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。     

朝鲜鹌鹑黑素皮质素受体1基因多态性及其在不同羽色个体中的表达

通过混合样品DNA测序方法寻找黑素皮质素受体l（MC1R）基因的突变位点,采用Alu1-RFLP对突变位点在4种羽色（栗羽、黄羽、白羽、黑羽）鹌鹑群体中的基因分布进行了研究;利用qRT-PCR技术测定了MC1R基因在12日龄时4种羽色鹌鹑胚胎皮肤组织中的表达情况。结果表明,在鹌鹑MC1R基因上发现1个T/C突变位点,该位点没有导致编码蛋白氨基酸序列改变,A1u1-RFLP分析发现,该突变位点的不同基因型在4种羽色鹌鹑群体间的分布有显著差异（P〈0.05）。4种羽色鹌鹑皮肤组织中MC1R基因的表达量存在明显差异,栗羽鹌鹑皮肤组织中该基因的表达量明显高于黑羽鹌鹑皮肤中的表达量（栗羽〉黄羽〉白羽〉黑羽）。本试验没有发现导致日本鹌鹑黑羽突变的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,朝鲜鹌鹑的黑羽可能与其他基因的突变有关。     

半番鸭MC1R基因SNP位点的发现和PCR-RFLP多态性分析

为了检测半番鸭MC1R基因的多态性,并分析其多态性与半番鸭羽色性状的相关性,以羽色表型极端的黑白羽半番鸭为研究对象,首先采用克隆测序的方法寻找MC1R基因编码区的SNP突变位点,结果发现MC1R.基因编码区存在7个SNP,其中同义突变A399G位点为限制性内酶切Hin61的识别位点.其次针对酶切位点,利用PCR-RFLP方法鉴定A399G位点的基因多态性,结果显示,白羽半番鸭存在AG和GG两种基因型,而黑羽半番鸭只表现出1种基因型AG.最后经卡方独立性检验分析,表明A399G位点的基因型与半番鸭羽色无显著相关(P＞0.05),这可能与该突变位点未引起蛋白质相应部位的氨基酸发生改变有关.基因型GG是否为白羽半番鸭特有,尚需加大样本进一步分析验证.     

太行鸡MC1R基因的克隆测序、表达及生物信息学分析

为研究影响太行鸡不同羽色性状的重要候选基因MC1R的表达及生物信息学特性,试验以太行鸡麻、白两种羽色为研究对象,采用PCR克隆、实时荧光定量PCR技术和生物信息学分析进行探讨。测序结果显示:太行鸡MC1R基因CDS序列为945 bp,编码蛋白为314个氨基酸;蛋白理化性质分析发现,MC1R蛋白存在7个跨膜区,为跨膜受体;CDS区序列比对发现,太行鸡MC1R基因存在c.637CT的突变,突变造成编码氨基酸mRNA二级结构和编码蛋白空间结构发生改变;实时荧光定量PCR检测发现,太行鸡麻羽品系毛囊中MC1R的表达量极显著高于白羽品系(P0.01)。研究结果表明:MC1R基因的c.637CT突变显著影响太行鸡的羽色,可以作为太行鸡羽色选育的候选分子标记。     

MC1R基因在狄高肉鸡配套系羽色纯化中的应用

研究以MC1R基因为鸡羽色性状候选基因,以狄高肉鸡配套系为研究对象,采用序列测定和遗传标记等技术,分析了狄高肉鸡配套系羽色与MC1R基因之间的关系。结果表明,在狄高肉鸡MC1R基因编码区共检测到8个SNP位点,构建了3个单倍型。单倍型1为有色羽AB系与C系主要单倍型,单倍型2为隐性白羽D系主要单倍型,单倍型3是AB系变异单倍型。建立的MC1R基因HaeⅡPCR-RFLP遗传标记,可用于狄高肉鸡SNP5基因分型与单倍型3的检测。研究结果对了解狄高肉鸡配套系羽色传递规律以及羽色纯化具有重要意义。     

乌骨绵羊MC1R基因多态性研究

酪氨酸酶(TYR)、酪氨酸酶相关蛋白1(TYRP1)和酪氨酸酶相关蛋白2(TYRP2)是动物黑色素生物合成过程的重要酶,黑素皮质素1受体(MC1R)一旦与配体α-促黑素细胞激素(α-MSH)结合,对TYR、TYRP1和TYRP2酶活性的表达水平均有重要影响,因此认为MC1R是黑素合成模式的控制点。本研究以MC1R基因为候选基因,对乌骨绵羊MC1R基因多态性进行了研究,希望揭示MC1R基因与乌骨绵羊乌质性状之间的关系。结果表明,乌骨绵羊MC1R基因存在2个多态位点,分别为A12G和G144C。翻译表明这2处突变都为同义突变,对应的氨基酸分别是丝氨酸(Ser)和亮氨酸(Leu)。PCR-RFLP分析发现绵羊MC1R存在2个等位基因,即MC1R*1和MC1R*2,对应11型、22型和12型3种基因型。乌骨绵羊和兰坪本地绵羊MC1R等位基因的频率差异不显著,而与罗姆尼羊差异显著,推测MC1R基因可能不是控制乌骨绵羊乌质性状的主效基因。     

