鸭蛋蛋壳颜色的遗传机制及其与蛋壳质量的关系研究

发布时间：2017-03-28 04:00

  本文关键词：鸭蛋蛋壳颜色的遗传机制及其与蛋壳质量的关系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：蛋壳颜色是影响禽蛋品质的指标之一。绿壳是家禽中普遍存在的一种蛋壳颜色,绿壳蛋以其独特的蛋壳颜色和丰富的营养深受消费者喜爱,但是迄今为止在绿壳蛋研究方面仍有两个问题尚未解答:(1)绿壳蛋蛋壳颜色是由胆绿素(一种胆汁色素)在蛋壳中的沉积所引起。这种蛋壳色素的加入是否会影响蛋壳的质量?(2)鸡绿壳蛋性状是由SLCO1B3基因变异引起,但进一步检测却发现鸭绿壳蛋的性状并非由相同的突变造成。造成鸭绿色蛋壳表型的形成的遗传机制是什么?本研究以鸭绿色蛋壳性状为研究对象,在金定麻鸭群体中选取绿壳鸭蛋272枚、白壳鸭蛋315枚,并测定鸭蛋的蛋壳颜色、蛋壳厚度和蛋壳强度。分析结果发现绿壳鸭蛋的蛋壳强度、蛋壳厚度均显著高于白壳蛋(P0.05),鸭蛋的蛋壳厚度与蛋壳强度之间没有显著的关联,蛋壳的颜色与蛋壳强度及厚度之间也没有显著的关联。对绿壳鸭蛋形成机制的研究,主要采用反向遗传学的思路从检测差异表达基因着手探索可能潜在的分子调控机制。试验选取3只白壳鸭、3只绿壳鸭,利用下一代测序技术对合成和分泌蛋壳色素的关键部位——蛋壳腺进行转录组测序。结果在绿壳鸭和白壳鸭蛋壳腺中共发现差异表达基因1438个(P0.05,FDR q0.05),其中绿壳鸭相对于白壳鸭有677个基因上调表达,761个基因下调表达。功能富集分析结果显示,差异表达基因主要参与细胞膜的构成及物质在细胞膜中的转运过程。有机离子转运多肽(OATP)是一类介导多种物质在细胞膜转运的膜蛋白,而负责绿壳着色的胆绿素正是其转运的底物之一。转录组测序结果和OATP基因家族的功能指出OATP基因家族成员是研究禽类绿壳蛋形成机制的重要候选基因。本研究应用RT-PCR技术对OATP基因家族中的10个基因在蛋壳腺和肝脏中的表达量进行检测,结果发现SLCO2B1基因在绿壳鸭蛋壳腺中正常表达,但在白壳鸭蛋壳腺中不表达。其余9个基因或者在两个群体中均不表达,或者表达未见显著差异。为了阐明SLCO2B1差异表达的原因,本研究利用RACE和RT-PCR技术克隆SLCO2B1基因完整转录本序列,经序列比对SLCO2B1基因序列在绿壳和白壳鸭间同源性高达98.64%,这说明SLCO2B1基因的表达差异不是由引物结合异常引起。同时,本研究对SLCO2B1基因上游5 kb及前6个外显子区域序列进行了重测序,结果发现该基因存在多处与绿壳性状显著关联的结构变异。这一结果支持SLCO2B1基因表达差异更有可能是由顺式元件突变引起。综上所述,本研究结果支持蛋壳颜色和蛋壳质量间存在生物学联系。鉴于绿壳鸭蛋在蛋壳厚度和强度方面的优势,开展绿壳蛋鸭选育对改善鸭蛋蛋壳质量,降低破蛋率具有积极的意义。转录组研究结果指出鸭绿色蛋壳表型的形成很可能与细胞膜结构或是细胞膜转运功能的异常有关。对OATP基因家族成员的进一步研究发现,SLCO2B1表达水平在绿壳鸭和白壳鸭间存在较大差异,是研究鸭绿色蛋壳表型遗传基础的重要候选基因,未来对SLCO2B1调节突变的鉴定将有助于阐释鸭绿色蛋壳表型形成的机制,进而为绿壳鸭的选育提供一种分子检测的手段。
【关键词】：鸭 蛋壳颜色 蛋壳质量 转录组测序 OATP SLCO2B1
【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】：2016
【分类号】：S834
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 文献综述12-21
• 1.1 国内外研究进展12-19
• 1.1.1 鸭蛋蛋壳色素种类、结构和来源12-13
• 1.1.2 蛋壳色素的沉积过程13-14
• 1.1.3 蛋壳颜色的生物学功能14-15
• 1.1.4 蛋壳颜色的遗传学规律15-17
• 1.1.5 OATP基因家族概述17-19
• 1.2 论文的选题依据、研究内容和研究意义19-21
• 1.2.1 选题依据19-20
• 1.2.2 研究内容20
• 1.2.3 研究意义20-21
• 第二章 蛋壳颜色与质量关系研究21-28
• 2.1 试验材料21-22
• 2.1.1 试验动物21
• 2.1.2 主要的试验仪器21-22
• 2.2 试验方法22
• 2.2.1 样品采集22
• 2.2.2 蛋壳颜色、厚度和强度测定22
• 2.2.3 试验数据分析22
• 2.3 试验结果22-26
• 2.3.1 蛋壳质量分析22-23
• 2.3.2 蛋壳强度、厚度与蛋壳颜色之间的关系23-26
• 2.4 讨论26-27
• 2.5 小结27-28
• 第三章 绿头鸭蛋壳腺组织转录组分析28-42
• 3.1 试验材料28-29
• 3.1.1 试验动物28
• 3.1.2 试验仪器和试剂28-29
• 3.2 试验方法29-31
• 3.2.1 样品采集29
• 3.2.2 蛋壳腺总RNA的提取29
• 3.2.3 RNA高通量测序29-30
• 3.2.4 测序数据分析30-31
• 3.3 试验结果31-40
• 3.3.1 测序结果概述31-33
• 3.3.2 差异表达基因的检测结果33-34
• 3.3.3 差异表达基因的GO富集分析34-35
• 3.3.4 差异表达基因的pathway分析35-40
• 3.4 讨论40-41
• 3.5 小结41-42
• 第四章 OATP基因家族研究42-55
• 4.1 材料与方法42-49
• 4.1.1 试验动物42
• 4.1.2 主要试验仪器与试剂42-43
• 4.1.3 试验方法43-49
• 4.2 试验结果49-52
• 4.2.1 10个OATP基因RT-PCR检测结果49-51
• 4.2.2 SLCO2B1基因全长转录本克隆51
• 4.2.3 SLCO2B1基因 5‘端序列变异检测51-52
• 4.3 讨论52-54
• 4.4 小结54-55
• 结论55-56
• 参考文献56-61
• 缩略词表61-62
• 致谢62-63
• 作者简介63

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