10个中国地方绵羊品种MC1R和ASIP基因多态性及其与毛色关联性分析

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哺乳动物毛色的多样性主要由黑色素细胞中真黑色素和伪黑色素比例的不同而形成的。黑素皮质素受体1(MC1R)基因和Agouti信号蛋白(ASIP)基因是控制毛色形成的主要候选功能基因,它们都与黑色素细胞中真黑色素和伪黑色素的合成有关。本研究利用PCR直接测序法对10个中国地方绵羊品种的MC1R基因和ASIP基因的全部编码序列及部分非编码区进行扩增,获得以下结论:1.在MC1R基因中,发现了5个单碱基突变位点,包括3个同义突变(c.429C>T,c.600T>G,c.735T>C)和2个错义突变(c.218T>A,c.361G>A),错义突变分别导致p.M73K和p.D121N。Hardy-Weinberg检验表明,除了岷县黑裘皮绵羊群体中c.218T>A和c.361G>A突变位点和哈萨克羊群体中c.429C>T、c.600T>G、c.735C>T突变位点处于Hardy-Weinberg不平衡状态外,其他品种都处于平衡状态。群体内的遗传多样性指数为0.5621,表明中国绵羊群体总的遗传多样性指数较高。2.10个群体间的F-统计量平均值为0.2047,表明绵羊间的遗传变异主要是由群体间的差异引起的。UPGMA进化树分析结果表明,10个中国绵羊群体分为2个大支,哈萨克羊与岷县黑裘皮绵羊聚到一起形成了单独的分支,而藏羊、河南大尾寒羊、多浪羊、甘肃高山细毛羊、蒙古羊、滩羊、小尾寒羊和中国美利奴羊则聚集到一起,形成另一个分支。聚类结果与绵羊的毛色、生态类型和品种育成历史相一致。3.单倍型分析结果表明,5个突变位点只构成了3种单倍型,分别为单倍型1[TGCTC],单倍型2[TGTGT],单倍型3[AATGT],说明这几个突变位点之间存在紧密连锁的关系。在被毛为黑色的岷县黑裘皮绵羊中,所有个体都检测到了单倍型3(同时包含两处错义突变),但在被毛为白色的河南大尾寒羊、小尾寒羊、甘肃高山细毛羊和中国美利奴羊群体中并未检测到单倍型3。在藏羊、滩羊、蒙古羊、多浪羊和哈萨克羊群体中,MC1R基因差异并不显著,五个群体中都检测到了单倍型3,但频率较低。以上结果表明,MC1R基因的两处错义突变与中国绵羊的黑色被毛表型相关,但与其他被毛颜色并无显著关联。4.在ASIP基因中共检测到了5个突变位点,3个SNPs突变(g.672G>A,g.1580G>A,g.1617G>A)位于ASIP基因第2内含子区域,2个缺失突变,且都位于第2外显子上,一处为9个碱基的缺失(c.10-18del,D9),一处为5个碱基的缺失(c.100-105del,D5)。2个缺失突变在10个不同被毛表型的中国绵羊群体中检测,D9和D5缺失突变在10个绵羊群体中都存在;而且,岷县黑裘皮绵羊和多浪羊群体内各出现1头D5D5基因型个体,在所有检测个体中没有发现D9D9基因型。由此得出D9和D5缺失突变虽然影响ASIP基因功能,但从基因型判定结果来看,这些缺失突变与所研究的绵羊品种被毛表型不存在相关或不完全相关,表明了ASIP基因编码的蛋白质区域变异不能解释中国绵羊群体毛色表型的变异。所以,ASIP基因与毛色之间的关系有待更深一步的研究。
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