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。     

家鸡羽色性状遗传调控机制研究进展

自然界中鸟类呈现出丰富的羽毛颜色,羽色性状在躲避天敌、捕食、求偶及抵御紫外线等方面都具有重要作用。对鸡羽毛颜色性状的研究有助于加强品种区分、识别,在育种工作中建立品种间的显著标识和保障同一品种外观整齐尤为重要。羽毛颜色是禽类表型遗传研究的重要组成部分,它主要由黑色素和类胡萝卜素所决定。目前鸡羽毛颜色性状遗传调控机制的研究大多集中在黑色素相关通路,其中,Wnt、KIT/KITL和EDN3/EDNRB等信号通路对黑素细胞的生长发育、迁移和分化具有重要的调控作用,α-MSH/ASIP-MC1R信号通路负责调控黑色素的合成。已有研究显示,通过全基因组范围内的遗传变异检测技术挖掘与羽色性状相关的基因和变异位点,可以揭示黑羽、麻羽、显性白羽、隐形白羽、常染色体白化、银羽、性连锁不完全白化、深棕色羽、淡紫色羽(灰羽)、非依赖酪氨酸酶的隐性白羽、斑点羽和性连锁横斑羽(芦花羽)等多种羽色性状的遗传调控机制。此外,以图灵模型为理论基础可以解释复杂羽色图案的形成机制。作者通过总结黑色素相关调控通路与图灵模型对家鸡羽毛颜色性状的遗传调控机制,对近年来已经确定基因座的家鸡羽毛颜色性状相关研究展开综述,以期为鸡羽色分子机制研究以及在育种过程中开展鸡羽色性状标记辅助选择提供参考。     

ASIP和MC1R基因的研究进展

黑色素,包括真黑素和褐黑素,是哺乳动物毛色形成的主要物质基础.黑色素细胞产生的真黑素和褐黑素的转化使得动物表现出不同的毛色类型.ASIP和MC1R是哺乳动物体内调控毛色的两个重要候选基因,ASIP的表达会引起褐黑素的产生,MC1R的表达会引起真黑素的产生,通过调节真黑素和褐黑素的比例来影响毛色.文章就ASIP和MC1R基因及其编码蛋白的结构、作用机制、多态性及其在不同组织中的差异性表达与毛色形成的关系作一简要概述,旨在更加全面地了解这两个基因在毛色形成中的作用机理.     

不同羽色鸽种MC1R基因的扩增与序列分析

黑素皮质素受体1(Melanocortin-1 Receptor,MC1R)是一种7跨膜结构G蛋白耦联受体,在鸟类羽色形成中起着重要作用。为探讨MC1R对太湖鸽特殊羽色形成的影响,本实验利用PCR和直接测序法对太湖鸽、乌鸽和白卡奴鸽MC1R基因编码区进行扩增,并对不同鸽种MC1R基因序列进行差异性分析。结果表明:鸽MC1R基因编码区全长942 bp,共编码313个氨基酸,存在7个跨膜结构;白卡奴鸽与乌鸽的MC1R基因编码区核酸序列基本一致,黑羽和棕羽太湖鸽的MC1R基因序列没有差异,而太湖鸽与其他2个鸽种分别于279bp(A>G)和520bp(G>A)处存在碱基差异,其中G520A造成了氨基酸(Ser174Gly)的改变,推测该位点突变与太湖鸽特殊羽色形成有关。     

