中国部分地方鸡种MHC B-LBⅡ、B-G基因变异及其群体遗传结构研究

论文题目: 中国部分地方鸡种MHC B-LBⅡ、B-G基因变异及其群体遗传结构研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 动物遗传育种与繁殖

作者: 徐日福

导师: 李奎,刘榜

关键词: 中国地方鸡,基因,基因,遗传变异,等位基因,关联分析,群体遗传结构

文献来源: 华中农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 鸡的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是指16号染色体上的一组紧密连锁、高度多态的基因群,位于MHC B区的基因群包括B-F(Ⅰ类)、B-L(Ⅱ类)和B-G(Ⅳ类)三个基因座,它们所编码的抗原决定着机体的主要组织相容性,其不仅与免疫应答和免疫调节密切相关,而且对许多重要经济性状也有一定影响。将MHC与分子生物学、免疫遗传学、群体遗传学等相结合研究,将成为家禽遗传育种,尤其是抗病育种领域的焦点。本研究利用生物信息学与群体遗传学、分子生物学技术相结合的方法,以12个中国地方鸡品种为实验材料,对其MHCB-G基因和B-LB Ⅱ基因的遗传变异及群体遗传结构进行研究,取得了如下结果: 1.采用RT-PCR和RACE技术,获得了鸡的MHC B-G基因的全长cDNA序列,推导出了相应的MHC型B-G抗原分子氨基酸序列,并对其抗原性进行了初步预测。 2.对中国8个地方鸡品种B-G基因第二外显子序列的遗传多态性进行研究表明,核苷酸的多态变异位点为37个,其中简约性信息位点29个,单变异位点8个;各变异位点的核苷酸变异指数为0.206-1.462;第二外显子核苷酸异义替换率为9.26±1.92%,高于同义替换率,2.34±0.90%。 3.发现了属于10个等位基因主型的31个B-G新等位基因,利用人和哺乳动物的等位基因命名规则对其进行命名,并将DNA序列提交GenBank数据库;GenBank收录号分别为:AY744339-AY744348,AY792330-AY792338,AY792340和AY792342-AY792352。对B-G新等位基因在中国地方鸡品种中的不均衡分布及其不同等位基因间的系统发生关系进行了分析。 4.对中国8个地方鸡品种B-LB Ⅱ基因第二外显子序列的遗传多态性进行研究表明,核苷酸的多态变异位点为68个,其中简约性信息位点51个,单变异位点17个;序列同源性达90.6%-99.5%;核苷酸异义替换率为14.64%±2.67%,高于同义替换率,2.92%±0.94%。为鸡B-LB Ⅱ基因多态性进化机制研究提供了参考资料。 5.共发现了34个B-LB Ⅱ新等位基因,对其进行命名后,将DNA序列提交GenBank;GenBank收录号分别为:AY744338,AY744349-AY744363,AY770594-AY770606和AY7786309-AY7786313。并对B-LB Ⅱ新等位基因间的系统发生关系进行了分析。 6.对B-LB Ⅱ基因和B-G基因第二外显子所分别编码的β1、类Ig-V结构域氨基酸序列的遗传变异进行了分析,并对其抗原性、亲水性和疏水性进行了初步预测。 7.本研究首次对部分家禽(家鸡、雉鸡、鹌鹑)B-LB Ⅱ基因第二外显子与哺乳动物(人、猪、奶牛、绵羊、山羊、小白鼠和大鼠)MHC Ⅱ类β基因第二外显子序列进行了比较。结果表明,该序列在家鸡间的同源性达91.1-97.8%,家鸡与雉鸡、鹌鹑间

