家畜生殖軸和生長(zhǎng)軸基因進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力及功能研究.pdf

1、本文目的是研究家畜生殖軸和生長(zhǎng)軸相關(guān)基因的進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力，并試探性解釋基因與性狀之間聯(lián)系。以透明帶蛋白(ZonaPellucida，ZP)基因和乳鐵蛋白(Lacto ferrin，LF)基因?yàn)槔?，研究家畜群體中基因與多態(tài)的進(jìn)化機(jī)制，期望為家畜遺傳育種提供理論參考。
　　研究中首先通過(guò)對(duì)已發(fā)表生長(zhǎng)相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行挖掘并結(jié)合已有數(shù)據(jù)庫(kù)搜集了一些與生殖軸和生長(zhǎng)軸相關(guān)的基因。采用CODEML軟件估計(jì)了基因編碼序列的非同義替換率與同義替換率比值ω（

2、=dN/dS），以此來(lái)檢測(cè)生殖軸、生長(zhǎng)軸中正選擇驅(qū)動(dòng)下的基因（即ω＞1）。之后利用GO和DAVID對(duì)生殖軸和生長(zhǎng)軸中正選擇基因進(jìn)行功能注釋與富集。研究中構(gòu)建了生長(zhǎng)軸基因網(wǎng)絡(luò)并研究了基因進(jìn)化驅(qū)動(dòng)力與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。最后利用基因測(cè)序技術(shù)識(shí)別了豬ZP2和ZP4基因中的SNP位點(diǎn)，利用基于FST和He聯(lián)合分布的聚合模型(coalescentmodel)，結(jié)合Tajima'D、Fu和Li'sD*、Fu和Li'sH*和Fu'sFs等群體進(jìn)化檢驗(yàn)方法來(lái)研

3、究大白豬、長(zhǎng)白豬和長(zhǎng)大二元雜豬群體中ZP基因核苷酸多態(tài)的進(jìn)化。
　　研究結(jié)果有:
　　(1)搜集了311個(gè)生殖軸基因，722個(gè)生長(zhǎng)軸基因，其中45個(gè)生殖軸，46個(gè)生長(zhǎng)軸基因由正選擇驅(qū)動(dòng)，其余基因?yàn)橹行赃M(jìn)化或純化選擇。生殖軸正選擇基因功能涉及調(diào)控星形細(xì)胞的分化和相關(guān)過(guò)程的激活，正調(diào)控蛋白的代謝和調(diào)控MAP蛋白激酶的活性。生長(zhǎng)軸正選擇基因功能涉及細(xì)胞死亡(celldeath)、增殖(cellproliferation)、調(diào)控等和

4、生長(zhǎng)過(guò)程中的蛋白激酶代謝和修飾過(guò)程。
　　(2)生長(zhǎng)軸基因系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)中不同進(jìn)化枝(branch)受到選擇壓力不同?；蜻M(jìn)化驅(qū)動(dòng)力與基因網(wǎng)絡(luò)之間存在弱的負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)Φ=-0.200)。
　　(3)豬ZP2基因中檢測(cè)到7個(gè)SNP，這7個(gè)多態(tài)位點(diǎn)全部處于中性進(jìn)化下，與豬產(chǎn)仔數(shù)均無(wú)顯著關(guān)聯(lián);ZP4中檢測(cè)到27個(gè)SNP，其中T2950C受正選擇，但該突變與豬產(chǎn)仔數(shù)無(wú)顯著關(guān)聯(lián)，其余SNP均為中性突變，但A268T與豬產(chǎn)仔數(shù)存在顯著關(guān)

5、聯(lián)(P＜0.05)，研究發(fā)現(xiàn)T2950C與A268T在大白豬群體中緊密連鎖。
　　(4)乳鐵蛋白在進(jìn)化中為正選擇。正選擇的蛋白位點(diǎn)位于乳鐵蛋白與病原菌識(shí)別區(qū)域，這一區(qū)域也是LF中抗菌結(jié)構(gòu)域Lfcin和Lfampin所在區(qū)域。
　　生殖軸和生長(zhǎng)軸中正選擇基因是家畜適應(yīng)性進(jìn)化的反映，篩選出的正選擇基因可以作為研究家畜繁殖與生長(zhǎng)的重要參考。對(duì)乳鐵蛋白的研究說(shuō)明正選擇驅(qū)動(dòng)下的蛋白位點(diǎn)或結(jié)構(gòu)域意味著功能重要性，這可以為實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展基因功