5 试验溶液的配制
  • 3.1.6 主要仪器设备
  • 3.2 试验方法
  • 3.2.1 全基因组DNA的提取
  • 3.2.2 全基因组DNA的检测
  • 3.2.3 引物设计
  • 3.2.4 MC1R基因PCR扩增
  • 3.2.5 DNA扩增产物的电泳检测
  • 3.2.6 MC1R基因PCR产物的克隆
  • 3.2.7 测序与数据处理
  • 4 实验结果与分析
  • 4.1 基因组DNA的提取、PCR扩增产物的琼脂糖电泳图谱和克隆测序图谱
  • 4.1.1 基因组DNA的提取
  • 4.1.2 MC1R基因的PCR扩增
  • 4.1.3 MC1R序列克隆测序图谱
  • 4.2 重组克隆质粒的构建和鉴定
  • 4.3 MC1R基因序列结构
  • 4.3.1 MC1R基因序列的碱基组成
  • 4.3.2 MC1R基因序列的氨基酸组成
  • 4.3.3 密码子的使用偏倚性
  • 4.3.4 MC1R基因核苷酸序列变异和氨基酸变异位点在各品种间的分布
  • 4.4 构建系统发育树
  • 5 讨论
  • 5.1 克隆片段的设计
  • 5.2 克隆载体的选择
  • 5.3 MC1R基因的序列分析
  • 5.4 MC1R基因的变异和毛色的关联
  • 6 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文

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