郏县红牛跨膜蛋白18基因(TMEM18)SNPs检测及其与生长性状的关联分析

跨膜蛋白18基因(Transmembrane protein 18,TMEM18)在神经系统表达.全基因组关联分析(GWAS)表明,该基因的突变会影响人类肥胖和Body Mass Index(BMI)值变化.本研究采用DNA池测序技术检测了郏县红牛(Bos taurus) TMEM18基因5个外显子和部分内含子区单核苷酸多态(single nucleotide polymorphism,SNP)位点,通过PCR-RFLP技术对所发现的SNP位点进行分型验证,然后分析不同基因型与郏县红牛生长性状的关联性.结果表明,在郏县红牛TMEM18基因上共发现了3处新的SNPs:NW_003099175.1∶g.2303G＞A、g.3835 G＞A和g.3865 A＞G(aa.Gly＞Ser).关联分析结果表明,郏县红牛TMEM18基因g.2303G＞A位点AA型个体体高、体长、胸围和体重显著大于GG型(P＜0.05),郏县红牛TMEM18基因g.3835 G＞A位点AG型个体胸围和体重显著大于AA型(P＜0.05).研究结果提示,这两个位点可作为郏县红牛品种体尺和体重生长性状选择的分子育种候选标记.     

草鱼羧肽酶A1基因(CPA1)部分片段的单核苷酸多态性(SNP)多态性及其与生长性状的关联分析

羧肽酶A (EC 3.4.16)是一类水解蛋白和多肽底物C端芳香族氨基酸或脂肪族氨基酸残基的消化酶.在草鱼生长相关的功能基因上研究单核苷酸多态性(SNP)与生长的相关性可为草鱼的分子辅助育种提供依据.本研究根据草鱼(Ctenopharyngodon idella)EST-SNP库的羧肽酶A1基因(CPA1)重叠群的2个Contig扩增该基因的序列片段,采用直接测序法,经过序列比对,共筛到2个颠换SNP位点:C+412A和A36C,分别位于CPA 1基因外显子5的34bp和内含子3的36 bp处,前者为错义突变.然后用一个群体的296尾草鱼对这2个位点用SnaPshot的方法进行检测和分型,统计基因型频率:A36C位点的AA基因型占26.7％,AC基因型占52.0％,CC基因型占21.3％.C+412A位点的AA基因型占15.5％,AC基因型占40.5％,CC基因型占43.9％.利用一般线性模型分析2个SNP位点与草鱼体质量、体长等重要生长性状的关系.关联分析结果显示,C+36A位点不同基因型在体质量、眼间距均值上存在显著差异(P＜0.05).并且AA基因型和CC基因型在体质量、体长、体宽和眼间距上存在显著差异(P＜0.05).AA基因型各项指标均值显著高于CC基因型.C+412A位点在体质量等生长性状上差异不显著(P＞0.05),该位点和生长不相关,但是CC基因型和AC基因型在体重和肛前距上差异显著(P＜0.05),该位点CC基因型的6个生长性状均值都高于AA基因型.由两个位点组成的5种双倍型在体质量上存在显著差异(P＜0.05).双倍型D3和D5在体质量上存在差异显著(P＜0.05).双倍型D3和D8在体质量、体宽、体长、体长/头长等生长性状上都存在显著差异(P＜0.05).D3的各项指标均值最高,D8的各项指标均值最低.本研究结果显示,可以考虑将草鱼CPA1基因作为候选基因,用于草鱼的分子辅助育种.     

蛋鸽雌激素受体基因多态性与产蛋量关联分析

雌激素受体(estrogen receptor,ESR)是核受体超家族中的一种配体依赖的转录因子,大量研究显示,ESR基因与动物的繁殖活动密切相关.为了分析ESR基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNPs)及其与蛋鸽(Columba livia)产蛋量的关系,本研究以泰平王鸽(C.livia)215个样本为研究对象,采用第一代测序法对ESR基因部分片段进行SNPs筛选.在所测的3个片段中共发现了10个突变位点,分别为ESRα基因的T129416C,ESRβ基因的T365C、A388G、C389A、A429G、G451A、G577A、T672C、A923C和T17167C,其中有3个突变位于外显子上,但只有位点G577A导致了氨基酸的改变,由氨基酸异亮氨酸(isoleucine,Ile)转变为缬氨酸(valine,Val).对10个位点进行了Hardy-Weinberg平衡状态检验,结果显示,所有位点均处于平衡状态.10个位点的连锁不平衡分析显示,位点S2与位点S4、S9为强连锁不平衡(D'≈1,r2＞0.8),位点S4、S9可以完全代表S2.多态位点与产蛋量关联分析显示,位点S8与产蛋量呈极显著相关,其中杂合子AB型的平均产蛋量极显著的高于纯合子AA型(P＜0.01);而纯合子BB型的平均产蛋量低于AB型,高于AA型,但差异不显著(P＞0.05).本研究表明,ESRβ基因中位点S8可作为蛋鸽产蛋量性状选育的候选分子标记位点,为蛋鸽的分子标记辅助育种提供资料.     