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。     

黑色素沉积相关基因在丝羽乌骨鸡和余干乌骨鸡胸肌和腿肌中的表达分析

试验旨在分析黑色素相关基因在丝羽乌骨鸡和余干乌骨鸡中的差异表达。试验测定丝羽乌骨鸡和余干乌骨鸡2～17周龄胸肌和腿肌肉色亮度值，比较黑色素相关基因TYR、TYRP1、PMEL和MITF在两种乌骨鸡胸肌和腿肌的差异表达量。结果显示：2周龄时余干乌骨鸡胸、腿肌和丝羽乌骨鸡胸肌肉色亮度值显著小于其他周龄（P<0.05），余干乌骨鸡6周龄胸、腿肌亮度值显著大于6周龄丝羽乌骨鸡（P<0.05）,17周龄时丝羽乌骨鸡腿肌亮度值显著大于余17周龄干乌骨鸡（P<0.05）;4个基因在2种乌骨鸡2～17周龄的胸肌和腿肌中相对表达量的变化趋势基本一致，2周龄时表达量较高，随后呈现下降趋势。同时黑色素相关基因表达量存在品种效应，2周龄时TYR和TYRP1基因在丝羽乌骨鸡腿肌中表达量较高，17周龄时MITF基因在余干乌骨鸡腿肌中表达量较高。TYR、TYRP1、PMEL和MITF 4个基因在2种乌骨鸡胸肌和腿肌中表达均呈现显著正相关（P<0.05）;4个基因表达与2种乌骨鸡肉色亮度值显著负相关（P<0.05），且对黑色素沉积呈现正调控作用。研究表明，在乌色度选种时可以将TYR、TY...     

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。     

鹌鹑SLC24A5基因多态性与羽色性状的关联性分析

为研究SLC24A5基因与鹌鹑羽色性状的关系,试验采用RT-qPCR方法研究朝鲜鹌鹑和北京白羽鹌鹑在胚胎不同发育时期的mRNA表达水平。结果显示：SLC24A5基因在朝鲜鹌鹑胚胎发育时期的表达水平极显著高于北京白羽鹌鹑（P<0.01）;鲜鹌鹑和北京白羽鹌鹑的3种基因型频率分布差异极显著（P<0.01）。位于外显子1的SNP1(c. A5T)和外显子6的SNP2(c. G703A)均为中性位点,但SNP2(c. G703A)位点造成的编码蛋白G235S位点突变并不保守,属于多变性位点。研究表明,SLC24A5基因与鹌鹑羽色性状有关联性,可以为鹌鹑羽色育种提供理论依据。     

SLC家族成员对黑羽番鸭羽色性状的作用初探

为进一步丰富番鸭羽色性状遗传机制的研究，运用Illumina高通量测序技术对不同性别的黑羽及白羽番鸭皮肤组织进行转录组测序，经GO富集分析和KEGG通路注释对差异表达基因功能进行解析，利用qRT-PCR对部分RNA-Seq数据进行验证。结果显示，公黑羽番鸭皮肤（HFPF.G）vs母黑羽番鸭皮肤（HFPF.M）获得差异基因2 131个，公白羽番鸭皮肤（BFPF.G）vs母白羽番鸭皮肤（BFPF.M）获得差异基因780个，黑羽番鸭皮肤（HFPF）vs白羽番鸭皮肤（BFPF）获得差异基因684个，通过上述三组韦恩分析，以黑、白羽番鸭皮肤对比组（HFPF vs BFPF）504个差异基因为番鸭羽色候选基因，进一步筛选获得番鸭羽色性状相关前10个差异表达，其溶质转运蛋白（Solute carrier,SLC）家族成员SLC7A11和SLC25A4可能对番鸭黑、白羽色性状遗传起重要调控作用。同时发现细胞色素P450对外源物质的代谢作用信号通路、谷胱甘肽代谢信号通路、cAMP信号通路等可能参与番鸭黑白羽色性状遗传的调控过程。研究表明，SLC7A11和SLC25A4可用于黑羽番鸭的羽毛分子辅助选育。     

籽鹅羽束性状在肝脏中相关候选基因关联性分析

本研究旨在分析籽鹅头顶部羽束性状(crest trait)相关调控基因,从而进一步揭示禽类表型性状与调控基因的作用机制,为后续分子遗传育种、禽类基因编辑等提供理论基础。本试验选取同家系同世代1日龄籽鹅作为试验样本,构建2个资源群体,每群体60只雏鹅,饲养周期为21 d。有羽束鹅群(crest population,C):该群体均为有羽束公雏;无羽束鹅群(non-crest,NC):该群体均为无羽束公雏,2个群体同舍分栏饲养。随后,为测定肝脏组织中eomes、hoxc8、sox5、mnr2、wnt5a、bmp2、gh候选基因相对表达量,在1,7,14,21日龄进行采样,应用qRT-PCR技术进行检测。结合生物信息学分析方法,分析调控羽束性状的关联基因。在qRT-PCR分析结果中,sox5基因在1日龄雏鹅肝脏组织中相对表达量,C组高于NC组,并且差异极显著(P<0.01)。其他时期虽无显著差异,但羽束鹅群仍高于无羽束鹅群相对表达量高。wnt5a基因在1日龄雏鹅肝脏中相对表达量,C组高于NC组,差异极显著(P<0.01),在其他时期无显著差异。通过生物信息学分析,结合Multiexperiment Viewer软件对候选基因进行聚类分析,sox5、wnt5a、bmp2基因可能均在同一调控通路中。结果提示,sox5基因可能为羽束性状调控基因,与wnt5a基因在同一信号通路中,并对羽束性状发育起到调控作用,sox5、bmp2基因可能在肝脏发育、代谢过程中起到调控作用。     