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

1 文献综述

1．1 中国养鸡业发展趋势及对地方品种资源多样性的影响

1．2 鸡种遗传资源

1．2．1 中国地方鸡遗传资源的起源与驯化

1．2．2 中国红色原鸡与我国家鸡起源关系的遗传学证据

1．2．3 中国地方鸡品种资源现状

1．3 中国地方鸡品种遗传多样性研究和保护的紧迫性

1．4 群体遗传结构研究方法

1．4．1 形态学水平

1．4．2 生理生化水平

1．4．3 细胞遗传学水平

1．4．4 分子遗传学水平

1．5 中国地方鸡遗传多态性研究现状

1．5．1 形态学水平的遗传多态性

1．5．2 染色体水平的遗传多态性

1．5．3 生理生化水平的遗传多态性

1．5．4 DNA水平的遗传多态性

1．6 鸡MHC

1．6．1 MHC的研究背景

1．6．2 鸡MHC基因结构、功能及研究现状

1．6．2．1 鸡MHC B区基因家族成员及其结构

1．6．2．2 鸡MHC基因功能

1．6．2．3 鸡MHC的研究进展

1．7 鸡的产蛋性状主效基因及其侯选基因研究进展

2 本研究的目的和意义

3 材料与方法

3．1 材料

3．1．1 样品

3．1．1．1 血样采集

3．1．1．2 组织样品

3．1．1．3 产蛋性状资料

3．1．2 培养基、酶及试剂盒

3．1．3 菌株

3．1．4 主要试剂及配制

3．1．5 主要仪器设备

3．1．6 主要分子生物学软件及数据库

3．1．6．1 主要分子生物学软件

3．1．6．2 常用分子生物学数据库

3．2 方法

3．2．1 用RACE方法获取鸡MHC B-G基因cDNA全长序列的方法

3．2．1．1 用于基因分离的引物设计

3．2．1．2 总RNA提取、检测、DNase-I处理及纯化

3．2．1．3 RNA的琼脂糖凝胶电泳检测

3．2．1．4 RACE技术

3．2．1．5 RACE、RT-PCR产物的纯化、克隆、鉴定和测序

3．2．1．6 DNA序列同源性检索鉴定

3．2．1．7 cDNA序列分析

3．2．1．8 主要组织相容性抗原的抗原性分析

3．2．2 MHC B-LBⅡ和B-G基因第二外显子序列的多态性检测方法

3．2．2．1 全血裂解法提取基因组DNA

3．2．2．2 PCR扩增引物设计

3．2．2．3 PCR扩增条件

3．2．2．4 PCR扩增产物的纯化、克隆、鉴定和测序

3．2．2．5 PCR扩增产物的同源性检索

3．2．2．6 MHC B-LBⅡ和B-G基因第二外显子序列多态性分析

3．2．2．7 MHC B-LBⅡ和B-G等位基因的命名

3．2．3 用PCR-RFLP方法检测鸡B-LBⅡ和B-G基因的多态性

3．2．3．1 PCR扩增条件

3．2．3．2 限制性酶切条件

3．2．3．3 用PCR-RFLP方法进行基因分型

3．2．3．4 B-LBⅡ和B-G基因遗传多态位点基因型和等位基因频率分析

3．2．4 用PCR-SSCP方法检测鸡B-G基因的遗传多态性

3．2．4．1 PCR扩增B-G基因片段

3．2．4．2 PCR产物检测

3．2．5 基因与性状的关联分析方法

3．2．6 群体遗传结构分析方法

3．2．6．1 个体PCR-RFLP基因型检测

3．2．6．2 品种内的遗传变异参数统计分析方法

3．2．6．3 品种间的遗传变异参数统计分析方法

4 结果

4．1 鸡MHC B-G基因的分离、鉴定及相关研究

4．1．1 鸡的总RNA提取与检测结果

4．1．2 B-G基因的cDNA及RACE扩增结果

4．1．3 B-G基因的cDNA及氨基酸序列分析

4．1．4 B-G抗原分子的抗原性预测

4．2 MHC B-G基因第二外显子序列遗传变异分析

4．2．1 B-G基因第二外显子序列遗传多态性分析

4．2．1．1 B-G基因第二外显子片段扩增结果

4．2．1．2 所分离的B-G基因片段的序列分析与鉴定

4．2．1．3 B-G新等位基因的发现

4．2．1．4 B-G等位基因间的系统发生分析

4．2．2 B-G抗原分子Ig-V结构域抗原性分析

4．3 MHC B-LBⅡ基因第二外显子序列遗传变异分析

4．3．1 B-LBⅡ基因第二外显子遗传多态性分析

4．3．1．1 B-LBⅡ基因第二外显子序列扩增结果

4．3．1．2 所分离的B-LBⅡ基因片段的序列分析与鉴定

4．3．1．3 B-LBⅡ新等位基因的发现

4．3．1．4 B-LBⅡ新等位基因第二外显子序列遗传多态性分析

4．3．1．5 B-LBⅡ新等位基因β1结构域氨基酸序列比较

4．3．2 B-LBⅡ抗原分子β1结构域抗原性分析

4．3．3 B-LBⅡ等位基因间的系统发生分析

