两品种鸡生长模型探析及PGC-1α基因与肉品质及其相关基因表达的关联分析

论文摘要

以我国著名优质地方品种清远麻鸡和国外引进的快大型品种隐性白羽鸡为研究对象,用Logistic模型、Gompertz模型和Von Bertalanffy模型对体重和胫长进行了生长曲线的拟合,并比较了3种模型拟合效果的优劣；测定了肌内脂肪含量、剪切力和胸肌失水率等肉品质指标；对影响肉品质的一个关键候选基因PGC-1α（peroxisome proliferators activated receptor gamma coactivator-1alpha,过氧化物酶体增殖物活化受体Y辅激活因子1-α）进行SNP位点筛查,并与肉质性状进行关联分析,找出对肉品质有重要影响的多态性位点；分析了PGC-1α基因以及与肌纤维类型相关的不同亚型的肌球蛋白重链（MyHC）基因（FWM （fast whight muscle）基因、FRM （fast red muscle）基因和SM （slow muscle）基因）在肌肉组织中的发育表达规律,并分析了PGC-1α基因表达与FWM基因、FRM基因和SM基因的相关性。主要研究结果如下：1.用Logistc模型、Gompertz模型和Von Bertalanffy模型对隐性白羽鸡和清远麻鸡的体重和胫长进行生长曲线拟合,发现0周龄-4周龄隐性白羽鸡的体重用Von Bertalanffy模型拟合效果最好,5周龄-14周龄隐形白羽鸡的体重以及0周龄-14周龄清远麻鸡的体重用Gompertz模型拟合效果最好。隐性白羽鸡和清远麻鸡的胫长均是Logistci模型的拟合效果最好。2Gompertz模型对隐性白公、母鸡和清远麻公、母鸡体重拟合的拐点周龄分别为8.6周龄、8.6周龄、8.5周龄和9.0周龄,四者相差不大。Logistic模型对隐性白公、母鸡和清远麻公、母鸡胫长拟合的拐点周龄分别为4.2周龄、4.0周龄、4.2周龄和3.6周龄,四者相差也不大。隐性白的最大周增重比清远麻的最大周增重约100g。3.各周龄的体重和胫长的相关分析表明,2周龄的体重与3周龄-14周龄的体重之间的相关均极显著（P<0.01）,R2值为0.8；3周龄的胫长与3周龄-14周龄的体重之间的相关也均极显著（P<0.01）,R2值为0.8,因此可以通过对早期体重和胫长的个体选择,达到挑选出上市日龄较大体重的目的。4.用PCR-SSCP结合直接测序法对PGC-1α基因13个外显子和部分内含子进行SNP位点筛查,与Genbank中的DNA序列（登录号：NW001471687）比对,共发现了13个突变位点,分别是：SNP0（G5407189A）、SNP1（G5368254A）、 SNP2（C5377373T）、SNP3（C5405129T）、SNP4-1（T5406152C）、SNP4-2（A5406203G）、SNP5（G5407235A）、SNP6-1（C5411336T）、SNP6-2（A5411345G）、 SNP8（A5419140G）、SNP13（G5420542A）、SNP14（T5420953C）和SNP15（G5430392A）。其中SNP0、SNP2、SNP3、SNP4-1、SNP6-1、SNP6-2和SNP8位点处于外显子中,属于沉默突变；SNP4-2、SNP5和SNP15位点处于外显子中,分别导致了氨基酸序列R173G、D216N和R673H的变异；SNP1、SNP13和SNP14位点处于内含子中。隐性白和清远麻两个品种中各突变位点的基因型分布均符合哈代-温伯平衡定律（P>0.05）；品种之间除了SNP8位点外,其他位点基因型分布差异均极显著。两个品种各突变位点的优势等位基因相同。隐性白羽鸡和清远麻鸡PGC-1α基因的平均多态信息含量含量分别为0.088和0.133,属于低度多态位点。5.隐性白羽鸡和清远麻鸡肉品质的分析对7周龄隐性白公母鸡、17周龄隐性白公母鸡和17周龄清远麻公母鸡进行常规肉品质检测与分析。7周龄隐性白公、母鸡之间肌内脂肪含量、剪切力和胸肌失水率差异均不显著；17周龄隐性白公鸡的剪切力极显著高于母鸡的,胸肌失水率极显著低于母鸡的,肌内脂肪含量的差异不显著。17周龄清远麻公鸡的剪切力极显著高于母鸡的,肌内脂肪含量和胸肌失水率没有显著差异。隐性白羽鸡17周龄的肌内脂肪含量极显著高于7周龄的,剪切力和胸肌失水率均极显著低于7周龄的。17周龄清远麻的脂肪含量极显著低于7周龄隐性白的,但绝对值相差不大,而剪切力和胸肌失水率均极显著低于7周龄隐性白的。