ZP基因的變異及其對湖羊產(chǎn)羔數(shù)的遺傳效應(yīng)研究.pdf

1、本研究主要探討ZP基因家族(ZP2、ZP3、ZP4)中基因的變異對綿羊產(chǎn)羔數(shù)的影響，以尋找與高繁殖力相關(guān)的SNP位點。以湖羊、寒羊、蒙古羊和灘羊為試驗材料，采用混合樣測序技術(shù)尋找ZP基因變異的SNP位點，搜集整理了100只湖羊的產(chǎn)羔數(shù)數(shù)據(jù)，通過分析SNP位點與產(chǎn)羔數(shù)之間的關(guān)系，初步篩選出對產(chǎn)羔數(shù)有較大影響的SNP位點。采用生物信息學(xué)的方法對ZP蛋白的一級、二級及三級結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，通過分析ZP基因變異位點和ZP蛋白結(jié)構(gòu)、自然選擇的關(guān)系，來

2、闡述基因結(jié)構(gòu)與基因功能之間的聯(lián)系，為羊的選種、育種工作提供理論參考。利用NCBI公共數(shù)據(jù)庫已有的ZP基因序列，通過比較哺乳類、鳥類和魚類的生理性受精方式和進(jìn)化狀況的差異，來探究驅(qū)動ZP基因快速進(jìn)化的機制。研究結(jié)果如下:
　　1.采用混合樣測序法共檢測到28個SNP位點，其中ZP2有4個位置堿基發(fā)生突變，ZP3有7個位置堿基發(fā)生突變，ZP4有17個堿基發(fā)生突變。SNP間的連鎖分析發(fā)現(xiàn)，ZP2基因的4個SNP位點形成了1個連鎖區(qū)塊，Z

3、P3基因的T678C和A859C、T7781G和G7804A形成了2個連鎖區(qū)塊和3個獨立的SNP位點，ZP4基因形成了3連鎖區(qū)塊和4個獨立的SNP位點。將連鎖的SNP區(qū)塊、獨立的SNP位點分別與湖羊第一胎產(chǎn)羔數(shù)、胎均產(chǎn)羔數(shù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析后發(fā)現(xiàn)，ZP3基因T8176C位點對湖羊的胎產(chǎn)羔數(shù)有顯著影Ⅱ向，ZP4基因有3個SNP位點(A7499C、T10223C、G10383A)對胎產(chǎn)羔數(shù)有明顯的影響。結(jié)構(gòu)分析表明，T8176C位于ZP3的跨膜結(jié)

4、構(gòu)域上，ZP4基因的G10383A位于ZP4的ZP結(jié)構(gòu)域上。群體間進(jìn)化檢驗發(fā)現(xiàn)，ZP3和ZP4基因在綿羊群體受到了正選擇的作用。
　　2.對綿羊ZP基因的生物信息學(xué)預(yù)測顯示，綿羊ZP2基因編碼713個氨基酸，編碼產(chǎn)物是一個偏堿性的親水跨膜蛋白。信號肽位于氨基酸序列的1-36區(qū)域，跨膜結(jié)構(gòu)位于685-704區(qū)段，1-684區(qū)段位于膜的外部，705-713區(qū)段位于膜的內(nèi)部。二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示螺旋占4.63％，延伸鏈占39.97％，環(huán)狀結(jié)

5、構(gòu)占55.40％。保守域分析顯示ZP2蛋白N端和C端是變異區(qū)，中間部分約400個氨基酸較為保守，ZP結(jié)構(gòu)域位于368-629區(qū)段。綿羊ZP3基因編碼381個氨基酸，編碼產(chǎn)物是一個無信號肽的親水跨膜蛋白。二級結(jié)構(gòu)主要以環(huán)狀結(jié)構(gòu)為主，其中螺旋占3.94％，延伸鏈占35.96％，環(huán)狀結(jié)構(gòu)占60.1％。3-261區(qū)段是其ZP結(jié)構(gòu)域，跨膜結(jié)構(gòu)域在341-363的α螺旋區(qū)域，在ZP3的239-340區(qū)段有一特殊結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可能是ZP3精卵結(jié)合域，3

6、05-308位點可能是弗林蛋白酶水解位點。在膜內(nèi)的371位點的絲氨酸(Ser)受到了蛋白質(zhì)激酶(PKA)的磷酸化作用，可能具有信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能。綿羊ZP4基因編碼534個氨基酸，編碼產(chǎn)物是含有信號肽的親水跨膜蛋白。二級結(jié)構(gòu)中α-螺旋占4.68％，β-折疊占32.02％，無規(guī)則卷曲占63.30％。信號肽位于1-19氨基酸序列，保守結(jié)構(gòu)域分析表明三葉草結(jié)構(gòu)(Trefoil)位于141-183區(qū)段，ZP結(jié)構(gòu)域位于188-460區(qū)段，跨膜區(qū)位于5