4．3．4 禽类B-LBⅡ基因与哺乳动物MHC Ⅱ类β基因第二外显子序列遗传多态性

4．3．4．1 MHCⅡ类β基因第二外显子序列相似性比较

4．3．4．2 MHCⅡ类β基因第二外显子序列的核苷酸相对替换率比较

4．3．4．3 MHCⅡ类β基因第二外显子所编码的β1结构域氨基酸序列比较

4．3．4．4 家禽与哺乳动物间的系统发生关系分析

4．4 MHC B-LBⅡ和B-G基因的遗传变异与PCR-RFLP多态性检测结果

4．4．1 MHC B-LBⅡ基因的第二外显子突变与PCR-RFLP多态性检测

4．4．1．1 MHC B-LBⅡ基因第二外显子突变的发现

4．4．1．2 B-LBⅡ基因第二外显子AluI酶切位点多态性的检测

4．4．1．3 MHC B-LBⅡ基因第二外显子序列CaⅡ,CfrI和HinlI三个酶切位点的遗传变异检测

4．4．1．4 B-LBⅡ基因第二外显子CaⅡ酶切位点遗传多态性分析

4．4．1．5 MHC B-LBⅡ基因第二外显子CfrI酶切位点遗传多态性分析

4．4．1．6 MHC B-LBⅡ基因第二外显子Hinl I酶切位点遗传多态性分析

4．4．1．7 MHC B-LBⅡ基因第二外显子Hinf I酶切位点多态性的检测

4．4．1．8 MHC B-LBⅡ基因第二外显子Rsa I酶切位点多态性的检测

4．4．1．9 MHC B-LB基因第二外显子BsuRI酶切位点多态性的检测

4．4．2 MHC B-G基因第二外显子的遗传变异与PCR-RFLP多态性检测

4．4．2．1 MHC B-G基因第二外显子两个酶切位点的的遗传变异检测

4．4．2．2 MHC B-G基因第二外显子MspI酶切位点的多态性分析

4．4．2．3 MHC B-G基因第二外显子TasI酶切位点的多态性分析

4．4．2．4 MHC B-G基因第一内含子BsuRI酶切位点多态性的检测

4．5 B-LBⅡ和B-G基因的PCR-RFLP多态位点与鸡部分经济性状间的关联分析

4．5．1 B-LBⅡ基因三个酶切多态位点与产蛋性状间的关联分析

4．5．2 B-G基因的第二外显子两个酶切多态位点与产蛋性状间的关联分析

4．5．3 B-G基因的第一内含子BsuR I酶切位点与产蛋性状间的关联分析

4．6 群体遗传结构分析

4．6．1 各品种内的遗传变异

4．6．2 品种问的遗传变异

4．6．2．1 各品种间的遗传分化

4．6．2．2 各品种间的遗传距离

5 讨论

5．1 新基因全长cDNA的分离

5．2．1 总RNA的提取与RNA质量

5．2．2 关于克隆全长cDNA的RACE方法

5．2 关于鸡MHC抗原分子的抗原性预测

5．3 B-G基因的遗传变异分析

5．3．1 B-G基因第二外显子序列的多态性分析

5．3．2 B-G抗原类Ig-V结构域氨基酸序列遗传变异

5．4 B-G等位基因不均衡分布与系统发生分析

5．5 B-LBⅡ基因的遗传变异分析

5．5．1 B-LBⅡ基因第二外显子序列的遗传变异分析

5．5．2 B-LBⅡ基因第二外显子序列多态性的进化机制

5．6 MHCⅡ类β基因第二外显子序列相似性比较

5．6．1 家禽B-LBⅡ基因与哺乳动物Ⅱ类β基因第二外显子序列的比较

5．6．2 不同动物种类间的系统发生关系分析

5．7 关于鸡MHC等位基因的命名

5．8 鸡B-LBⅡ基因和B-G基因PCR-RFLP多态性检测

5．8．1 PCR-RFLP多态性检测

5．8．2 PCR-RFLP用于B-LBⅡ等位基因检测的因素分析

5．9 MHC PCR-RFLP多态位点与鸡部分经济性状间的关联分析

5．10 地方鸡种群体遗传结构分析

5．10．1 PCR-RFLP分子标记与群体遗传结构分析

5．10．2 地方鸡品种内遗传变异

5．10．3 地方鸡品种间的遗传变异

5．10．3．1 品种间遗传分化

5．10．3．2 品种间基因流

5．10．3．3 品种间遗传距离

6 小结

参考文献

附录1 缩略词表

附录2 B-LBⅡ基因扩增片段PCR-SSCP电泳分型图

在读期间发表论文题录

致谢

发布时间: 2005-12-05

参考文献

[1].利用微卫星技术分析中国部分地方鸡品种遗传多样性及其与生产性能的关系[D]. 吴信生.扬州大学2004
[2].鸡肉IMP含量相关候选基因SNP筛查及其用于地方鸡种群体遗传结构分析的研究[D]. 季从亮.扬州大学2005
[3].中国地方鸡种分子遗传多样性研究[D]. 曲鲁江.中国农业大学2004
[4].西藏藏鸡种质资源特性研究[D]. 强巴央宗.南京农业大学2008

中国部分地方鸡种MHC B-LBⅡ、B-G基因变异及其群体遗传结构研究

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