畜禽羽色候选基因ASIP和TYRP1的研究进展

羽色是畜禽重要的品种特征之一,是一种易观察的表型性状。畜禽的羽色性状由许多基因控制,其中目前研究较多的主要有黑素皮质素受体1(MC1R)、刺鼠信号蛋白基因(ASIP)、黑素亲和素(MLPH)、溶质载体家族(SLC24A5、SLC45A2)、酪氨酸酶(TYR)家族(TYR、TYRP1、TYRP2)等,各基因间相互作用形成了不同的羽毛颜色。本文简要介绍黑色素的形成机理及研究概况,并对畜禽羽色相关基因ASIP和TYRP1的遗传机制及研究进展进行综述,以便为进一步研究畜禽羽色形成的分子遗传机制提供参考。     

不同毛色绵羊皮肤组织中MC1R、Agouti及TYR基因差异表达研究

本研究旨在探究特定杂交模式下产生全黑被毛绵羊TYR、MC1R及Agouti基因互作调控毛色的机制。随机选取黑色和白色被毛绵羊各4只,采集皮肤组织,利用qRT-PCR技术测定MC1R、Agouti及TYR基因mRNA在不同毛色绵羊皮肤中的表达量。结果显示:MC1R、Agouti及TYR基因在不同毛色绵羊皮肤中均有表达,其中TYR基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量极显著高于白色绵羊皮肤(P<0.01),MC1R基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量高于白色绵羊皮肤,但差异不显著,Agouti基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量显著低于白色绵羊皮肤(P<0.05)。综上,该杂交模式下产生的黑色绵羊可能是由于Agouti基因表达量低而使α-MSH诱导信号通路处于激活状态,上调了TYR基因表达量,导致真黑素含量上升,出现黑色毛色性状。     

武定乌骨鸡MC1R基因多态性与黑色素沉积的关联研究

旨在探究武定鸡乌骨品系和非乌骨品系黑素皮质素受体1(MC1R)基因多态性与黑色素沉积的相关性，以期为后期利用分子遗传学技术选育乌度更深的武定鸡提供理论参考。试验通过测定300日龄武定鸡乌骨品系和非乌骨品系的血浆真黑色素、褐黑色素和碱溶性黑色素含量，分析了MC1R基因外显子的多态位点(SNPs)与黑色素的关系，并检测组织中MC1R基因表达差异。结果发现：武定鸡乌骨品系血浆中3种黑色素指标均高于非乌骨品系。在MC1R外显子区域检测到4个突变位点(T133C、T244C、G460A和C833A),除武定鸡非乌骨品系C833A位点偏离Hardy-Weinberg平衡以外，其余位点均未偏离；武定鸡非乌骨品系G460A位点呈低度多态，其余突变位点均呈中度多态，其中T244C位点CC基因型和G460A位点AA基因型的真黑色素和碱溶性黑色素含量均高于其他基因型，属于优势基因型。此外，武定鸡乌骨品系各组织中MC1R基因表达量均显著高于非乌骨品系，且各组织间的表达趋势为皮肤>肾脏>肝脏>心脏>肌胃>脾脏>腿肌>胸肌。本试验结果表明，MC1R基因T244C位点和G4...     

TYR基因及其与动物毛色关系的研究进展

毛色是毛皮动物重要的品种特征之一,是一种易于观察的表型性状。黑色素对动物毛色的形成起至关重要的作用。在动物体内酪氨酸在酪氨酸酶(TYR)的催化作用下,经由DOPA、多巴醌、吲哚醌等形式最后生成黑色素。动物毛色的形成主要与黑色素细胞中合成的两种色素(真黑色素、褐黑色素)比例有关。黑色素细胞中色素的合成受多个基因和信号通路调控。动物毛色之所以具有多样性,也是由于这些基因调控所致。在众多的调控基因中,其中目前研究较多的主要有黑素皮质素受体1(MC1R)、剌鼠信号蛋白基因(ASIP)、TYR家族(TYR、TYRP1、TYRP2)等,各基因间相互作用形成不同的毛色。文章简要介绍黑色素形成的机理及概况,重点对TYR基因结构和功能及其在多种动物毛色方面的研究现状进行综述,以便为动物毛色选育提供理论依据。     

