黄牛IGF1R基因遗传变异及其对成肌细胞增殖、分化的影响

发布时间：2020-06-13 17:07

【摘要】：影响肉牛产业化发展的重要因素之一是肌肉的生长发育,它一直都是遗传改良研究的关键。然而肌肉发育的分子基础薄弱束缚了黄牛的分子育种。胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)基因在免疫调节,肌肉和骨骼生长中起着至关重要的作用。具有广泛的生物学功能,是研究肌肉发育的重要候选因子。因此,本研究以基于PCR分型的方法和实时荧光定量PCR技术,研究了中国黄牛IGF1R基因InDel和CNV的多态性及其对生长发育的影响。利用干扰技术、CCK-8、EdU、流式细胞术、实时荧光定量PCR和Western Blot等技术研究了IGF1R基因对牛肌肉细胞增殖和分化的分子机制。获得以下主要结果:1.黄牛IGF1R基因InDel位点多态性及其与生长性状的相关性研究本研究以秦川牛、晋南牛、夏南牛和南阳牛共计537头母牛为研究对象筛选到InDel位点,利用PCR的方法对其分型后结合黄牛生长性状分析发现,四种黄牛品种均表现II、ID和DD三种基因型;在晋南牛和南阳牛中,InDel多态性与部分生长性状显著相关(P0.05)。2.IGF1R基因CNV在四个黄牛群体中的分布及与表型的关联性本研究以秦川牛、晋南牛、夏南牛和南阳牛共计422头母牛为研究对象检测了IGF1R基因相对拷贝数的分布,在晋南牛、秦川牛和南阳牛中分布较离散。在晋南牛、秦川牛和南阳牛中,CNV多态性与部分生长性状显著相关(P0.05);通过生物信息学分析发现牛CNV区域与人类基因组CNV高度相似,并且存在大量转录因子、DNA酶I超敏感位点和高水平的组蛋白乙酰化。3.IGF1R基因促进牛肌细胞增殖和分化利用RT-qPCR试验发现IGF1R基因在胎牛、成年牛时期肌肉表达量存在显著差异。利用CCK-8、EdU和流式细胞技术试验,发现干扰IGF1R基因可使细胞增殖活性减弱。利用RT-qPCR和Western Blot试验,发现干扰IGF1R基因可使PCNA和CyclinE1的表达量显著下降,说明干扰IGF1R基因能够抑制肌细胞增殖;干扰IGF1R基因,能使MYOD基因的表达量显著下降,证明干扰IGF1R基因能够抑制肌细胞分化。综上可知,IGF1R基因能够促进肌细胞增殖和分化。本研究揭示了IGF1R基因对黄牛生长发育的影响,为中国黄牛良种保存和肉牛遗传改良提供新的分子标记。
【图文】：

骨骼肌,生成过程,羊毛产量

图 1-1 骨骼肌生成过程(Chal JPourquié O 2017)Fig.1-1 Stages of skeletal myogenesis子育种的研究进展子育种的概念与意义0 世纪 80 年代以来，将统计方法广泛应用于家畜动物遗传研究中。传学已显示出许多重要特征，如生长速度，羊毛产量和产仔数都是多境都会影响它们。数量遗传学也提供了一些解释自然选择的方法(B

序列,拷贝数,复制叉

图 1-2 拷贝数变异的结构Figure 1-2 Structure of copy number variation数变异的形成机制贝数变异的机制大致分为四种（图 1-3）：（1）非同源末端连双联断裂而进化出的途径，不依赖 DNA 同源性而将两个 DNA从而达到快速修复 DSB 的目的，是效率高最活跃的修复机02 年研究发现 CNV 常常在非同源末端的连接处出现(Nobile C依靠其他基序元件，通过自身的结构来产生拷贝数变异(Sha2）非等位基因同源重组，一般指在特定情况下（例如减数分裂发生配对重组，造成序列交换的过程(Stankiewicz PLupski J R在同一条染色体上会产生 CNV，在不同染色体上会形成易位3）复制叉停滞和模板转换，，允许复制叉的滞后链脱离并切换到区域且这两个复制叉在三维结构上非常接近。在初生的 DNA 链复制叉之前，DNA 合成将在第二个位点暂时启动。这个过程可在原始模板上的 DNA 合成完成之前模板转换从而产生 CN
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S823.81

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