17周清远麻的脂肪含量和剪切力均显著低于17周龄隐性白的,胸肌失水率没有较大差异。6.对检测到的突变位点进行肉质关联分析,发现：SNP3、SNP4-1、SNP6、SNP8、SNP13和SNP14对肉品质没有显著影响,SNP0、SNP1、SNP2、SNP4-2、SNP5和SNP15都对肉品质有一定影响。①SNP0位点对7周龄隐性白公鸡的剪切力有显著影响,其中AA基因型的剪切力极显著小于AG基因型和GG基因型的；其它种群的公母鸡的剪切力在该位点基因型差异不显著。②SNP1位点与品种、性别的三阶交互作用对胸肌失水率的影响显著,但在各品种性别中,胸肌失水率在基因型之间的差异不显著。③SNP2位点对脂肪含量有显著影响,其中CC基因型的含量显著高于CT基因型的。该位点清远麻母鸡的胸肌失水率也有影响,其中CC基因型的胸肌失水率极显著高于CT基因型的。④SNP4-2位点与品种、性别的三阶交互作用对胸肌失水率的影响显著,但在各品种性别中,胸肌失水率在基因型之间的差异不显著。④SNP5位点对7周龄隐性白羽鸡的胸肌失水率有极显著影响,其中AA基因型和AG基因型的胸肌失水率极显著高于GG基因型的,AA基因型和AG基因型之间没有显著差异,AG基因型的显著高于GG基因型的。该位点对17周龄清远麻鸡的胸肌失水率也有极显著的影响,AA基因型的胸肌失水率极显著高于AG基因型和GG基因型的。17周龄隐性白羽鸡中没有发现胸肌失水率在该位点基因型之间的显著差异。⑥SNP15对剪切力有极显著的影响,其中AA基因型的剪切力极显著低于AG基因型和GG基因型的,AG基因型和GG基因型之间差异不显著。7.用SYBR Green Ⅰ荧光定量法对清远麻、隐性白0周龄-12周龄PGC-1α基因和与肌纤维类型相关的FWM基因、FRM基因、SM基因进行了表达水平的相对定量。心肌、胸肌和腓肠肌中PGC-1α基因的表达量在不同性别中随周龄变化趋势相同,在不同品种中随周龄变化趋势不同。隐性白、清远麻腓肠肌中PGC-1α基因0周龄-2周龄表达量下降,2周龄-10周龄表达量趋于平稳,10周龄-12周龄又开始上升。隐性白上升的幅度较清远麻为大。FWM基因和FRM基因在腓肠肌中的整体变化趋势呈“U”型,早期表达量比较高,到8周龄时表达量最低,然后又开始回升。SM基因在腓肠肌中的表达量没有一定的规律,但在8周龄时的表达量也较低。8.在隐性白公鸡腓肠肌中,PGC-1α基因与FWM基因表达量呈极显著负相关,相关系数为-0.719,与FRM基因表达量呈极显著正相关,相关系数为0.748；在隐性白母鸡腓肠肌中,PGC-1α基因与FWM基因表达量呈极显著负相关,相关系数为-0.631；与FRM基因表达量呈极显著正相关,相关系数为0.694：与SM基因表达量没有显著的相关关系。在清远麻公、母鸡腓肠肌中,PGC-1α基因与FWM基因、FRM基因和SM基因均没有发现显著的相关关系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 表目录
• 图目录
• 第1章 绪论
• 1 鸡的肉品质
• 1.1 肌内脂肪含量
• 1.2 嫩度
• 1.3 系水力
• 2 动物生长与发育规律
• 2.1 动物的生长发育
• 2.2 生长曲线拟合
• 3 肌纤维类型的研究进展
• 3.1 肌纤维类型的分化及类型间的转化
• 3.2 肌纤维类型与肉品质的关系
• 3.3 与肌纤维类型相关的基因
• 4 PGC-1α基因的研究进展
• 4.1 PGC-1α基因的发现
• 4.2 PGC-1α基因的结构
• 4.3 PGC-α的作用机制与生物学功能
• 4.4 PGC-1α基因对肌纤维的影响
• 4.5 PGC-1α基因对肉品质的影响
• 5 单核苷酸多态性（SNP）
• 5.1 SNP概述
• 5.2 SNP的应用
• 6 实时荧光定量技术
• 7 研究目的和意义
• 第2章 隐性白羽鸡与清远麻鸡的生长发育规律
• 1 材料与方法
• 1.1 试验鸡群
• 1.2 仪器设备
• 1.3 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 生长曲线拟合
• 2.1.1 体重的生长曲线拟合
• 2.1.2 胫长的生长曲线拟合
• 2.2 体重和胫长的关联分析
• 3 讨论
• 3.1 生长曲线的拟合
• 3.2 体重和胫长的相关
• 第3章 PGC-1α基因的多态性及与鸡肉品质的关联性分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验鸡群和样本采集
