山羊毛色稀释位点候选基因MLPH研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:jackydmb
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本试验根据GenBank上已发表的牛(NC007301)和狗(NC006607)的melanophilin基因序列进行设计引物,扩增山羊melanophilin基因的从部分内含子1至外显子16序列片断(在内含子2和内含子9中由于特殊序列结构分别有两个估计12.5KB和7KB的缺口没有测通),测序总长度为19289bp,已提交到GenBank,序列号为EU316218。为比较不同物种MLPH基因分化程度,也同时测定了绵羊MLPH基因相应序列,序列号为:EU316219。根据测序结果发现了山羊melanophilin基因序列上的76个点突变,其中处于外显子的有18个,内含子的58个。依据序列号EU316218上的位置来命名这些突变位点,处于外显子上的18个点突变分别为2486A>C、5620A>G、8731C>G、8743G>A、8753G>A、8765C>T、8782C>T、11512G>A、11584G>A、13998G>A、14012A>G、17308T>C、18904A>G、18927G>T,18951A>G、18929T>C、18955A>C、和18977A>G。其中引起蛋白质的氨基酸序列的改变的点突变共有6个,分别是Ala8731Gly、Arg8743His、Pro8782Leu、Asp11512Asn、Gly11584Ser以及Lys14012Arg。处于内含子的58个点突变分别为1468G>T、2260G>A、2517G>A、5644C>T、7935T>C、7958C>T、7972G>A、8067G>C、8068C>T、8151G>A、8242G>A、8580T>A、8587C>A、8610G>A、8645C>T、9109G>A、9385T>A、8892T>A、8923C>G、9009G>A、9125G>A、9179G>C、9613T>C、9656A>C、10028A>G、9918C>T、10745G>T、10831C>T、10515C>T、10813C>T、10925T>G、11362G>A、11395A>G、11421T>C、11832C>A、13542T>C、13774A>C、13782C>G、13797A>G、13898A>C、14992G>A、15144G>A、15146A>G、15592T>C、15897T>C、17041C>T、17078T>C、16710T>A,16711C>A,16761G>A、16878G>A、17041C>T、17047T>C、17078T>C、17200C>A、17885C>T、18634T>A、和18740C>T。研究发现在melanophilin基因的8580T>A、8587C>A、8610G>A、8645C>T、8731C>G、8743G>A、8753G>A、8765C>T和8782C>T九个点突变位点呈现完全连锁现象。并且在我们测序的108个山羊个体中,野生纯和个体为92个,杂合个体16个,所以推测该连锁位点可能为隐性致死基因。且该位点突变率在雷州黑山羊中分布最高,为38.46%。11584G>A位点上检测到G和A两个等位基因。我们研究的9个山羊品种304个个体中A为优势等位基因(83.88%),突变率在不同品种中存在差异,分析表明,成都麻羊突变率最高(39.58%),其次为南江黄羊(在快长系、高繁系和黑色系中分别为29.41%、27.14%和26.53%)。剩余的几个品种中,除了承德无角山羊突变率为13.89%外,其余四个品种,包括济宁青山羊、雷州山羊、辽宁绒山羊和唐山奶山羊中,突变率都不足2%。并且GG基因型只在成都麻羊和南江黄羊三个品系中出现,所以等位基因G可能为隐性,且与南江黄羊和成都麻羊特征性的麻褐色有关。在获得的山羊序列的3’UTR区,发现罕见的poly(A)加尾信号AATAAG,我们比较了不同物种的加尾信号。结果发现,其他基因中高度保守的AATAAA,对于MLPH基因只在人、大猩猩、小鼠和挪威鼠中发现,另外一个单碱基突变体AATGAA在牛和负鼠中发现。然而某些物种中,找不倒一个合适的六核苷聚体可以认为是加尾信号或其变异体。可能源于MLPH基因较高的突变率,或者在MLPH基因的表达过程中有其不同于其他基因的方式。对于终止密码子,大部分物种使用TAA,包括山羊、绵羊、牛、马、猪、人、大猩猩和小鼠。三个物种使用TGA,包括猫(正常的和提前终止的),狗和挪威鼠。TAG作为终止密码子只在负鼠和鸡中发现。氨基酸序列长度在物种间变异很大,从鸭嘴兽的487aa到鸡的617aa,平均长度577.7aa,标准偏差34.6aa。对于偶蹄动物,变化从猪的577aa到绵羊610aa。通过对4个偶蹄动物的序列比对,发现在绵羊193到196位有4个氨基酸残基(QPQP)的插入,在237到262位有26个残基插入(SLDWKDPHSKELPVPSETCRPFPCAQ)。在猪中发现两个缺失,一个为6个氨基酸残基(QEAGIL)位于249位之后,另一个为384位之后一个残基E缺失,这两个缺失片段在其他三个偶蹄动物中为100%一致。总体来说,MLPH基因变异度很大,以牛的氨基酸序列为参考,于其他物种的氨基酸一致性分别为山羊90.82%、绵羊88.52%、马66.39%、猫64.10%、狗64.02%、猪69.69%、人59.61%、大猩猩55.03%、小鼠、53.97%、挪威鼠53.50%、负鼠28.20%、鸭嘴兽34.67%和鸡39.37%。对于不同物种间mRNA序列,在山羊、绵羊和其他11个哺乳动物中,总体平均遗传距离(p-distance模型)和标准差分别为0.447和0.014。当用不同物种间的氨基酸序列重新计算这些数值时,结果变大。哺乳动物间的总平均为0.523,标准差0.025。用软件Mega3.1中UPGMA法计算得到的分歧指数检测矩阵见表3-6。当换用相应的氨基酸序列重新计算该矩阵,原来91个达到P<0.05的配对检验中只剩下38个,大都也在原来91个之中。以上两种参数比较都说明MLPH基因在物种间氨基酸序列的变异要大于mRNA的变异,表明在进化过程中MLPH基因在编码区的同义突变较之错义突变要少许多。另外,EST作为cDNA的随机测序结果,对研究组织的基因表达有重要意义,本文对来自山羊来自带毛囊的皮肤和乳腺两种组织的EST序列进行了综合及分类分析,结果显示,在来源于绒山羊含毛囊皮肤的392条EST序列中有48条为编码角蛋白或角蛋白关联蛋白的基因;在乳腺来源的245条EST中则无此类基因,而是如免疫球蛋白基因、维生素转运蛋白基因、MHC等诸多种类基因,以免疫和酶类居多。两类不同组织来源的EST相应基因相似之处最显著的是编码核糖体蛋白的基因,其中含毛囊皮肤组织的EST中有15.1%,乳腺组织为21.6%,并且有两种不同组织来源的EST组成的26条基序(contigs)中,编码核糖体蛋白的有17条,高达65.4%。
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