5个绵羊品种DLK1基因多态性与生长性状的关联性分析.pdf

华北农学报():收稿日期:基金项目:甘肃农业大学学科建设基金()农业行业专项()甘肃农业大学学科团队项目()作者简介:孟泉禄()男甘肃天水人在读硕士主要从事动物遗传育种与繁殖研究通信作者:成述儒()男甘肃张掖人教授博士博士生导师主要从事生物技术与动物育种研究 个绵羊品种 基因多态性与生长性状的关联性分析孟泉禄张明军史金平付玲娟刘 婷张全伟成述儒(.甘肃农业大学 动物科学技术学院甘肃 兰州.甘肃农业大学 生命科学技术学院甘肃 兰州)摘要:为挖掘与绵羊生长性状相关的分子标记基因探究 多态性与绵羊生长性能之间的关联性 以 头不同品种绵羊(甘肃高山细毛羊、蒙古羊、藏绵羊和小尾寒羊各 头滩羊 头)为试验对象分别测定不同品种各年龄段绵羊生长性能指标采集绵羊血液提取 运用 方法结合 测序技术分析不同品种绵羊 基因多态性.软件分析不同基因型与各绵羊品种不同年龄段生长性能之间的相关性 结果表明不同品种绵羊 基因均具有多态性其中共检测到 个等位基因(和)和 种基因型(、和)优势等位基因和基因型分别为 和 基因第 内含子 处发生 单个碱基突变 突变位点与绵羊月龄和 月龄的体质量和胸围具有显著相关性(.)总之不同品种绵羊 基因均存在第 内含子上 突变位点该位点显著影响绵羊 月龄的体质量和胸围其可作为选择甘肃地方绵羊品种生产性状的候选基因关键词:绵羊生长性状 基因多态性中图分类号:文献标识码:文章编号:():./.(.):.().()().().华 北 农 学 报 卷 .:甘肃省地域辽阔适合多个绵羊品种生长繁殖且不同品种绵羊在生长繁育过程中能保持其独有的生产特性 甘肃高山细毛羊主产于甘肃省肃南县是我国高寒山区第 个绵羊新品种主要特点是能适应高寒牧区严酷的自然生态条件蒙古羊膻味较轻、肉质鲜美和育肥增膘能力等生产性能显著广泛分布于内蒙古和甘肃地区藏绵羊是典型的中国粗毛羊品种抗逆性强、耐粗饲小尾寒羊属外来品种生长发育快、肉用性能好是世界著名高繁殖力绵羊之一滩羊原属蒙古羊具有耐干旱、个体大和适应性强等特性 绵羊生产性能受环境影响同时还受到遗传因素调控挖掘与绵羊生长性能相关基因是提高绵羊产业发展的理论基础()是一种父源表达印记基因定位于人 号染色体、小鼠 号染色体和绵羊 号染色体上其主要编码跨膜蛋白同时对肌肉生长也具有一定的调节作用 研究表明 转录和翻译产物在人类胎儿期各组织中广泛表达出生后表现出组织特异性仅在胰腺、垂体和肾上腺等组织中表达 同其他印记基因相似 是哺乳动物生长发育的重要调节因子其表达水平对细胞增殖和分化有显著影响 等通过对骨骼肌重塑过程中 的表达量研究发现 在人类所有疾病中都呈上调趋势且 转录和翻译产物的表达高峰与成肌细胞分化融合的表达相一致由此推测 可能在不同的水平和时间点参与肌肉发育和重塑的过程 等对处于不同生长时期鸡的 克隆和序列分析发现 可能在脂肪和肌肉组织发育的早期阶段起重要作用 等通过建立小鼠 基因敲除和过表达模型发现 基因敲除导致小鼠出生后生长迟缓和肌肉再生能力受损相反 过表达能抑制培养成肌细胞的增殖和增强分化 因此 可促进哺乳动物肌肉生长发育但对脂肪组织分化和增长具有抑制作用 近年来有研究发现绵羊的双肌臀性状也是 由 基 因过表达所致但具体有关 基因参与肌肉的生长发育的机制尚不清楚 本研究就 基因多态性是否影响绵羊生长性能开展试验以期寻找新的与绵羊生长性能相关的分子标记进而为提高甘肃绵羊生产性能提供基础数据和理论依据 材料和方法.试验动物本试验以甘肃省内固有绵羊品种藏绵羊、蒙古羊、甘肃高山细毛羊、滩羊和外来品种小尾寒羊共 头为研究对象具体来源和数量见表 表 羊样品信息.品种样本数/头 样本来源地 饲养方式 甘肃高山细毛羊 肃南县放牧为主冬春季补饲蒙古羊 甘州区平山湖乡放牧为主冬春季补饲滩羊 会宁县舍饲养殖藏绵羊 夏河县放牧为主冬春季不补饲或少量补饲小尾寒羊 甘州区舍饲养殖绵羊不同生长期(月龄)测定记录体质量、体高、体长和胸围等生长性能指标 月龄颈静脉采集绵羊血液 冰箱保存备用.