B细胞异位基因2（Btg2）多态性与河北小尾寒羊多脊椎性状的关联分析

利用直接测序、PCR-RFLP及dCAPS技术研究了河北小尾寒羊(Ouis aries)B细胞异位基因2的外显子3及3'-uTR上的多态性与河北小尾寒羊多脊椎性状的相关性.经测序结果分析,发现了A150G、C243T和A607G 3个单核苷酸多态性,3个位点的PCR-RFLP分析表明,150位点产生AA、AG和GG基因型;243位点产生CC、CT和TT基因型;607位点产生AA、AG和GG基因型.独立性卡方检测结果表明,150位点的不同表型个体基因型频率差异不显著(P>0.05),243位点的差异极显著(P＜0.01),607位点的差异呈显著水平(P<0.05);进一步对这3个位点进行单倍型分析,其独立性卡方检测表明单倍型在不同表型中差异显著(P＜0.05).其结果表明243位点、607位点以及单倍型GTA可能与小尾寒羊多脊椎性状有关.     

奶牛B2M基因单倍型组合与乳腺Fc受体(FcRn)mRNA表达丰度的相关分析

为研究奶牛B2M基因多态性与FcRn相对表达丰度之间的相关性以提高乳中IgG的转运量.本研究采集40头健康中国荷斯坦奶牛的乳腺组织样本,提取组织DNA后特异性扩增B2M基因片段,回收测序,根据测序结果寻找SNPs位点并分型,提取乳腺组织总RNA并反转录为cDNA,再利用Real-time PCR方法检测FcRn mRNA表达丰度.结果发现了3个B2M基因SNPs位点,能组成4种单倍型组合,其中单倍型组合H4的FcRn mRNA表达丰度最高,显著高于其他3种单倍型组合(P＜0.05),但单倍型组合H1,H2和H3之间差异均不显著(P＞0.05).B2M基因单倍型组合能影响奶牛乳腺FcRn mRNA表达丰度.     

蛋鸭骨桥蛋白基因OPN的多态性与蛋品质性状的相关性研究

骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种分泌型磷酸化蛋白,其可能在蛋壳形成过程中发挥作用。为了分析蛋鸭OPN基因单核甘酸多态性(SNPs)及其与蛋品性状的相关性,本研究以山麻鸭和绍兴鸭(Anas platyrhyncha domestica)各100个个体为研究材料,采用直接测序法进行OPN基因外显子7 SNPs的筛选。结果显示,山麻鸭中共发现8个突变位点,绍兴鸭有9个突变位点。在山麻鸭群体中,G544C、A671G,G672C、T761C和T873C 5处SNPs对部分蛋品性状有极显著或显著作用。而绍兴鸭群体中,A671G、G672C和T761C 3处SNPs对部分蛋品性状有极显著或显著作用。其中,山麻鸭A671G及G672C位点有3种基因型,对蛋壳厚度,BB型个体均值极显著高于其他基因型,对哈氏单位,AA型个体均值显著高于其他基因型。T761C位点有3种基因型,BB基因型对300日龄蛋壳厚度极显著优于AB/AB基因型。T873C位点,BB基因型在300日龄蛋壳厚度和蛋壳强度及500日龄蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳重均高于其他基因型。因此推断,位点T761C的B等位基因和T873C的B等位基因为改善蛋品性状的有利基因。绍兴鸭A671G和G672C位点在500日龄蛋形指数方面,AB基因型均值极显著高于AA和BB基因型。在T761C位点,BB型和AB型的300日龄蛋壳强度和蛋壳厚度均值显著高于AA基因型,在500日龄蛋形指数、蛋重、蛋壳重和蛋内容物重4个性状上,AB基因型均值略高于AA基因型,极显著高于BB基因型。结果表明,OPN基因可作为蛋品性状分子标记,为蛋鸭的标记辅助选择育种提供基础资料。     

