中国南方黄牛系统地位、抗热特性及HSP70-1、SCD1和DGAT1基因的遗传效应研究

来源 :扬州大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:fencer_2000
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本研究利用12个通用的微卫星标记和mtDNA D-loop区遗传变异研究中国黄牛的遗传多样性;借助血液生化自动分析仪分析热应激条件下6个血液指标在3个南方黄牛群体(雷琼牛,BMY牛和云南高峰牛)和一个北方黄牛群体(中国西门塔尔牛)内的变化规律,探讨中国南方黄牛热应激条件下的血相变化;采用PCR-SSCP技术检测3个南方黄牛群体抗热应激基因HSP70-1基因的单核苷酸多态性,与中国西门塔尔牛的遗传多样性进行比较,并与血液生理生化指标进行关联分析;运用PCR-SSCP技术检测中国西门塔尔牛及3个南方黄牛群体(雷琼牛、云南高峰牛和BMY牛)SCD1基因和DGAT1基因的遗传变异,并与中国西门塔尔牛的肉质性状进行关联分析;运用荧光定量PCR技术分析雷琼牛HSP70-1基因C3343T位点形成的3种基因型在血液组织中表达量的差异,以探讨这一位点对雷琼牛的耐热性状调控的分子机理。主要研究结果如下:1.利用12个微卫星标记在7个黄牛品种(雷琼牛、BMY牛、云南高峰牛、鲁西黄牛、闽南黄牛和渤海黑牛和中国西门塔尔牛)中总共检测209个等位基因,20个品种特有等位基因,其中云南高峰牛检测到的等位基因数最多(180个),雷琼牛检测到的等位基因数最少(85个)。平均杂合度以中国西门塔尔牛最高,为0.8344,多态信息含量和有效等位基因数分别以云南高峰牛最高,分别为0.8840和10.0559,表明这两个群体的遗传变异程度高。基于DA和(σμ)2两种遗传距离的聚类分析表明,雷琼牛、云南高峰牛、闽南黄牛和BMY牛四个南方黄牛群体相互间遗传距离较近,而与中原黄牛和培育品种的亲缘关系相对较远,证明了南方黄牛群体区别于中原黄牛和培育品种的系统地位和遗传分化,也揭示了不同南方黄牛群体间存在不同程度的遗传分化水平。2.中国黄牛mtDNA D-loop表现出很高的多态性;核苷酸位点突变类型有转换、颠换两种类型。碱基转换以T←→C形式为主,占62.96%,G+C平均含量为38.7%,A+T平均含量为61.3%。共检测到核昔酸多态位点62个,其中转换58个,颠换4个。云南高峰牛和渤海黑牛核苷酸变异度最高,共发现44个变异位点,发生转换的碱基数目最多,为43个;雷琼牛群体中核苷酸变异数最低,共32个变异位点;其余3个群体核苷酸变异总数居中,BMY牛和闽南黄牛42个,中国西门塔尔牛41个。品种间遗传分化明显。3.通过对31条mtDNA D-loop区全序列测定并做序列比对之后,共发现20种单倍型,总群体单倍型比例为64.52%。通过对所测定序列进行NJ法聚类,共发现2个单倍型组,分别代表了中国黄牛的不同母系起源系统:欧洲普通牛起源系统和瘤牛起源系统。从分子水平验证了中国南方黄牛的瘤牛血缘。同时也发现了中国黄牛不同品种间以及品种内存在不同程度的分歧,表明了我国黄牛资源具有丰富的遗传多样性,而且一些地方黄牛品种具有独特的单倍型,应当加以保护。4.通过对血清K+浓度,血清谷丙转氨酶浓度,血清谷草转氨酶浓度,血清碱性磷酸酶浓度,红细胞南K+浓度和血红蛋白浓度等6个血液指标在三个南方黄牛群体和一个北方群体中的变化规律分析发现,南方黄牛群体血清K+浓度和血清酶浓度极显著高于北方群体,雷琼牛红细胞K+显著最低于其他群体,谷丙转氨酶浓度在不同地域品种间的差异极显著,由此可见,红细胞钾和碱性磷酸酶可以作为黄牛耐热特性的指标。5.在3个南方黄牛品种和1个对照品种HSP70-1基因中总共检测到14个突变,其中5个突变(A329G、T576C、C1199G、A1221C和C1334T)位于5′-调控区,9个突变(A1501G、C1745T、A1926G、C2540T、C2720T、A3035G、A3062G、 A3108G)位于外显子区。雷琼牛和云南高峰牛A329G、C1334T、C1745T、A3035G和C3343T为中度多态位点,其余位点为低度多态位点;中国西门塔尔牛A329G和C1334T为中度多态位点。6.雷琼牛HSP70-1基因C1334T位点对血红蛋白浓度影响显著,云南高峰牛A1221C位点对谷草转氨酶浓度影响显著,BMY牛A329G位点对血红蛋白浓度影响显著,各群体的其他位点对血液指标效应不显著。外显子区突变位点中,雷琼牛云南高峰牛和BMY牛C3343T位点变异对红细胞钾和碱性磷酸酶效应显著(P<0.05)。7.通过荧光定量PCR技术发现HSP70-1基因C3343T位点形成的3种基因型(CC、CT和TT)在雷琼牛血液组织的表达量存在差异。TT基因型个体HSP70-1基因的表达量是CC基因型的1.361倍,CT基因型个体HSP70-1基因的表达量是CC基因型的1.282倍,进一步验证了HSP70-1基因作为南方黄牛耐热特性候选基因的可能性。8.通过对中国西门塔尔牛SCD1基因和DGAT1基因遗传变异及其效应分析发现,SCD1基因C878T位点CC基因型个体肌间脂肪含量显著高于TT基因型个体(P<0.05),大理石花纹评分低于TT型个体(P>0.05),剪切力值显著低于TT型个体(P<0.05);SCD1基因T762C位点TT基因型个体肌间脂肪含量显著高于CC基因型个体(P<0.05),大理石花纹评分和剪切力值低于CC基因型个体(P>0.05)。DGAT1基因10433和10434bp处AA/GC双碱基突变碱基突变GC/GC基因型个体肌间脂肪含量显著高于AA/AA型个体(P<0.05),大理石花纹评分和剪切力值性状差异不显著(P>0.05)。单倍型分析发现,CTGC型个体肌间脂肪含量和剪切力值显著高于其他单倍型个体(P<0.05),分别提高了5.7%和14.6%。综合分析显示SCD1基因和DGAT1基因是肉牛肉质性状的候选基因,揭示了SCD1和DGAT1基因多基因聚合在分子选育中的应用前景。同时分析发现南方黄牛群体中SCD1基因C878T位点和T762C位点有利基因型的频率均高于中国西门塔尔牛,进一步揭示了南方黄牛群体作为肉牛育种素材的应用前景。
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