绒山羊6个候选基因遗传变异及其与经济性状关系研究

绒山羊6个候选基因遗传变异及其与经济性状关系研究

论文摘要

本研究以内蒙古白绒山羊、陕北白绒山羊两个绒山羊品种共计1006个个体为材料,利用PCR-SSCP、aPCR-SSCP、PCR-RFLP、生物信息学、DNA测序和DNA序列分析技术,研究了KAP基因家族中的4个HGT-KAP基因(KAP6.1、KAP6.2、KAP8.1、KAP8.2基因的全CDS区)、MTNR1a基因(外显子2)、SS基因(全CDS区)共6个候选基因8个基因座遗传变异,同时探讨绒山羊群体遗传结构、遗传多态性及其与经济性状(产绒量、毛长、绒厚、抓绒后体重、产羔数、初生重)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,为绒山羊遗传资源的保护、开发与利用,以及DNA标记在标记辅助选择中的开展和绒山羊生产性能的改善与提高等方面,提供科学依据。同时还初步探讨了PCR-SSCP和aPCR-SSCP这两种方法的优点与不足,期望为以后这两种方法的利用提供理论基础。本研究获得以下重要研究结果:1.4个HGT-KAP基因的遗传变异及其与经济性状的关系本试验共研究了KAP基因家族中的4个HGT-KAP基因,KAP6.1、KAP6.2、KAP8.1和KAP8.2。在陕北绒山羊和内蒙古绒山羊群体中,KAP6.1基因和KAP8.2基因为单态,KAP6.2基因中共揭示了2个SNP和1个缺失突变,分别为c.174C>T、c.175A>G、c.119-142 del CAGGATACGGCTGTGGATACGGTT。c.174C>T导致同义突变,c.175A>G导致p.59 Ser>Gly的错义突变,缺失突变导致p. Ser 48-Gly 55 8个氨基酸的缺失,进一步分析发现c.174C>T和c.175A>G两个相邻的并且完全连锁的突变导致了KAP6.2基因减少了一个PvuⅡ的酶切基因座,造成PvuⅡ酶切基因座多态;缺失区域恰好是4个连续glycine-X二肽的缺失,说明KAP6.2基因可能存在片断大小多态性。在KAP8.1基因中,检测到2个同义突变,分别为c.63T>G和c.66C>G,这两个突变都导致了颠换。值得注意的是KAP6.2基因的片断大小多态性仅仅在陕北绒山羊群体中存在,并且处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而在所研究的内蒙古绒山羊群体中并没有检测到,说明KAP6.2基因的片断大小多态性可能是陕北绒山羊的品种特征,可能与陕北绒山羊的多绒型变异有关。基因型和等位基因分布的卡方独立性检验显示,在各个基因座上,陕北绒山羊和内蒙古绒山羊差异极显著(P<0.01),结合其他(她)工作者的研究结果,我们得出KAP基因在不同的品种间变异很大,正是这些变异的累加造成了不同绒山羊羊绒理化性质的多样性。不同多态基因座与内蒙古绒山羊产绒性状和抓绒后体重的方差分析表明,KAP6.2基因对本试验所检测的性状没有影响(P>0.05),KAP8.1基因的不同基因型对毛长性状有极显著影响(P<0.01),所以本试验将KAP8.1基因作为毛长性状的候选基因。2.MTNR1a基因的遗传变异及其与经济性状的关系在MTNR1a外显子2中,本试验共检测出13个SNP,嘧啶之间的转换(T-C)7次,嘌呤之间转换(A-G)3次,T-G颠换2次,A-C颠换1次,其中5个在别的品种上已有报道,8个为本试验首次报道。13个SNP导致的氨基酸变化中,12个为同义突变,一个为错义突变,由丝氨酸(Ser)变为异亮氨酸(Ile)。本试验目前检测的MTNR1a基因外显子2中的SNP对产绒性状和抓绒后体重没有影响(P>0.05)。但是,MTNR1a-4-577基因座对内蒙古绒山羊的产羔数有影响显著(P<0.05),MTNR1a-4-589基因座对羔羊初生重有显著影响(P<0.05),所以MTNR1a-4-577可以作为产羔数选择的标记,而MTNR1a-4-589基因座可以作为初生重选择的标记。主要的原因可能是这些突变减弱或者增强褪黑激素与受体的结合力,从而影响产羔数和初生重。3.SS基因的遗传变异及其与经济性状的关系利用PCR-SSCP的方法并没有检测到SS基因突变基因座的存在,目前关于SS基因突变的报道也甚少。而多序列比对分析发现:不同物种间生长抑素蛋白的同源性很高,猪、牛、羊生长抑素蛋白序列完全相同,而人类与它们也仅仅是一个氨基酸的差别。生长抑素是生物体内非常重要的内分泌激素,它有广泛的抑制作用,可能是因为SS对物种的维持和进化起到非常重要的作用,所以该基因在不同物种之间表现为很高的同源性,在各品种之间表现为单态。4.PCR-SSCP与aPCR-SSCP的比较利用三个基因座,比较了PCR-SSCP和aPCR-SSCP两种方法,结果显示:两种方法各有所长,所以在利用这两种方法的时候,应该具有选择性,当某些基因座不同的带型容易分清时,应该采取PCR-SSCP的方法,但是当某些基因座的带型很多或者很复杂,应该采取aPCR-SSCP的方法,可以得到准确的结果。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 中国部分重要绒山羊品种的经济特性与分布
  • 1.1.1 山羊的系统分类学地位
  • 1.1.2 部分绒山羊品种的分布
  • 1.2 影响山羊绒的重要功能基因