内皮素-1(ET-1)对羊驼皮肤黑素细胞增殖和黑素生成的影响

旨在研究内皮素-1 (Endothelin-1,ET-1)对羊驼皮肤黑素细胞(Melanocyte,MC)增殖和黑素合成的影响.本研究中,体外培养正常羊驼皮肤黑素细胞,观察不同浓度ET-1(0、0.1、1、10、100 nmol·L-1)对羊驼皮肤黑素细胞增殖、黑素含量、内皮素受体B(Endothelin recepter B,EDNRB)基因、酪氨酸酶(Tyrosinase,TYR)基因、酪氨酸相关蛋白-1(Tyrosinase related protein 1,TRP-1)基因和表皮黑皮素1受体(Melanocortin 1 receptor,MC1R)基因表达量的影响.结果表明,ET-1处理羊驼皮肤黑素细胞3d后,羊驼皮肤黑素细胞增多,黑素含量、EDNRB、TRP-1和TYR基因表达量都明显增加(P＜0.05),以10 nmol·L-1组最为显著.ET-1能诱导羊驼皮肤黑素细胞增殖、树突增长,诱导EDNRB、TYR和TRP-1基因表达量增高,使黑素合成增加；同时诱导MC1R基因表达量增高,从而通过α-MSH信号通路对羊驼黑色素的生成产生影响.     

黑色素形成调控机理及乌骨绵羊黑色素沉积候选基因研究进展

黑色素(melanin)产生于黑色素细胞,是由酚类或吲哚类物质氧化聚合而成的不易溶于水的聚合体,广泛存在于微生物和动植物机体,具有消除自由基、抗氧化、抑制病毒感染、激活免疫系统、提高机体免疫力、延缓衰老等生理功能。酪氨酸在酪氨酸酶作用下生成多巴,多巴经过系列复杂的生物学反应形成黑色素。现有研究发现,多种信号通路(α-MSH/MC1R/cAMP信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、PI3K/Akt/GSK3β信号通路、MAPK信号通路等)及相关调控因子(MITF、MC1R、TYR等)参与了黑色素的形成过程。一般认为,哺乳动物黑色素细胞主要分布于皮肤和毛囊组织,而乌骨绵羊的内脏组织也能存在大量黑色素细胞,其形成机制尚不明确。乌骨绵羊的乌质性状是重要的经济性状,与其营养和药用价值密切相关,受机体组织黑色素沉积程度的影响。文章简述了黑色素的理化性质、生物功能及其合成路径,回顾了近年来发现的调控动物机体黑色素合成的信号通路及其作用机理,总结了影响乌骨绵羊黑色素沉积和分布规律相关候选功能基因的研究现状,以期为深入研究黑色素沉积调控机理及候选功能基因应用于生产实践提供参考。     

乌骨绵羊和非乌骨绵羊血液生理生化指标的比较研究

为探索乌骨绵羊乌质性状的形成机制,本文比较了乌骨绵羊、兰坪本地非乌骨绵羊和罗姆尼羊血液酪氨酸酶含量、谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶、总抗氧化能力、抗超氧阴离子活力、肝功能、肾功能和免疫等指标。初步发现乌骨绵羊具有高的酪氨酸酶含量、抗氧化能力和免疫机能。指出乌骨绵羊乌质性状的形成可能是由于高含量的酪氨酸酶催化合成了高含量的真黑色素沉积在肌肉和其他组织与器官。     