中国荷斯坦牛κ-酪蛋白基因两SNP位点基因型组合对产奶性状的影响

研究κ-酪蛋白基因单核苷酸多态性及其组合与中国荷斯坦牛泌乳性状的关联性,为进一步加快高乳蛋白及高乳脂率奶牛育种进程提供参考依据。采用PCR-RFLP、CRS-PCR和DNA测序技术,对435头中国荷斯坦牛的κ-酪蛋白基因的外显子4和5上两个SNP位点进行了研究,计算其基因频率和基因型频率,确定其基因型组合,并对其基因型和基因型组合与泌乳性状进行了关联分析。结果发现,在435头试验牛群中,共有8种基因型组合。单个SNP位点关联分析表明：T10996A突变位点3种基因型间TA基因型个体乳脂率极显著高于AA基因型个体(P＜0.01), TA基因型个体乳蛋白率显著高于AA基因型个体(P＜0.05)。T12980C突变位点的3种基因型间TC基因型个体乳脂率极显著高于TT基因型个体(P＜0.01),TC和CC基因型个体乳蛋白率显著高于TT基因型个体(P＜0.05)。T10996A/T12980C两种基因型组合分析中,在乳脂率上,TTCC基因型组合个体最高,TATC基因型组合个体位居第三位;在乳蛋白率上,TATC基因型组合个体显著高于AATT基因型组合个体(P＜0.05)。【结论】κ-酪蛋白基因不同基因型和基因型组合与中国荷斯坦牛乳脂率和乳蛋白率存在相关性,但与产奶量和脂蛋白比不相关。     

正常供磷及低磷胁迫下油菜种子植酸浓度与含量的全基因组关联分析

  【目的】  鉴定不同磷水平油菜种子植酸浓度 (PA_Conc)和含量 (PA_Cont) 显著关联的 SNP 位点,挖掘候选基因及其优异单倍型,为油菜低植酸品种的培育提供遗传基础和优异基因资源。  【方法】  采用田间试验,测定正常供磷(施磷,P₂O₅ 90 kg/hm2)及低磷(不施磷,P₂O₅ 0 kg/hm2)条件下403个甘蓝型油菜品种种子中的PA_Conc和PA_Cont,利用基于全基因组重测序技术获得的530多万个高质量SNP (single nucleotide polymorphism)标记,用 TASSEL 5.0 软件中的一般线性模型(general linear model,GLM)和混合线性模型(mixed linear model,MLM)进行全基因组关联分析(genome-wide association study, GWAS),鉴定种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点及其候选基因。采用Bcftools提取BnaA07.MRP13基因的SNP,利用Haploview 4.2软件进行单倍型分析。  【结果】  关联群体正常供磷处理PA_Conc变异范围为17.52～81.32 mg/g,PA_Cont变异范围为0.30～0.99 mg/5粒种子;低磷处理PA_Conc变异范围为17.47～49.05 mg/g,PA_Cont变异范围为0.33～0.85 mg/5粒种子。与正常供磷相比,关联群体低磷胁迫下的PA_Conc和PA_Cont均值分别降低13.5%和10.8%。GLM模型检测到56个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在除A08和C03外的17条染色体上,它们对表型变异的解释率为7.33%～14.28%。其中A03染色体上含有最多的SNP (9个)。MLM模型共检测到23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,分布在A03、A05、A06、A07、A09、C01、C02、C04、C05、C06和C07等11条染色体上,它们对表型变异的解释率为9.6%～14.28%。其中A03染色体上含有8个SNP。对显著SNP位点上下游300 kb范围内的基因进行分析,挖掘出可能与种子中植酸合成相关的14个候选基因,其中包括拟南芥植酸合成通路中的MRP、PLC、PIP5K和SULTR4等同源基因。对BnaA07.MRP13进行候选基因关联及单倍型分析,鉴定出高植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap1”(TTTA)和低植酸单倍型“BnaA07.MRP13ContHap2”(CCCT)。自然群体中18%的品种(72/403)为低植酸单倍型,种子平均植酸含量为 0.56 mg/5粒种子,极显著低于高植酸单倍型 (平均植酸含量为0.62 mg/5粒种子)。  【结论】  正常供磷和低磷胁迫下,油菜种子植酸浓度和含量均具有广泛的遗传变异。GLM模型和MLM模型分别检测到56和23个与油菜种子植酸浓度和含量显著关联的SNP位点,预测的与油菜种子植酸含量相关的候选基因有14个,发现的BnaA07.MRP13的高和低植酸单倍型为后续油菜种子植酸含量的遗传改良奠定了基础。     