  • 1.2.1 影响产绒性状的重要激素和生长因子
  • 1.2.2 影响产绒性状的重要结构基因
  • 1.2.3 角蛋白相关蛋白(KAP)基因研究进展
  • 1.2.4 褪黑激素受体基因(MTNR)的研究进展
  • 1.2.5 生长抑素(SS)与生长抑素受体基因的研究进展
  • 1.3 主要的分子标记介绍
  • 1.3.1 分子标记研究概况
  • 1.3.2 分子标记的发展
  • 1.3.3 单核苷酸多态性及其优势
  • 1.4 研究的目的和意义
  • 第二章 材料与方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 试验动物样本来源
  • 2.1.2 试验数据的收集
  • 2.1.3 试验主要试剂
  • 2.1.4 溶液与缓冲液
  • 2.1.5 仪器设备
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 组织样的采集
  • 2.2.2 羊组织样基因组DNA 的提取
  • 2.2.3 PCR 反应所用引物的设计
  • 2.2.4 DNA 质量的检测、纯化及浓度计算
  • 2.2.5 扩增产物的PCR-RFLP 分析
  • 2.2.6 图像分析
  • 2.2.7 扩增产物的PCR-SSCP 分析
  • 2.2.8 扩增产物的aPCR-SSCP 分析
  • 2.2.9 测序
  • 2.3 资料的统计与分析
  • 2.3.1 基因频率和基因型频率的计算
  • 2.3.2 基因频率和基因型频率的差异显著性检验
  • 2.3.3 基因座遗传纯合度、杂合度和有效等位基因数
  • 2.3.4 多态信息含量
  • 2.3.5 相关分析统计模型
  • 第三章 绒山羊4 个HGT-KAP 基因遗传变异及其与经济性状的关系
  • 3.1 绒山羊基因组DNA 样品的检测
  • 3.2 绒山羊KAP 基因PCR 扩增结果
  • 3.3 KAP6.2 基因SNP 检测以及与经济性状的关系分析
  • 3.3.1 KAP6.2 基因PCR-SSCP 结果
  • 3.3.2 DNA 测序结果
  • 3.3.3 蛋白分析结果
  • 3.3.4 KAP6.2 基因PvuⅡ限制性酶切结果
  • 3.3.5 KAP6.2 基因多态基因座的群体遗传学分析
  • 3.3.6 KAP6.2 基因多态性与内蒙古绒山羊产绒性状相关分析
  • 3.4 KAP8.1 基因SNP 检测以及与经济性状的关系分析
  • 3.4.1 KAP8.1 基因PCR-SSCP 结果
  • 3.4.2 DNA 测序结果
  • 3.4.3 多态基因座的群体遗传学分析
  • 3.4.4 KAP8.1 基因多态性与内蒙古绒山羊产绒性状和产羔性状的关系
  • 3.5 KAP6.1 基因以及KAP8.2 基因SNP 检测
  • 3.6 讨论
  • 3.6.1 绒山羊4 个HGT-KAP 基因遗传变异分析
  • 3.6.2 绒山羊HGT-KAP 多态基因座基因型和等位基因分布与品种特性
  • 3.6.3 绒山羊HGT- KAP 基因多态对产绒性状的效应分析
  • 3.7 小结
  • 第四章 绒山羊MTNR1a 基因遗传变异及其与经济性状的关系
  • 4.1 MTNR1a 基因PCR 扩增结果
  • 4.2 MTNR1a-3 和MTNR1a-4 基因座的PCR-SSCP 结果
  • 4.3 测序及突变基因座分析
  • 4.4 MTNR1a-3 和MTNR1a-4 基因座的群体遗传学分析
  • 4.5 MTNR1a 基因多态性与内蒙古绒山羊经济性状之间的关系
  • 4.5.1 MTNR1a 基因多态性与内蒙古绒山羊产绒性状以及抓绒后体重之间的关系
  • 4.5.2 MTNR1a 基因多态性与内蒙古绒山羊产羔性状以及羔羊初生重之间的关系
  • 4.6 讨论
  • 4.6.1 绒山羊MTNR1a 基因多态基因座分析
  • 4.6.2 绒山羊MTNR1a 基因多态基因座基因型和等位基因分布与品种特性
  • 4.6.3 绒山羊MTNR1a 基因多态对产绒性状的效应分析
  • 4.6.4 绒山羊MTNR1a 基因多态对繁殖性状的效应分析
  • 4.7 小结
  • 第五章 绒山羊SS 基因遗传变异及其与经济性状的关系
  • 5.1 SS 基因PCR 扩增结果
  • 5.2 SS 基因PCR-SSCP 检测结果
  • 5.3 不同物种SS 基因以及SS 蛋白的同源比较
  • 5.4 讨论
  • 5.5 小结
  • 第六章 PCR-SSCP 与aPCR-SSCP 比较
  • 6.1 KAP8.1 基因座的PCR-SSCP 以及aPCR-SSCP 结果比较
  • 6.2 MTNR1a-3 基因座的PCR-SSCP 以及aPCR-SSCP 结果比较
  • 6.3 SS-2 基因座的PCR-SSCP 以及aPCR-SSCP 结果比较
  • 6.4 讨论
  • 6.5 小结
  • 第七章 结论、创新点与不足之处
  • 7.1 结论
  • 7.2 创新点
  • 7.3 不足之处
  • 参考文献
  • 致谢
  • 个人简介
  • 相关论文文献

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