新民猪RYR1和MC4R基因的多态性检测分析

为了调查兰尼定1型受体(RYR1)基因和黑素皮质素受体4(MC4R)基因[其目前公认的数量性状基因座(QTN)]在新组建的民猪群体内的分布情况,试验采用PCR-RFLP的方法,对黑龙江省农业科学院畜牧研究所收集整理的23头民猪的RYR1基因和MC4R基因进行检测,并与其他已报道的猪种进行比较。结果表明:RYR1基因的N等位基因频率为86.96%,n等位基因频率为13.04%;MC4R的A等位基因频率为76.19%,G等位基因频率为23.81%,与其他猪种相比,n等位基因频率偏高。     

贵州白水牛ASIP、MC1R和TYR基因多态及其与白毛性状的关联分析

ASIP、MC1R和TYR是与动物毛色性状相关的重要候选基因，为了探究ASIP、MC1R、TYR基因多态性及其与贵州白水牛白色被毛之间的关系。本研究以贵州白水牛（20头）和其他毛色水牛（60头）为试验材料，针对3个基因的外显子和部分非编码序列设计引物，利用DNA池作为模板进行扩增测序，对ASIP、MC1R和TYR基因多态性与贵州白水牛被毛之间的关系做了初步探讨。结果发现，在这3个基因中均没有发现特异性的插入/缺失突变，在贵州白水牛ASIP基因的启动子中发现了突变位点：Promoter-A147T和Promoter-A235G；在MC1R基因中筛选到1个错义突变exon1-T843C，TYR基因中筛选出2个错义突变exon1-G826A、exon5-T70C，以及1个同义突变exon3-A83G。这3个基因的SNP位点在扩大样本验证时发现不具有毛色特异性，研究初步表明，ASIP、MC1R、TYR基因的多态性位点不能解释贵州白水牛毛色的特殊变异，为以后对贵州白水牛的毛色的进一步研究奠定了基础。     

酪氨酸酶转运对黑色素生成影响研究进展

哺乳动物毛色的形成依赖于黑色素细胞中黑色素数量及分布比例,酪氨酸酶类(TYR/TYRP1)的转运及其活性是黑色素合成的关键。衔接蛋白(AP-1/3)和溶酶体相关细胞器生物合成复合物(BLOC-1,2,3)将TYR/TYRP1从早期核内体转运至黑素小体,若TYR/TYRP1无法转运至黑素小体中,黑色素合成则会受到抑制。ATP7A将铜离子转移到TYR/TYRP1,从而激活TYR/TYRP1活性,ATP7A的减少同样会使黑色素细胞中黑色素合成量减少。关注这些复合物在转运TYR/TYRP1的作用及影响其活性的因素,可以从不同的角度解析黑色素合成机理,以此为基础探索哺乳动物毛色的淡化机制,以期为阐明人类黑色素合成障碍的相关疾病提供理论依据。     

TYRP1基因控制动物色素形成的研究进展

黑色素广泛分布于微生物、植物和动物体内,并具有重要的生理功能。作者综述了黑色素的形成过程并详细分析总结了TYRP1基因特征及其变异对动物肤色的影响,为研究乌骨绵羊和乌骨鸡乌质性状形成的分子基础提供依据。     

蒙古斑点马黑、白毛色区域皮肤中相关基因的表达研究

本试验以蒙古斑点马为研究对象,分别对蒙古斑点马体躯白色区域和黑色区域皮肤的表型和差异表达基因进行分析并验证,试图解析蒙古斑点马毛色形成的分子机制,为今后保护和开发利用蒙古斑点马奠定基础.选择蒙古斑点马体躯白色和黑色区域皮肤制作组织切片,HE染色后在显微镜下观察其表型差异;对白色和黑色区域皮肤组织进行转录组测序,比较差异...     