血液基因组 提取室温溶化冷冻血液样品按照 试剂盒(天根生化科技有限公司)操作说明提取基因组 分光光度计测定其纯度和浓度以.为参考作为纯 用于后续试验琼脂糖凝胶电泳检测 质量检测合格后用于下一步 扩增.引物设计根 据 提 供 绵 羊 基 因(.)序列使用 .在线设计网站设计 基因特异性引物引物由西安擎科泽西生物科技有限责任公司合成引物信息如下:期孟泉禄等:个绵羊品种 基因多态性与生长性状的关联性分析:目的片段大小 .基因的 扩增程序 反 应 体 系 :上下游引物(/)各.模板(/)扩增程序如下:预变性 变性 退火 延伸 重复循环 次最后 延伸 扩增完成后使用 缓冲液、琼脂糖凝胶电泳检测扩增产物质量凝胶成像系统观察并摄片.基因多态性 分析 基因分型反应:扩增产物和 变性缓冲液振荡混合均匀 金属浴变性 结束后快速置于冰盒中冷却 完成变性之后将变性产物迅速注入凝胶孔待样品沉入胶孔底部 恒压电泳至 条 单链分开后增加电压至 于含 的聚丙烯酰胺凝胶中电泳 为使条带更清晰可视化对电泳产物进行银染显型凝胶成像仪摄片 挑选不同基因型个体送至西安擎科泽西生物科技有限责任公司进行 测序.统计分析根据 检测结果对多态基因座的不同基因型进行统计分析利用 .软件比对核酸序列 分析软件处理基因型频率等相关群体遗传参数.对生长性状指标参数进行统计分析 结果与分析.血液基因组 提取待测定血液 浓度及纯度得到单个样品质量浓度大于 /为.表明提取 样本纯度高无污染琼脂糖凝胶电泳检测 质量条带清晰、无杂带表明提取 完整性高符合后续试验标准.基因 扩增产物 扩增产物经过 琼脂糖凝胶电泳检测如图:各泳道电泳条带清楚无杂带符合其后 电泳检测标准.基因 检测 扩增产物用 非变性聚丙烯酰胺凝胶在恒温 恒压 电压下进行 电泳检测结果如图:基因共存在 种基因型将其定义为、和.扩增产物.图 基因 扩增产物电泳检测结果.图 基因内含子 分型图.基因多态基因型测序 个绵羊种群 基因不同基因型 产物经 琼脂糖凝胶电泳检测后纯化回收送至生物公司进行测序 测序结果如图 将标准序列.与扩增序列进行比对(图)发现在 基因内含子 区域发现突变位点().基因多态位点遗传特性分析结合 及测序结果分析统计出 个绵羊品种突变位点的基因型数量、计算基因型频率和等位基因频率结果见表 甘肃高山细毛羊、藏绵羊、蒙古羊、滩羊和小尾寒羊 基因型及 等位基因频率分别为./.、./.、./.、./.和./.在 个绵羊品种中 基因型均为优势等位基因型均为优势等位基因且在 个绵羊群体中均可以检测到这 种基因型的个体由表 可知甘肃高山细毛羊、藏羊、蒙古羊、滩羊和小尾寒羊杂合度和多态信息含量分 别 为././././.和./.其中甘肃高山细毛羊杂合度最高滩羊杂合度最低甘肃高山细毛羊多态信息含量最高滩羊多态信息含量最低且 个绵羊品种均表现出中度多态性(.)不同字母或表示差异显著(.)(.).期孟泉禄等:个绵羊品种 基因多态性与生长性状的关联性分析.基因多态性与生长性状关联分析运用 .软件分析 不同基因型与生长性能之间的相关性结果如表 基因型效应显著影响 月龄和 月龄绵羊的体长和胸围对绵羊 月龄和 月龄体长、胸围的影响无统计学意义 月龄和 月龄 型绵羊个体体长和胸围显著高于 型个体总体来说基因型效应对这 个绵羊品种的体长和胸围影响显著对体高和体质量影响不大 结论与讨论 首次被发现于神经母细胞瘤中是人类目前已发现的印迹基因之一其主要参与编码糖基化跨膜蛋白同时还参与脂肪合成 研究表明 基因在生物体生长发育和组织再生过程中发挥重要作用 徐倩倩等发现当 在骨骼肌中过表达时小鼠骨骼肌表现出肥大性状表明 基因是否正常表达对肌肉组织发育和发挥功能起重要影响 与正常组织相比 在多种肿瘤组织中表达量有显著增高趋势表明其对肿瘤的发生和发展起调控作用 同时 可参与许多细胞的分化调节其中包括脂肪细胞和血细胞生成调节以及对创伤起修复作用作为一种印记基因 