秦川肉牛FGF2基因多态性及与生长性状的相关性分析

发布时间：2017-09-10 16:34

  本文关键词：秦川肉牛FGF2基因多态性及与生长性状的相关性分析

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【摘要】：成纤维细胞生长因子2(FGF2,Fibroblast growth factor-2)是FGFs家族之一,存在于多种细胞、组织,参与多种机体生理进程,FGF2有可能是影响肉牛重要生产性状的候选基因。为了解FGF2与秦川牛肉用新品系(简称秦川肉牛)生长发育关系,更好地应用现代生物技术对秦川牛进行肉用选育,本研究采用生物信息学方法分析了FGF2基因mRNA二级结构的生物学特征、蛋白结构生物学特征及生物进化信息,通过测序检测了384头18-24月龄秦川肉牛FGF2基因全部外显子区域单核苷酸多态性;并在对SNP位点基因分型后,统计分析各SNP位点相关群体遗传信息、平衡性等生物学信息,关联分析秦川肉牛生长性状及FGF2在秦川肉牛不同组织中的表达情况,以便确定FGF2对秦川肉牛生长发育相关性状的影响,以期为秦川肉牛的现代化科学选育改良提供理论支持。本研究的主要结果如下:1.牛FGF2基因生物信息学分析结果显示,牛FGF2 mRNA在二级结构的自由能约-1752.60 kcal/mol;一个FGF2蛋白含有20种氨基酸,整体表现出强亲水性;FGF2蛋白无明显的跨膜结构,非跨膜蛋白;牛FGF2蛋白与山羊和绵羊亲缘性较近,和野猪亲缘关系最远。2.多态位点检测结果显示,在秦川肉牛FGF2的第三外显子区域总共有4个SNP位点,分别位于该基因的54740bp(AT)、54758bp(AC)、56809bp(TC)以及59443bp(CT)处。3.各SNP位点关联生长性状发现,A54740T和A54758C突变型群体的生长性状均值小于野生型群体性状,此突变会降低体斜长、体高、胸深等性状(P0.05),属于体尺性状不利突变;其中,A54740T位点的AA型和A54758C的AA型为体尺性状优势基因型,性状值最高;T56809C和C59443T突变型群体的生长性状均值大于野生型群体性状,此突变会提高体斜长、体高、胸深等性状(P0.05),属于体尺性状有利突变;其中,T56809C位点的CC型和C59443T位点的TT型为体尺性状优势基因型,性状值最高。A54740T位点的AA型为肌间脂肪性状优势基因型(P0.05),性状值最高,其他位点SNP与肌间脂肪性状无关;A54758C的CC型和C59443T位点的TT型为眼肌面积性状优势基因型(P0.05),性状值最高,其他位点SNP与眼肌面积性状无关;另外,C59443T位点的TT型为背膘厚性状优势基因型(P0.05),其他位点SNP与背膘厚性状无关。4.SNP相关连锁不平衡检验发现,各SNP基因型呈现出一定的强连锁效应,处于连锁不平衡状态;此4个SNP可以组成6种单倍型遗传下去,其中HAP1单倍型-AATC-出现频率为59.8%,最高,HAP5单倍型-TCCT-次之(频率为24.2%),HAP3单倍型-ACTC-为较低频率出现(频率为9.4%),其余单倍型为小概率单倍型。5.FGF2 mRNA不同组织表达量检测,通过对秦川肉牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌、皮下脂肪、瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、大肠和小肠等13个组织FGF2基因的mRNA表达量进行Real Time PCR相对定量发现,FGF2基因多组织中广泛表达,其中在肺脏、背最长肌和肾脏中呈现处较高表达丰度;在心脏、肝脏、脂肪中表达量中等;在大肠、网胃、瓣胃、皱胃中表达丰度较低。由此可知,FGF2的SNP突变对秦川肉牛生长性状有一定影响,可作为秦川肉牛现代分子选育的候选参考基因。
【关键词】：秦川肉牛 FGF2 多态性 关联分析
【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】：S823
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文献综述13-21