荷斯坦母牛DNA依赖性蛋白激酶基因(PRKDC)多态性及其与体细胞评分的关系

设计5对引物P1～P5,采用PCR-SSCP技术检测210头荷斯坦母牛DNA依赖性蛋白激酶(DNA-dependent protein kinase,PRKDC)基因部分序列的多态性.结果发现P2扩增的外显子区域存在G34126A 1个突变位点,导致丝氨酸变为天冬酰胺;P3的扩增产物存在C77353T、T77384G、C77406T和77 408bp处C缺失4个突变位点.P2扩增产物经SSCP分析有AA、AB和BB 3种基因型,其频率分别为0.186、0.433和0.381;P3扩增片段经SSCP分析有CC、CD、DD、CE和DE 5种基因型,其频率分别为0.786、0.129、0.009、0.067和O.009.用最小二乘法分析PRKDC基因多态性与荷斯坦母牛体细胞评分(somatic cell score,SCS)的关系,结果表明:对于P2扩增产物多态位点,AA基因型SCS最小二乘均值显著低于AB和BB基因型所对应的值(均为P＜0.05),AB和BB基因型SCS最小二乘均值差异不显著(P＞0.05);对乳房炎抗性,AA是最有利基因型,BB是最不利基因型;对于P3扩增产物多态位点,CC、CD、DD、CE和DE基因型SCS最小二乘均值差异均不显著(P＞0.05).研究结果初步表明PRKDC基因G34126A多态位点的A等位基因是提高奶牛乳房炎抗性的一个潜在的DNA标记.     

兴义鸭MEF2D基因的多态性及组织差异表达研究

肌细胞增强因子2D(myocyte enhancer factor 2D,MEF2D)是属于肌细胞增强因子2(myocyte enhancer factor 2,MEF2)基因家族一员,被认为与骨骼肌生长发育有关。为研究MEF2D基因的多态性对兴义鸭(Anas platyrhynchos domestica)屠宰性状的影响,本研究利用PCR扩增结合测序的方法对90日龄兴义鸭MEF2D基因外显子区域进行SNP位点筛选,同时运用q RT-PCR对0~150日龄兴义鸭不同组织中该基因m RNA表达规律进行探究。结果显示,在MEF2D基因外显子区域共发现6个SNPs,均为同义突变;群体遗传学分析显示,6个多态位点均表现为中度多态(0.25PIC0.5),经χ2检验表明兴义鸭群体在这6个多态位点均处于Hardy-weinberg平衡状态(P0.05);各SNPs与屠宰性状关联分析发现,T16236C位点的不同基因型在活重和屠体重存在显著差异(P0.05),A16305C和A21071G位点对多项屠宰指标存在显著或极显著影响(P0.05或P0.01),G16359C位点的CC基因型个体半净膛重、全净膛重显著高于GG基因型个体(P0.05),其余SNPs对屠宰性状无显著影响(P0.05);单倍型分析结果表明,兴义鸭CGCCCG单倍型的半净膛重和半净膛率显著或极显著高于其他单倍型(P0.05或P0.01);TACCCA单倍型的腿肌重显著高于其他单倍型(P0.05);TATAGA单倍型的全净膛率显著高于其他单倍型(P0.05);q RT-PCR结果显示,在10个组织中均检测到了MEF2D基因的表达,说明该基因的表达具有广谱性,且公母差异显著,母鸭腿肌中的表达量最高,心、肝脏、肺脏、肾脏、十二指肠、大脑、胸肌、腺胃中的表达量较高,而公鸭心肌、肝脏中的表达量最高,十二指肠、大脑、胸肌、腿肌、腺胃中的表达量较高。研究结果可为兴义鸭屠宰性状的分子标记辅助选育提供参考,同时为鸭MEF2D基因结构功能的进一步研究提供理论基础资料。