吐鲁番黑羊MC1R基因序列分析研究

为研究黑皮质素受体1（MC1R）基因对吐鲁番黑山羊毛色的影响,试验采用PCR扩增和测序技术,对吐鲁番黑羊MC1R基因编码区核苷酸序列及其与毛色的相关性进行了研究。结果表明：MC1R基因编码区核苷酸序列954 bp,编码317个氨基酸,编码区存在2个错义突变（c.218 T〉A,p.73 Met〉Lys;c.361 G〉A,p.121 Asp〉Asn）和3个同义突变（c.429 C〉T,p.143 Tyr〉Tyr;c.600 T〉G,p.200 Leu〉Leu;c.735 C〉T,p.245 Ile〉Ile）。SNPs分析表明,单倍型AATGT数量占62%。初步认为MC1R基因可以作为吐鲁番黑羊黑色被毛调控的候选基因。     

小鼠Oct-1基因CDS区克隆与生物信息学分析

为研究小鼠Oct-1基因的生物学特性,试验扩增小鼠黑色素细胞中Oct-1基因CDS区序列,并运用生物信息学软件分析小鼠Oct-1基因序列的特性、编码蛋白理化性质、亚细胞定位、靶基因及保守性结构域等,从而预测其是否调控黑色素的生成。结果表明,小鼠Oct-1基因大小为2 313 bp,编码蛋白质的分子式C₃₄₂₅H₅₆₀₆N₉₇₆O₁₁₆₃S₁₅,是一个不稳定可溶性蛋白质,二级结构以无规卷曲和α-螺旋为主,亚细胞定位主要分布在细胞核,推测其可能在能量代谢和辅因子的生物合成过程中发挥信号转导和转录因子调控的作用;Oct-1基因在小鼠黑色素细胞中表达,其编码的蛋白含有一个保守的POU结构域和一个保守的同源域,参与调控13个黑色素形成相关基因转录表达,在黑色素生成关键基因MITF、TYR、TYRP1、TYRP2的启动子上存在Oct-1转录因子的作用位点,Oct-1蛋白质还可能与Brf2、Pou2af1、Tbp等蛋白相互作用调控毛色基因表达,故可以推测转录因子Oct-1在黑素细胞的黑色素生成中发挥着重要的作用,为研究毛色形成机制提理论依据。     

细毛羊黑素皮质激素受体1(MC1R)基因与毛色表型的研究

为了研究黑素皮质激素受体1(MC1R)基因与黑色素生成的关系及该基因突变导致毛色发生改变的机理,研究采用RT-PCR和PCR等技术克隆得到了白色东北细毛羊MC1R基因长1 093 bp的cDNA片段,编码364个氨基酸,其中包括70个氨基酸信号肽和294个氨基酸的成熟肽,具有7个跨膜结构域。结果表明:细毛羊cDNA与绵羊、牛、马、人、小鼠、犬等同源性均大于91%,氨基酸序列与其他动物的同源性高于89%;除绵羊外与其他动物相比有5处发生突变,且这5处突变均位于MC1R蛋白跨膜结构区;而细毛羊和绵羊之间只有1处发生突变,由K→M,同源性达98.97%。说明细毛羊与绵羊的亲缘关系最近。     

MC1R基因与朝鲜鹌鹑羽色关系的研究

黑素皮质素受体1(MC1R)又称促黑素细胞激素受体(MSH-R),由毛色扩展位点编码而成,对动物体色的形成起重要作用,本研究分析了MC1R基因突变与朝鲜鹌鹑羽色之间的关系。通过混合样品DNA测序方法寻找MC1R基因的突变位点,采用PCR-SSCP的方法对突变位点在4种羽色鹌鹑(栗羽、黄羽、白羽、黑羽)群体中的分布情况进行了研究,以揭示MC1R基因与鹌鹑羽色性状之间的关系。结果表明,在鹌鹑MC1R基因上存在一个A/G突变位点,导致编码蛋白发生Ile58Val突变,通过PCR-SSCP分析发现,该突变位点在4种羽色鹌鹑群体间没有显著差异(P>0.05)。本研究没有发现与日本鹌鹑报道相同的Glu92Lys突变位点,表明朝鲜鹌鹑的黑羽突变与报道的日本鹌鹑黑羽突变的机制不同,而且朝鲜鹌鹑的黑羽突变可能还与其它基因突变有关。