• 1.1 肉牛产业的发展概况13-15
• 1.1.1 国外肉牛产业的发展现状13-14
• 1.1.2 我国肉牛产业的发展现状14
• 1.1.3 生物技术在肉牛产业上的应用14
• 1.1.4 肉牛产品的消费概况14-15
• 1.2 秦川牛15-16
• 1.2.1 秦川牛起源、分布及外貌特征15
• 1.2.2 秦川牛生产性能15
• 1.2.3 秦川牛肉用选育15-16
• 1.3 分子标记16-17
• 1.3.1 遗传标记16
• 1.3.2 基于DNA杂交的分子标记16
• 1.3.3 基于PCR的分子标记16-17
• 1.3.4 基于限制性酶切和PCR的分子标记17
• 1.4 单核苷酸多态性（SNP）17-18
• 1.5 FGFS简介18-20
• 1.5.1 FGF家族18-19
• 1.5.2 FGF219-20
• 1.6 本研究的目的与意义20-21
• 第二章 牛FGF2基因的生物信息学分析21-33
• 2.1 实验材料与方法21-22
• 2.1.1 FGF2 mRNA二级结构预测21
• 2.1.2 FGF2氨基酸结构分析21
• 2.1.3 FGF2蛋白结构分析21
• 2.1.4 FGF2蛋白序列NCBI SMART BLAST分析21
• 2.1.5 秦川肉牛等8个物种FGF2蛋白同源性分析21-22
• 2.2 结果与分析22-31
• 2.2.1 牛FGF2 mRNA二级结构分析结果22-24
• 2.2.2 牛FGF2氨基酸构成结果24-25
• 2.2.3 牛FGF2蛋白结构25-28
• 2.2.4 FGF2蛋白序列NCBI SMART BLAST结果28-29
• 2.2.5 牛等8个物种FGF2蛋白同源性分析结果29-31
• 2.3 讨论31
• 2.4 小结31-33
• 第三章 秦川肉牛FGF2基因组织表达分析33-37
• 3.1 材料与方法33-35
• 3.1.1 实验仪器及试剂33
• 3.1.2 试验动物及cDNA样品获取33
• 3.1.3 FGF2 Real-time PCR引物的设计与合成33
• 3.1.4 FGF2 Real-time PCR扩增33-34
• 3.1.5 Real-time PCR定量结果计算34-35
• 3.2 结果与分析35
• 3.3 讨论35-36
• 3.4 小结36-37
• 第四章 秦川肉牛FGF2基因多态性及与体尺和胴体性状的相关性分析37-48
• 4.1 材料与方法37-40
• 4.1.1 实验仪器及试剂37
• 4.1.2 试验动物与DNA获取37
• 4.1.3 体尺及屠宰数据采集37
• 4.1.4 FGF2基因引物设计合成37-38
• 4.1.5 PCR扩增38-39
• 4.1.6 PCR产物检测39
• 4.1.7 PCR产物的分型39
• 4.1.8 群体遗传结构分析39
• 4.1.9 FGF2突变基因型与秦川肉牛生长性状的关联分析39
• 4.1.10 FGF2基因SNP连锁不平衡分析39-40
• 4.1.11 FGF2基因SNP产生单倍型分析40
• 4.2 结果与分析40-46
• 4.2.1 秦川肉牛FGF2基因多态位点检测40
• 4.2.2 秦川肉牛FGF2基因分型40
• 4.2.3 秦川肉牛群体遗传结构分析40-42
• 4.2.4 秦川肉牛FGF2基因各突变位点不同基因型与秦川肉牛性状关联分析42-45
• 4.2.5 秦川肉牛FGF2基因突变位点基因型连锁不平衡分析45
• 4.2.6 秦川肉牛FGF2基因型突变位点基因型单倍型分析45-46
• 4.3 讨论46-47
• 4.3.1 秦川肉牛群体遗传多样性46
• 4.3.2 秦川肉牛FGF2基因突变对秦川肉牛生长性状的影响46-47
• 4.4 小结47-48
• 第五章 结论与展望48-49
• 5.1 试验结论48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-53
• 附录53-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

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本文编号：825418