中国荷斯坦公牛KATNAL1和GSK3α/β基因的遗传变异及其与精液品质的相关性分析

发布时间：2023-09-29 01:02

　　在现代奶牛群体改良体系中,种公牛是影响奶牛群体遗传品质的主要因素,而繁殖性状是种公牛生产的重要经济性状,是决定种公牛站经济效益的关键因素。公牛的精液品质性状属于低遗传力的数量性状,受多基因调控,通过常规育种手段选育周期长、效率低,迫切需要新的育种技术和手段。分子育种技术已成为世界生物育种科学的发展潮流,而高繁殖力公牛的定向育种则是奶牛育种产业发展的重要方向。根据国内外组学研究和本实验室的基因芯片前期分析结果,结合基因生理生化功能,本研究确定KATNAL1 和 GSK3α/β基因为公牛精液品质性状相关的候选基因。从启动子、可变剪切、miRNA以及SNP等水平上,探求可用于中国荷斯坦种公牛精液品质性状选育的功能性SNPs,并尝试探讨基于这些功能性SNPs的分子调控机理。主要研究结果分述如下：1.中国荷斯坦公牛KATNAL1基因可变剪切体鉴定与表达分析KATNAL1基因在精子发生过程中发挥着重要作用。采用RT-PCR方法初步鉴定KATNAL1基因的不同可变剪切体,并探索其在成年公牛、小公牛的不同组织中的表达规律,采用RT-qPCR方法测定了不同剪切体以及总mRNA在成年公牛和小公牛睾丸中的表...

【文章页数】：187 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
缩写符号(ABBREVIATION)
第一部分 文献综述
    第一章 公牛精液品质性状选育研究进展
        1 公牛精液品质的主要指标
        2 影响公牛精液品质性状的主要因素
        3 我国公牛繁殖产业现状
            3.1 种公牛优质冻精的产能低
            3.2 种公牛冻精在奶业发展上的作用有待提高
            3.3 种公牛“自主培育”能力差
        4 公牛精液品质性状分子选育研究策略
            4.1 公牛精液品质性状基因的克隆与功能验证
            4.2 测序和芯片技术的应用
        参考文献
    第二章 公牛精液品质性状选育的分子基础
        1 单核苷酸多态性
            1.1 SNP概念及分类
            1.2 SNPs特点
            1.3 SNPs检测方法
            1.4 SNP应用
            1.5 SNP与生精障碍
        2 可变剪切
            2.1 可变剪切的定义
            2.2 可变剪切的分类
            2.3 可变剪切的作用
            2.4 可变剪切的调控
            2.5 睾丸中发生的可变剪切事件
            2.6 可变剪切与SNP
        3 启动子
            3.1 概念
            3.2 真核启动子类型
            3.3 启动子研究方法
            3.4 牛基因启动子与SNP
        4 MIRNA
            4.1 miRNA定义及特征
            4.2 miRNA的生物合成
            4.3 miRNA靶基因的预测
            4.4 miRNA的功能
            4.5 miRNA与睾丸
            4.6 miRNA相关单核苷酸多态性
        参考文献
    第三章 KATNAL1和GSK3α/β基因研究进展
        1 类剑蛋白P60亚基A1
        2 糖原合成酶激酶3(GSK3)的研究进展
            2.1 GSK3发现与分类
            2.2 GSK3亚细胞定位
            2.3 GSK3作用底物
            2.4 参与的信号通路
            2.5 GSK3与抑制剂
            2.6 GSK3与精子
        3 研究目的及意义
            3.1 研究问题和假设的提出
            3.2 研究目的和意义
        参考文献
第二部分 试验研究
    第四章 中国荷斯坦公牛KATNAL1基因可变剪切体鉴定与表达分析
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 试验方法
            1.3 数据统计
        2 试验结果
            2.1 RNA检测结果
            2.2 可变剪切体的鉴定
            2.3 两种剪切体基因结构的比对
            2.4 牛KATNAL1基因及不同转录本相对定量
            2.5 生物信息学分析
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第五章 中国荷斯坦公牛KATNAL1基因启动子活性分析与功能SNPS鉴定
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 试验方法
            1.3 数据统计
        2 结果
            2.1 牛KATNAL1基因启动子生物信息学分析
            2.2 牛KATNAL1基因第二启动子和保留的内含子附近区域SNP鉴定
            2.3 两个SNPs功能性预测
            2.4 两个SNPs基因分型(Bi-PASA和RFLP)
            2.5 牛KATNAL1基因遗传参数统计分析
            2.6 三个种公牛站精液品质数据统计
            2.7 牛KATNAL1基因不同基因型与公牛精液性状的相关性分析
            2.8 牛KATNAL1基因不同单倍型组合与公牛精液品质性状的相关性分析
            2.9 细胞转染与荧光检测的结果
            2.10 牛KATNAL1基因缺失启动子活性分析
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第六章 牛KATNAL1基因3’UTR靶位点SNP对BTA-MIR-22-5P调控靶基因表达的影响
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 方法
            1.3 统计分析
        2 结果
            2.1 SNP的发现及生物信息学分析
            2.2 突变位点生物信息学分析
            2.3 睾丸miRNA芯片关于bta-miR-3600/22-5p簇表达量分析
            2.4 双荧光素酶活性分析
            2.5 不同基因型KATNAL1 mRNA表达量分析
            2.6 SNP分型
            2.7 牛KATNAL1基因不同基因型与公牛精液性状的相关性分析
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第七章 中国荷斯坦公牛GSK3β基因可变剪切体鉴定与基因表达分析
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 方法
            1.3 数据统计
        2 试验结果
            2.1 可变剪切体的鉴定
            2.2 牛GSK3β基因及不同转录本的组织表达分析
            2.3 生物信息学分析
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第八章 PRE-MIR-320B序列中SNP G12A通过靶向调控GSK3β与中国荷斯坦公牛的鲜精密度存在关联
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 方法
            1.3 统计分析
        2 结果
            2.1 SNP鉴定与分型
            2.2 不同基因型与公牛精液性状的相关性分析
            2.3 bta-miR-320b及其靶基因生物信息学预测
            2.4 双荧光素酶活性检测
            2.5 颈环法定量miRNA
            2.6 两种基因型成年公牛和小公牛的GSK3βmRNA表达比较
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
    第九章 GSK3α基因核心启动子的克隆和功能性SNPS的鉴定
        1 材料与方法
            1.1 材料
            1.2 方法
            1.3 统计分析
        2 结果
            2.1 牛基因cDNA序列、编码氨基酸和蛋白结构域分析
            2.2 牛GSK3α基因缺失启动子活性分析
            2.3 牛GSK3α基因启动子区域CpG岛预测
            2.4 高、低精子活力牛GSK3α基因核心启动子区甲基化差异分析
            2.5 牛GSK3α基因SNP鉴定与分型
            2.6 关联性分析
        3 讨论
        4 小结
        参考文献
全文结论
创新点及下一步研究工作
附录
致谢
攻读博士期间发表论文



本文编号：3848974