牦牛基因组微卫星挖掘与筛选验证

发布时间：2018-12-17 14:32

【摘要】：牦牛(Bos grunnines),属哺乳纲(Mammalia)偶蹄目(Artiodactyla)牛科(Bovidae)牛属(Bos),牦牛染色体核型为2n=60,基因组中共包含2,645.15 Mb碱基信息。本研究在已公布的野生牦牛基因组测序基础上做了以下实验:对野生牦牛基因组部分微卫星序列特征进行分析与统计;以麦洼牦牛为样本筛选多态性微卫星标记;利用成功筛选的微卫星标记对麦洼牦牛现有群体遗传多样性和种群遗传结构进行了研究。主要研究结果如下:1.牦牛基因组微卫星重复序列特征分析通过对野牦牛部分基因组,即251540707 bp(占全基因组的9.5 1%)的序列进行微卫星序列搜索,共找到4 3 4 0 9个微卫星重复序列位点,根据结构分析发现连续型微卫星位点的数量有42063个,占到总数的96.734%,间断型微卫星位点数量(1009个)占总数的2.3 2 0%,复合型微卫星位点最少(4 11个),仅占总数的0.9 4 5%;根据重复单元分为二碱基重复、三碱基重复、四碱基重复、五碱基重复。分析发现,在野牦牛基因组中五碱基的总量最多,为16787个,占总量的38.59%;其次二碱基的总数量是12377个,占2 8.4 5%;三碱基的数量为9 4 6 6个,占2 1.7 6%;最后是四碱基和六碱基,六碱基的含量最少,仅占总量的2.33%。紧接着又对连续型的各重复单元进行细致分析,AC(AC/CA/TG/GT)、AGC(TCG)、A A AT(T T TA)、A C T G A(T G A C T)、T G A A A G(A C T T T C)分别是在二碱基重复、三碱基重复、四碱基重复、五碱基重复、六碱基重复类型中含量最高的微卫星重复,分别占其对应总量的60.15%、3 1.0 4%、1 8.3 6%、1 9.3 6%和11.0 5%。2.利用麦洼牦牛筛选验证从基因组获得的微卫星从基因组获得的微卫星序列中筛选出适合引物设计的序列,在其核心序列的两侧翼上设计引物,然后利用麦洼牦牛基因组DNA为模板进行微卫星位点扩增,通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测筛选具有多态性的微卫星标记。在本研究中,共设计了470对微卫星引物,共成功筛选了77对微卫星引物,其中包含35个二碱基重复位点、15个三碱基重复位点、15个四碱基重复位点、12个五碱基重复位点,筛选成功比率分别为46.1%、31.9%、33.3%、30%。挑选出具有多态性的微卫星位点的样本送出测序,其结果验证了实验的正确性。3.麦洼牦牛微卫星位点的遗传结构和群体分析实验筛选出的77对引物,分别对191个麦洼牦牛基因组DNA样本进行位点扩增,通过使用聚丙烯酰胺凝胶实验或毛细管电泳实验对琼脂糖效果明显的个体进行基因分型,得到的基因型数据通过C e r v u s 3.0和G e n e p o p 4.2软件进行位点多态性分析,并使用S t r u c t u r e3.0软件对麦洼牦牛群体遗传分化特征进行分析。二碱基、三碱基、四碱基、五碱基微卫星位点的平均等位基因位点数(N)分别为1 0.9 4 3、9.2 6 7、4.2、2.7 5个,平均观测杂合度(H o)分别为0.7 3 4 6、0.5 0 4 1、0.4 1 9 1、0.3 8 3 0,平均期望杂合度(H e)分别为0.7 9 2 1、0.8 1 5 2、0.5 8 1 4、0.4 5 0 1,平均多态位点含量(P I C)分别为0.7 6 1 7、0.7 8 3 1、0.5 1 3 0、0.3 6 5 2。大部分的微卫星标记具有高度多态性(4 0个,PIC0.5),中度多态性有28个(0.25PIC0.5),3个低度多态性(P I C0.2 5)。对重复单元长度以及三个多态性指标进行相关性分析,发现其与三个指标分别呈现强负相关关系(Ho:r=-0.931;He:r=-0.9 3 0;P I C:r=-0.9 3 3;)并且重复单元长度与期望杂合度以及多态位点含量已经达到了极显著水平(p0.01)。通过群体遗传结构分析发现麦洼牦牛群体结构很单一,表明在相对隔离地理环境中长期放牧饲养且极少进行人工选择培育的麦洼牦牛品种纯度较高,所以具备我国优良地方品种资源保存的基础条件。
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【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S823.85

【参考文献】