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黄牛能量平衡调控候选基因遗传变异及其与生长性状相关分析

张春雷

   本研究采用PCR-RFLP、PCR-SSCP和DNA测序技术,检测了南阳牛、秦川牛、郏县红牛、晋南牛、鲁西牛、安格斯牛、中国荷斯坦牛7个群体共671个个体的8个与能量平衡调控相关基因(AGRP、POMC、CART、MC3R、MC4R、Ghrelin、HTR1B和HTR2A)的遗传变异,分析了其遗传结构和遗传多样性,并对南阳牛、秦川牛和郏县红牛3个群体在上述基因位点的多态性与其生长性状进行了相关分析,以检验这些基因的多态对3个黄牛群体生长发育的遗传效应,以期发现对重要经济性状具有显著效应的遗传标记,为中国黄牛的高效选育和分子标记数据库的建立、种质资源保存与利用提供遗传学依据。本研究获得了以下结果: 1. AGRP基因多态性及其与南阳牛、秦川牛生长性状的相关分析 共研究了7个群体AGRP基因3个基因座。3’侧翼区新发现2个SNP(603243 C>T和603093 C>T,与NW_929325对照),其中一个T>C的突变导致该位置出现1个MspI酶切位点。黄牛AGRP基因与水牛序列的同源性为96%。基因型分布的卡方独立性检验显示,奶牛与地方黄牛和安格斯牛差异极显著(P<0.001)。外显子上未检测到多态。MspI酶切多态性与南阳牛、秦川牛、郏县红牛生长性状的相关分析表明,MspI酶切多态性对南阳牛生长性状无显著影响(P>0.05)。秦川牛群体中有突变等位基因的个体体重、体高显著大于野生型个体(P<0.05)。 2. POMC基因多态性及其与南阳牛、秦川牛和郏县红牛生长性状的相关分析 POMC基因5个基因座中,在3’侧翼区P5基因座新发现3个SNP(811845 C>T、811821 T>C和811797 A>G,与NW_928357对照)。各群体这2个SNP的多态信息含量在0.25~0.50之间,属于中度多态。基因型分布的卡方独立性检验显示,奶牛与南阳牛、郏县红牛差异极显著(P<0.01)。未检测到外显子上多态。 POMC基因3’侧翼区多态位点与南阳牛6月龄体重和0~6月龄平均日增重显著相关,BB型个体显著大于AA型(P<0.05)。秦川牛AB型个体体重、十字部高、胸围显著大于AA型,郏县红牛BB型个体体高、胸围、腰角宽显著大于AA型(P<0.05)。 3. CART基因多态性及其与南阳牛、秦川牛生长性状的相关分析 7个群体CART基因4个基因座上首次检测到9个SNP(329037 T>C、329004 T>C、328914 T>C、328899 T>C、329668 A>G、330141 G>C、330216 G>A、330854 C>G和330852 C>T,与NW_929854对照),全部位于非编码区。基因型分布卡方独立性检验显示,奶牛与地方黄牛存在显著差异(P<0.05)。除329668 A>G位点,各群体SNP的PIC均小于0.25,说明该基因保守。 CART基因各多态基因座与南阳牛18和24月龄体重、18月龄体斜长显著相关(P<0.05),其中C1和C4基因座AA型个体显著大于AB型,而C2和C3基因座中AA型个体显著小于AB和BB型。秦川牛群体中,C1基因座AA型个体体重和体斜长显著大于AB型,C2基因座AA型个体十字部高显著小于BB型,C3基因座AA型个体腰角宽显著大于AB和BB型,C4基因座AA型个体腰角宽显著小于BB型(P<0.05)。 4. MC3R基因多态性及其与南阳牛、秦川牛生长性状的相关分析 7个群体MC3R基因3个基因座中首次检测到10个SNP(1986929 T>G、1986830 C>T、1986764 T>C、1986395 T>C、1986353 T>C、1986342 C>T、1986227 T>C、1986167 G>A、1985897 G>A和1985724 C>T,与NW_001502669对照),其中1986342 C>T突变导致MC3R蛋白183S>F氨基酸突变。本基因MC3R1基因座各群体内均处在Hardy-Weinberg非平衡状态,多态信息含量大于0.5,多态性丰富。 MC3R1基因座与南阳牛18月龄体斜长、胸围,24月龄体重、体高显著相关,突变型个体显著高于野生型(P<0.05)。MC3R3基因座与南阳牛12月龄体重和胸围,18月龄体重、胸围和13-18月龄平均日增重,24月龄体重和体斜长均显著相关,突变型个体显著高于野生型(P<0.05)。秦川牛群体中,MC3R1基因座突变型个体体重、体斜长和胸围显著大于野生型,MC3R2基因座杂合型个体体重和胸围大于纯合型,MC3R3基因座AB型个体体重和十字部高显著大于AA和AC型(P<0.05)。 5. MC4R基因多态性及其与南阳牛、秦川牛和郏县红牛生长性状的相关分析 7个群体MC4R基因5个基因座中共检测到6个SNP(109021 C>T、109163 C>G、110279 C>G、110209 A>T、110210 T>G和110147 A>G,与NW_930353对照),其中后4个为新发现的,位于5’侧翼区。本研究共检测4种SNP组合单倍型,秦川牛和南阳牛群体中检测到4种单倍型,郏县红牛没有检测到单倍型00,荷斯坦奶牛群体中没有检测到单倍型00和01,安格斯牛群体中只检测到单倍型11。 MC4R4基因座与南阳牛12月龄体重、体斜长、7-12月龄平均日增重,18月龄体重、体斜长、13-18月龄平均日增重,24月龄体重、坐骨端宽、19-24月龄平均日增重显著相关,突变型个体小于野生型个体(P<0.05)。南阳牛MC4R5基因座突变个体体重和胸围显著小于野生型(P<0.05)。MC4R4基因座与秦川牛、郏县红牛体重和体斜长显著相关,BB型个体显著大于AA型(P<0.05)。郏县红牛MC4R5基因座AA型个体体重和体斜长显著大于BB型(P<0.05)。 6. Ghrelin基因多态性及其与南阳牛、秦川牛和郏县红牛生长性状的相关分析 7个群体Ghrelin基因4个基因座中共首次检测到1处突变403725 T>C (与NW_001494127)。卡方检验显示,郏县红牛和晋南牛处于Hardy-Weinberg非平衡状态,其余不平衡。 南阳牛403725 T>C位点BB型个体24月龄体重、坐骨端宽显著大于AA型,秦川牛该位点BB型个体体重和胸围显著大于AA型,郏县红牛BB型个体体重显著显著大于AA型(P<0.05)。 7. HTR1B基因多态性 7个群体HTR1B基因4个基因座中共首次检测到6个SNP(205 G>T、507 C>T、546 C>G、744 C>T、816 G>A和942 G>A,与XM_583895对照),其中205 G>T导致69位Ala突变为Ser。各遗传群体内205 G>T、744 C>T、816 G>A和942 G>A位点均处于Hardy-Weinberg平衡,而507 C>T和546 C>G位点只有鲁西牛处于Hardy-Weinberg平衡。奶牛205T等位基因频率显著高于其他肉牛品种(χ2 = 6.87)。奶牛205 G>T位点多态信息含量为0.25,其余各位点在不同群体内均小于0.10,说明牛HTR1B基因较保守。……   
[关键词]:;能量平衡;候选基因;多态性;生长性状
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:西北农林科技大学2007年
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