鸡匍匐性状分子遗传机理的研究

发布时间：2018-05-16 20:34

  本文选题：鸡 + 匍匐性状　； 参考：《中国农业大学》2016年博士论文

【摘要】：鸡匍匐性状是由常染色体上显性纯合致死基因Cp所控制,其主要特征为胫短身矮、翅膀短小。Cp作为常染色体上显性半致死基因,被很多遗传学和分子生物学教科书所引用。国际上对匍匐性状及基因的研究已有90多年的历史,但其基因定位、结构和功能尚不清楚。本研究以兴义矮脚鸡为实验素材,组建匍匐型公鸡与匍匐型母鸡(组Ⅰ)及匍匐型公鸡与野生型母鸡(组Ⅱ)杂交的配种方式,并对两种杂交模式早期死亡规律及后代分离规律进行分析。结果表明：早期胚胎死亡集中在孵化的第四天,两组间早期死亡率之差为24.66%,接近于25%。组Ⅰ后代中匍匐型与野生型个体的比例接近2：1(χ2=0.0229,P=0.8796),组Ⅱ后代中匍匐型与野生型个体比例接近1：1(χ2=0.0292,P=0.8643),试验结果与Landauer和Dunn等对Cp基因的研究结果一致,进一步证实兴义矮脚鸡携带Cp基因。为了准确定位Cp,组建Cp基因型分离家系,选择3个全同胞或半同胞家系中个体,保证每个家系有2只致死型胚胎、2只匍匐型个体、2只野生型个体,共计18个个体。所有个体进行全基因组重测序,在全基因组范围内进行各种变异类型分析,结合鸡第I连锁群(Cp-R-U)的相关信息,确定Cp在鸡基因组上的位置,获取Cp结构。研究发现,7号染色体上21798705到21810600区域缺失,该缺失区域仅存在于匍匐型与致死型胚胎。该区域内仅含唯一的IHH, IHH对软骨细胞的增殖、分化和造骨细胞分化起重要作用。因此,推测IHH是控制鸡匍匐性状的关键基因,IHH的缺失是导致匍匐性状的原因突变。多重PCR分析表明,致死型个体仅扩增224bp条带,野生型个体仅扩增438bp条带,匍匐型个体扩增出224bp和438bp两条带。因此,本研究建立了Cp基因型诊断的分子标记。Cp基因型群体分离实验表明,IHH的缺失与匍匐性状紧密关联。IHH是调控软骨细胞增殖和分化的重要调节因子,本研究分析不同发育时期IHH及其蛋白在致死型胚胎、匍匐型与野生型个体胫软骨中的差异表达。研究发现,IHH及其蛋白在致死型胚胎中不表达,匍匐型个体表达水平显著低于野生型个体。综合IHH突变类型,推测单倍剂量不足是导致鸡匍匐性状的遗传机理,下一步将从细胞和分子水平验证该机理,将有助于更深入地理解匍匐表型。IHH信号通路是一个经典的生物发育信号通路,尤其与软骨发育密切相关,研究该通路基因表达水平有助于进一步理解IHH缺失导致鸡匍匐表型的分子机理。研究表明,与野生型相比,匍匐型个体IHH、PTCHl、Smo、HIP以及下游转录因子Gli1、Gli2和靶基因Col Ⅱ、OPN表达水平均显著降低,进一步证实IHH缺失通过调控该信号通路基因的表达水平而影响鸡匍匐表型。综上所述,本研究首次揭开了鸡匍匐性状形成的基因之谜,其由7号染色体上IHH的缺失所引起。我们在此基础上建立Cp基因原因突变规范的检测方法,丰富了我国家禽遗传资源库,有助于对兴义矮脚鸡和我国其他地方鸡品种资源的分子保种和改良工作。这些研究结果不仅阐明了匍匐性状形成的分子机理,而且进一步揭示IHH基因在动物骨骼发育及人类单倍剂量不足疾病研究中的重要作用,为人类和其他脊椎动物骨骼发育研究提供重要补充和参考。
[Abstract]:In order to accurately locate Cp , it was found that there were 2 lethal embryos , 2 creeping individuals and 2 wild type hens ( 蠂 2 = 0.0229 , P = 0.8643 ) . In conclusion , the study shows that the expression level of IHH , PTCHl , Smo , HIP and downstream transcription factors Gli1 , Gli2 and target gene Col鈪，

本文编号：1898304