• 1.1.1 血样采集
• 1.1.2 肌肉组织采集
• 1.2 仪器设备与试剂
• 1.2.1 仪器设备
• 1.2.2 试验所用试剂
• 1.3 肉品质的测定
• 1.3.1 胸肌肌内脂肪含量的测定
• 1.3.2 胸肌剪切力的测定
• 1.3.3 胸肌系水力的测定
• 1.4 基因组DNA的提取
• 1.4.1 酚/氯仿抽提法
• 1.4.2 DNA的质量检测
• 1.5 常规PCR的条件优化与扩增
• 1.5.1 引物设计
• 1.5.2 PCR反应条件优化
• 1.5.3 常规PCR
• 1.6 SSCP分析
• 1.6.1 聚丙烯酰胺凝胶的制作
• 1.6.2 聚丙烯酰胺凝胶电泳
• 1.6.3 凝胶染色
• 1.6.4 带型判定
• 1.6.5 扩增产物测序并比对
• 1.7 LDR分析
• 1.7.1 引物和探针设计
• 1.7.2 多重PCR
• 1.7.3 LDR反应
• 1.7.4 测序电泳并判型
• 1.8 数据处理
• 2 结果与分析
• 2.1 肉质指标测定结果
• 2.2 DNA的提取质量鉴定
• 2.3 PGC-1α基因的多态性检测结果
• 2.3.1 PCR-SSCP结果
• 2.3.2 PCR测序结果
• 2.3.3 PCR-LDR结果
• 2.3.4 多态性位点的变异情况
• 2.4 多态性位点的遗传分析
• 2.4.1 多态性位点的卡方检验
• 2.4.2 多态信息含量
• 2.4.3 遗传相似性系数与遗传距离
• 2.5 不同基因型与肉品质的关联分析
• 2.5.1 SNP 0位点对肉品质的影响
• 2.5.2 SNP 1位点对肉品质的影响
• 2.5.3 SNP 2位点对肉品质的影响
• 2.5.4 SNP 3位点对肉品质的影响
• 2.5.5 SNP 4-1位点对肉品质的影响
• 2.5.6 SNP 4-2位点对肉品质的影响
• 2.5.7 SNP 5对肉品质的影响
• 2.5.8 SNP 6位点对肉品质的影响
• 2.5.9 SNP 8位点对肉品质的影响
• 2.5.10 SNP 13对肉品质的影响
• 2.5.11 SNP 14对肉品质的影响
• 2.5.12 SNP 15对肉品质的影响
• 3 讨论
• 3.1 不同品种、性别肉质的比较
• 3.2 PGC-1α基因SNP位点筛查
• 3.3 遗传多样性参数
• 3.4 SNP位点与肉品质的关联
• 3.4.1 突变效应的机理初探
• 3.4.2 突变与肉质关联的统计方法
• 3.4.3 突变产生基因型效应
• 第4章 PGC-1α基因与FWM、FRM和SM表达量的分析
• 1 材料与方法
• 1.1 试验鸡群和样本采集
• 1.2 仪器设备与试剂
• 1.2.1 仪器设备
• 1.2.2 试验所用试剂
• 1.3 肌肉组织总RNA的提取
• 1.3.1 RNA提取前的准备工作
• 1.3.2 Trizol法提取总RNA
• 1.3.3 RNA的质量检测
• 1.4 cDNA第一链的合成
• 1.5 基因表达的定量实验
• 1.5.1 引物的设计
• 1.5.2 反应条件的优化
• 1.5.3 实时荧光定量PCR
• 1.6 数据处理
• 1.6.1 目的基因相对表达量的计算
• 1.6.2 各基因表达量统计学分析
• 2 结果与分析
• 2.1 组织总RNA的提取质量鉴定结果
• 2.2 内参基因与目的基因的标准曲线及溶解曲线
• 2.3 PGC-1α基因在三种肌肉组织中表达量的变化规律
• 2.3.1 PGC-1α基因在心肌中的表达变化规律
• 2.3.2 PGC-1α基因在胸肌中的表达变化规律
• 2.3.3 PGC-1α基因在腓肠肌中的表达变化规律
• 2.4 腓肠肌组织中FWM、FRM和SM基因表达量的变化规律
• 2.4.1 腓肠肌组织中FWM基因的表达变化规律
• 2.4.2 腓肠肌组织中FRM基因的表达变化规律
• 2.4.3 腓肠肌组织中SM基因的表达变化规律
• 2.5 腓肠肌中PGC-1α基因与FWM、FRM和SM基因的相关分析
• 3 讨论
• 3.1 内参基因的选择
• 3.2 荧光定量引物的设计
• 3.3 PGC-1α基因与FWM、FRM、SM基因的表达变化
• 3.4 PGC-1α基因与FWM、FRM和SM基因表达的相关性
• 第5章 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读学位期间发表的学术论文