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生物多样性是人类赖以生存和发展的基础,是影响生态系统稳定性的重要因素。家养动物多样性是生物多样性的重要组成部分,也是同人类关系最为密切、最为直接的部分,是长期进化形成的宝贵资源,生物多样性的保护涉及到人类未来的生存与发展。
中国是世界上牛品种资源最丰富的国家之一,但由于种种原因,其遗传多样性在逐渐流失。α-乳清蛋白(α-LA)是反刍动物乳汁中的主要蛋白,也是目前研究的热点。在水牛奶的蛋白质组成中α-LA的含量(2.66g/L)明显高于奶牛(1.19g/L)。因此对这些物种的该基因调控区序列进行比较将为阐明该基因的表达调控机理提供重要的线索。乳腺生物反应器的核心元件是某一种乳蛋白的基因调控序列。目前,α-LA基因5调控序列是国际上使用率较高、有应用前景的启动序列,具有巨大的开发价值。本研究拟通过PCR扩增的方法克隆水牛的α-LA基因全部核苷酸序列,并与牦牛和奶牛相应序列进行比较,以揭示该基因的表达调控机理和遗传多样性,为开展以核苷酸同源性为分类依据的动物品种分类及动物起源与进化方面的研究创造条件,同时为开展以牛α-LA基因5调控区作为启动子的乳腺生物反应器研究储备条件。
本研究参考相关文献设计4对引物,寡聚核苷酸序列如下:引物1:上游引物5-TATTTAGTGGTATTGGTGGTTGG -3 下游引物 5 -TATTCTGTGCFGTCATTGTTTTFG-3,预计扩增1225bp;引物2:上游引物5-TCGTCTTTCTTTCAGGGGTC-3下游引物 5-AACTTCATCAACCAACTTAG-3,预计扩增451 bp;引物3:上游引物 5-GACCAGAACCCTCACTCAAGC-3下游引物5-CAGAACCAGCAAAGACAGCAG-3预计扩增1188bp;引物4:上游引物5-CCATAAAGCACTCTGTCTG-3下游引物 5-CCTTGTGGGCTACCGTCTAT-3;预计扩增634bp;
分别经61℃,60℃,68℃,61℃退火及30轮循环的PCR程序后克隆了我国水牛α-LA基因的全部核苷酸序列,将PCR扩增产物从琼脂糖凝胶中回收后克隆在pMD18-T Vector后进行序列测定。
根据已测定序列的核苷酸组成与文献报道的牦牛利奶牛该基因的核苷酸序列比较发现,牦牛α-LA基因与水牛该基因在3038bp的序列中存在86bp的差异,核苷酸序列同源性为97.17%。水牛α-LA基因与奶牛该基因存在75bp的差异,核苷酸序列同源性为97.53%。其中,水牛α-LA基因5调控区部分碱基的插入突变和碱基替换可能是导致水牛和奶牛奶蛋白中该蛋白表达差异的主要原因。