缺失或高表达都可能引起相关的印记基因疾病但其致病的具体机制还未得到更加深入的研究 目前对于 基因的多态性研究分析较多涉及多个物种但是在绵羊方面的研究非常少 本试验中 基因并未检测到与 等试验相一致的突变结果可能是由于引种时发生了始祖效应或遗传漂变以及受人工选择的影响 廖红海等通过荧光定量 检测了山羊不同组织中 基因的表达量其结果显示在山羊不同组织中 基因均有表达且肾脏组织中表达水平最高脂肪组织中表达量最低表明 可能具有抑制脂肪合成的作用 陈付英在南阳黄牛和郏县红牛遗传多态性与生长性状相关性研究中对 基因的多态性与生长发育性状进行相关性分析发现不同的基因型对牛的生长发育有显著的影响 李云龙等通过对宁夏滩羊、特克塞尔、萨福克这 个绵羊群体进行测序研究发现其 序列共有 个突变位点分别为第 位的 突变、第 位的 突变、第 位的 突变、第 位的 突变和第 位的 突变 通过与李云龙等的研究序列比对发现本研究在 个绵羊品种中 基因第 内含子的第 处发现的 突变与其在第 处发现的 突变研究结果一致且 基因的不同基因型在滩羊的体高、体长和胸围这 个生产性状上存在显著差异与本次研究结果一致 陈付英等对不同品种牛样本(秦川牛 头南阳牛、郏县牛、晋阳牛、安格斯牛、中国荷斯坦牛、牦牛和水牛各 头)进行 和 测序分析结果表明只在秦川牛 外显子 位点检测到 个 基因型分别为 和 且 为优势基因型通过测序结果分析发现此突变为同义突变在其他样本中只检测到 种 基因型 诸多研究证实 基因不同基因型和家畜的体长、胸围有显著相关性这与本研究结果相同 因此 基因可以作为选择甘肃地方绵羊品种生产性状的候选标记基因 同时通过对比分析 个不同品种绵羊的生产性能表明小尾寒羊在不同月龄的生产性状均优于其他 个绵羊品种本研究通过对比 个不同品种绵羊的 基因发现 基因在 个绵羊品种中均具有多态性且在第 内含子区域内发现突变位点 其对于 个绵羊品种的体长和胸围具有显著相关性 以上结果表明 基因可作为选择甘肃地方绵羊品种生产性状的候选基因参考文献:高康王浩王天翔李范文陈玉林杨雨鑫.甘肃高山细毛羊泌乳规律及哺乳期羔羊体重生长规律研究.家畜生态学报():.:./.():.路大同.蒙古羊肉质相关基因突变的挖掘及其与脂肪酸组分的关联性分析.呼和浩特:内蒙古大学.:./.:.德吉孙珂欣罗琪阿旺措吉王小龙吴玉江.藏羊和牦牛的生理特征及高原适应性分子遗传学研究进展.家畜生态学报():.:./.():.郭定恩王文凯崔彬辉李军汤莉.小尾寒羊与湖羊生产性能比较.吉林畜牧兽医():.:./.():.梁鹏张稳冯登侦强浩荣轩孟科.基于转录组学 华 北 农 学 报 卷筛选绵羊肉质性状相关候选基因.华北农学报():.:./.():./.():.:./.袁丽鲁选文陈宇.调控/信号通路介导宫颈癌放疗抵抗作用机制.生物技术():.:././.():.():.:./.():.:./.():.:./.():.:./.():.:./.():.:./.柯洁.与其互作的、蛋白在 印记区调控中的作用.杨凌:西北农林科技大学.:./:/.:():.:./.徐倩倩韩正滨孔凡涛吴琼.印记基因 在小鼠胚胎发育中的表达分析.生物技术通讯():.:./.():.():.:./.().邵梦真.、蛋白在结直肠癌组织中的表达及意义.石家庄:河北医科大学.:.().:.:./.():.:./.廖红海林亚秋邬杨楠朱武政李倩王永陈娟.山羊 基因分子克隆、生物信息学分析及表达研究.畜牧兽医学报():.:./.():.陈付英.南阳黄牛和郏县红牛遗传多态性及其与生长性状相关研究.杨凌:西北农林科技大学.:.李云龙杨章平毛永江黄丹丽陈仁金.基因的单核苷酸多态性与绵羊生长发育性状的相关性分析.中国畜牧杂志():.:./.():.陈付英牛晖滑留帅张春雷雷初朝蓝贤勇黄永震王居强陈宏.第五外显子的多态性及其系统发育分析 /中国牛业健康发展与科技创新 中国畜牧兽医学会第七届养牛学分会 年学术研讨会论文集.南京:./.:.