长江三角洲白山羊GDF-9基因第一、第二外显子序列多态及生物信息学分析

论文摘要

生长分化因子9（growth differentiation factor 9,GDF-9）是一种种属特异性生长因子,由卵母细胞分泌,能维持卵泡的正常生长和卵母细胞的发育,并在排卵周期的后期促进黄体的形成。本试验采用PCR-SSCP技术,将GDF-9基因作为目的基因,对长江三角洲白山羊、黄淮山羊以及波尔山羊187只个体进行多态性检测,分析山羊GDF-9基因两个外显子区的遗传多样性,并分析了各多态位点与山羊繁殖性状之间的关系,探讨调控山羊繁殖力的基因位点,为长江三角洲白山羊的选育和保种提供理论基础。在此基础上,进一步利用生物信息学软件对GDF-9基因的氨基酸组成、序列的特征进行了分析,并进行了结构和功能的预测。研究结果如下:1.山羊GDF-9基因第1、第2外显子的PCR-SSCP分析对6个扩增片断进行PCR-SSCP分析,在其中的三个扩增片断上发现了突变。其中,引物2扩增片断出现3种基因型（AA,AB,BB）;引物5扩增片断出现4种基因型（CC,CD,DD,CE）;引物6扩增片断也出现4种基因型（GG GH,HH,GI）。测序结果表明:第1外显子存在1处突变,是183 bp处C→A,但未引起氨基酸改变;第2外显子存在4处突变,分别是421 bp处C→T,该处突变导致了丙氨酸→缬氨酸的改变;562 bp处A→C;该处突变导致了谷氨酰胺→脯氨酸的改变;791 bp处G→A,为沉默突变;792 bp处G→A,该处突变导致了缬氨酸→异亮氨酸的改变。2.GDF-9基因群体遗传学分析及与长江三角洲白山羊繁殖性能的关系群体遗传学分析表明:对于片断2,三个山羊品种都出现AA、AB和BB 3种基因型,其中长江三角洲白山羊AB基因型个体占多数,黄淮山羊和波尔山羊都是AA基因型个体占多数,三个山羊品种都是A为优势等位基因。对于片断5,三个山羊品种都出现CC、CD和DD 3种基因型,唯独长江三角洲白山羊还出现了CE基因型。其中黄淮山羊和波尔山羊主要是CC纯合基因型个体,三个山羊品种都是C为优势等位基因。对于片断6,三个山羊品种都出现GG和GH 2种基因型,黄淮山羊还出现HH基因型,长江三角洲白山羊及波尔山羊还出现GI基因型。其中长江三角洲白山羊和波尔山羊主要是GG纯合基因型个体,黄淮山羊则是GH基因型个体占多数,三个山羊品种都是G为优势等位基因。群体平衡检测发现,山羊GDF-9基因片断5和6在三个品种中的χ2值都未达到显著水平,处于Hardy-Weinberg平衡状态（P＞0.05）,说明GDF-9基因这两个位点不受人工选育的影响。而在外显子1的片断2,长江三角洲白山羊和黄淮山羊处于平衡状态,波尔山羊的χ2值达到显著水平,估计是样本数较少导致的。各多态位点与长江三角洲白山羊产羔数的最小二乘分析表明:对于片断2,产羔数最小二乘均值在各基因型间没有显著差异;对于片断5,AA基因型产羔数最小二乘均值比AB基因型的多0.054只（P＜0.05）,BB基因型比AB基因型多0.167只（P＜0.01）,产羔数最小二乘均值在AA基因型和BB基因型之间没有显著差异（P＞0.05）;对于片断6,产羔数最小二乘均值在各基因型间没有显著差异。3.山羊GDF-9基因的生物信息学分析运用生物信息学软件对GDF-9基因的氨基酸组成、亚细胞定位以及氨基酸序列的特征进行了分析,并进行了结构和功能的预测。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 文献综述部分
• 第一章 哺乳动物生长分化因子9的研究进展
• 1 GDF-9的定位
• 2 GDF-9的基因结构
• 3 GDF-9的表达特征
• 4 GDF-9的生理功能
• 4.1 GDF-9对卵泡发育的作用
• 4.2 GDF-9调节卵巢细胞的增生与分化
• 5 GDF-9基因的信号转导途径
• 6 GDF-9与动物繁殖性能之间的关系
• 6.1 GDF-9与人繁殖性能的关系
• 6.2 GDF-9与羊繁殖性能的关系
• 7 应用前景及存在问题
• 试验研究部分
• 第二章 GDF-9基因两个外显子的PCR-SSCP分析
• 1 材料与方法
• 1.1 样本采集及生长指标的记录
• 1.2 试验药品与试剂
• 1.3 仪器设备
• 1.4 DNA的提取
• 1.5 DNA纯度的检测
• 1.6 引物设计
• 1.7 PCR扩增
• 1.8 SSCP分析
• 1.9 测序分析
• 1.10 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 PCR扩增
• 2.2 SSCP分析结果
• 2.3 纯合个体测序分析
• 3 讨论
• 3.1 测序结果分析
• 3.2 绵羊GDF-9基因的多态性
• 3.3 山羊GDF-9基因的多态性
• 3.4 人与其它哺乳动物GDF-9基因的多态性
• 第三章 GDF-9基因群体遗传学分析及与长江三角洲白山羊繁殖性能的关系
• 1 统计分析方法
• 1.1 基因频率
• 1.2 基因型频率
• 1.3 遗传杂合度
• 1.4 有效等位基因数
• 1.5 多态信息含量（polymorphic information content,PIC）值的计算
• 1.6 基因位点Hardy-Weinberg平衡状态的检验
• 1.7 GDF-9基因各多态位点与山羊繁殖性状的关系
• 2 结果与分析
• 2.1 基因频率与基因型频率
• 2.2 不同山羊品种纯合度、杂合度、有效等位基因数及多态信息含量
• 2.3 Hardy-Weinberg平衡的检验结果
• 2.4 GDF-9基因各多态位点与山羊繁殖性能的相关性分析
• 3 讨论
• 3.1 基因频率与基因型频率
• 3.2 多态信息含量
• 3.3 群体平衡检测
• 3.4 基因多态性与产羔数的相关分析
• 第四章 山羊GDF-9基因的生物信息学分析
• 1 材料与方法
• 1.1 软件工具
• 1.2 氨基酸组成分析
• 1.3 GDF-9基因酶切位点分析
• 1.4 信号肽分析
• 1.5 亚细胞定位
• 1.6 二级结构预测
• 2 结果与分析
• 2.1 氨基酸组成分析
• 2.2 GDF-9基因酶切位点分析
• 2.3 信号肽分析
• 2.4 亚细胞定位分析
• 2.5 蛋白折叠及二级结构预测
• 3 讨论
• 参考文献
• 全文结论
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