BCDO2基因变异调控肉鸡肤色的遗传机理研究

发布时间：2017-06-06 13:05

  本文关键词：BCDO2基因变异调控肉鸡肤色的遗传机理研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：肉鸡生产是重要的国民经济产业,也是我国畜牧业的支柱产业。研究肉鸡遗传育种具有重要意义。随着生活水平的提高,黄皮肤和黑皮肤等肤色的肉鸡越来越受到不同消费群体的偏爱。家鸡的深色皮肤是由沉积于皮肤的黑色素细胞造成的,黑色素能够由家鸡自身通过复杂的过程合成。家鸡浅肤色的形成决定于类胡萝卜素在皮肤上的沉积量。因为家鸡不能自身合成类胡萝卜素,因此类胡萝卜素的沉积与家鸡体内能分解类胡萝卜素的酶(BCMO1和BCDO2)有关。前者是机体合成维生素的关键酶,后者与此过程虽无直接关联,但却能非对称裂解类胡萝卜素使之变成无色产物,进而导致皮肤内类胡萝卜素沉积量减少,形成白皮肤。本研究在前人的研究基础上进行了更深入的拓展。鸡的BCDO2基因位于24号染色体上。已有研究表明存在三个关键SNPs与黄皮肤形成有关,SNP A(6,264,085处G突变为A位点)、SNP B(6,273,428处A突变为G)和SNP C(6,287,900处G突变为A)。本研究以部分山东省地方鸡种为样品,通过扩增获得了该基因的片段,并通过测序技术得到扩增片段的详细信息,进而找出了更多的SNPs位点,同时也将不同的基因型与家鸡胫部皮肤颜色的黄度值(b*值)进行了关联分析。另外,本研究探讨了BCDO2基因在家鸡不同组织中的差异表达状况。最后,本研究又从表观遗传学的角度简单了解了一下不同组织中该基因上游启动子区甲基化程度和基因表达量的关系。试验结果如下。除已报道的经典SNPs外,本研究又找到了17个SNPs位点。通过与胫色黄度值关联分析发现SNP A和SNP B以及另外8个位点与胫色黄度值显著相关,SNP C与胫色黄度值相关性不显著。21个SNPs中,4个位于第二内含子上,14个位于第九内含子上,2个位于第十外显子上。呈低度多态性的共9个,呈中度多态性的共12个。共有6个位点处于哈代温伯格平衡,其余均极显著地偏离平衡。连锁平衡分析显示第14个SNPs位点与第17个SNPs位点间有极强烈的连锁不平衡。通过对SNP B处杂合子个体的组织差异化表达研究结果显示:BCDO2基因在胫部皮肤中表达量显著高于背部皮肤、肌肉组织、肝脏组织和卵巢组织。对不同组织中BCDO2基因上游启动子区域进行甲基化检测,发现随着启动子区甲基化程度的增加,基因表达量降低。说明了BCDO2基因在不同组织中的差异表达状况可能与不同组织基因组中启动子区的差异甲基化程度有关。深入研究BCDO2基因的遗传机理有着重要意义。一方面能为现代家禽育种工作中培育具有能够稳定遗传的黄皮肤性状的品种提供指导意义,另一方面能为揭示物种进化的奥秘提供思路
【关键词】：肤色 BCDO2基因 SNPs 相关性分析 启动子甲基化 差异表达
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S831
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 1 引言12-25
• 1.1 家鸡肤色研究进展12-14
• 1.1.1 浅色肤遗传机制概述12-13
• 1.1.2 深色肤遗传机制概述13-14
• 1.2 类胡萝卜素和BCDO2基因综述14-19
• 1.2.1 类胡萝卜素综述14
• 1.2.2 β-胡萝卜素研就进展14-16
• 1.2.3 BCDO2基因综述16-18
• 1.2.4 鸡BCDO2基因研究进展18-19
• 1.3 分子遗传标记及其在动物育种中的应用19-21
• 1.4 表观遗传学概述及基因的甲基化研究进展21-25
• 1.4.1 表观遗传学概述21-22
• 1.4.2 表观遗传学的应用22-23
• 1.4.3 DNA甲基化研究技术手段23
• 1.4.4 鸡基因组DNA甲基化状态研究进展23-25
• 1.5 本研究的目的和意义25
• 2 材料与方法25-43
• 2.1 试验材料25-28
• 2.1.1 试验样品的来源及采样方法25-26
• 2.1.2 主要仪器设备26
• 2.1.3 主要试剂26-27
• 2.1.4 主要试剂及耗材缓冲液及需要配制的试剂27
• 2.1.5 主要试数据库和软件27-28
• 2.2 SNPs分析的试验方法28-35
• 2.2.1 鸡胫色黄度值b*值统计28
• 2.2.2 血液基因组DNA提取28-29
• 2.2.3 DNA模板质量检测29
• 2.2.4 引物设计29-30
• 2.2.5 PCR扩增30-31
• 2.2.6 寻找SNPs31-35
• 2.3 BCDO2基因在不同组织中的差异表达35-39
• 2.3.1 总RNA提取35-37
• 2.3.2 RNA质量及浓度纯度检测37
• 2.3.3 反转录37
• 2.3.4 荧光定量引物设计37-38
• 2.3.5 荧光定量标准曲线的绘制38-39
• 2.4 启动子区甲基化检测试验方法39-43
• 2.4.1 实验样品采集39
• 2.4.2 动物组织全基因组DNA提取39-40
• 2.4.3 重亚硫酸盐处理全基因组DNA40-41
• 2.4.4 BSP引物设计41-42
• 2.4.5 BSP扩增42-43
• 2.4.6 BSP产物测序与分析43
• 3 结果与分析43-70
• 3.1 BCDO2基因SNPs分析及不同组织中的差异表达43-66
• 3.1.1 血液基因组DNA提取结果43-44
• 3.1.2 PCR扩增产物琼脂糖凝胶电泳图44-45
• 3.1.3 PCR产物克隆测序结果分析45-47
• 3.1.4 BCDO2基因SNPs群体遗传学分析47-60
• 3.1.5 BCDO2基因各SNPs间的连锁平衡分析60-62
• 3.1.6 各SNPs基因型与表型值颈部肤色黄度值（b*）的相关性分析62-63
• 3.1.7 总RNA提取结果63-64
• 3.1.8 实时荧光定量检测结果64-65
• 3.1.9 BCDO2基因在不同组织间的差异表达65-66
• 3.2 BCDO2基因启动子区CpG岛甲基化模式及其与表达量的关系66-70
• 3.2.1 组织基因组DNA提取结果67-68
• 3.2.2 BSP扩增产物琼脂糖凝胶电泳图68
• 3.2.3 BCDO2基因启动子区甲基化模式分析68-69
• 3.2.4 BCDO2基因启动子区甲基化模式与组织差异表达的关系69-70
• 4 讨论70-74
• 4.1 BCDO2基因与黄色皮肤的关系70-71
• 4.2 SNPs与基因表达量的关系71-72
• 4.3 启动子区CpG岛甲基化程度与基因表达量的关系72
• 4.4 本研究不足之处72-74
• 5 结论74-75
• 参考文献75-81
• 致谢81

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