氨基酸转运载体相关基因在番鸭小肠不同肠段的表达分析

试验旨在研究氨基酸转运载体相关基因在番鸭小肠不同肠段的表达规律。试验测定90和300日龄公番鸭体重与小肠形态发育,采用RT-PCR比较氨基酸转运载体相关基因SLC1A1、SLC1A4、SLC7A1、SLC7A5和SLC7A9在90和300日龄公番鸭小肠不同肠段的表达量,并进行高、低体重组300日龄公番鸭回肠氨基酸转运载体相关基因表达的验证试验。结果显示：除回肠绒毛高度外,300日龄番鸭十二指肠、空肠和回肠的肠壁厚度、隐窝深度和绒毛宽度以及十二指肠和空肠的绒毛高度均显著高于90日龄（P<0.05）;300日龄番鸭空肠和回肠的肠壁厚度显著高于十二指肠（P<0.05）,90、300日龄番鸭十二指肠的绒毛高度和隐窝深度显著高于空肠和回肠（P<0.05）;300日龄番鸭十二指肠和空肠SLC1A1 mRNA表达量、十二指肠和回肠SLC7A5 mRNA表达量以及十二指肠、空肠和回肠SLC7A9 mRNA表达量均显著高于90日龄（P<0.05）;300日龄番鸭回肠SLC1A1、SLC1A4、SLC7A5和SLC7A9 mRNA表达量显著高于空肠和十二指肠（P<0.05）;...     

3种不同羽色鸡MC1R基因SNPs鉴定及羽色相关性分析

为了深入挖掘与鸡羽色形成密切相关的SNPs位点,以略阳黑羽乌鸡、青脚麻鸡和丝羽乌鸡为研究对象,对3个品种70个样本的MC1R基因序列进行序列比对,分析序列变异导致的MC1R氨基酸变异、蛋白质结构和性质的变化,进行SNPs与羽色的相关性分析.结果 表明:3个鸡种MC1R基因CDS区大小没有差异,均为945 bp,但品种间...     

MC4R基因沉默对牛成纤维细胞内基因表达的影响

旨在研究黑素皮质激素4受体基因(Melanocortin-4receptor,MC4R)沉默对牛成纤维细胞内能量与脂肪代谢相关通路上基因表达的影响,进一步揭示MC4R基因与肉牛胴体品质以及能量平衡与脂肪代谢之间的关系。本试验使用MC4R被敲降的牛成纤维细胞系,借助深度测序技术寻找试验组(MC4R敲降)和阴性对照组(MC4R未敲降)中表达量差异显著的基因。利用GO注释聚类分析和KEGG通路富集分析对涉及能量代谢、脂肪运输及相关调控通路的差异基因进行了深入的富集分析。随机选取差异表达基因中的10个基因,利用实时定量PCR对深度测序结果进行验证。此外,本研究借助牛SNP芯片对上述目标基因的单核苷酸多态性(SNP)进行了检测,并对136头西门塔尔牛进行了基于目标基因各SNP的基因型检测。基于各SNP的分型数据,本研究进一步利用PLINK软件对SNP与牛各胴体性状的关联性进行分析。通过深度测序,在两组阳性MC4R被敲降的牛成纤维细胞系中共发现7 799个差异表达基因,其中上调基因1 703个,下调基因6 096个。显著性GO分类在两组不同干扰水平处理组间共选出与能量代谢调节、脂肪运输过程相关的差异表达基因265个,功能聚类分析进一步筛选出与能量代谢相关的基因29个。KEGG通路富集分析发现,与能量代谢、脂肪运输等过程相关的265个差异表达基因共涉及到40个不同的通路,其中与MC4R基因及能量代谢调控有密切关联的Leptin、AGRP、NPY和POMC等基因同属于脂联素信号通路。MC4R敲降引起该通路上22个基因的表达发生显著变化。实时定量PCR结果表明,所选择的10个基因(表达量上调基因:CFB、RSAD2、IFIT3、CHI3L1和BOLA-N;表达量下调基因:UPK1B、IER2、LASS3、TGFβ3和AXUD1)的mRNA表达水平与测序结果无显著差异,从而证实了深度测序数据的准确性和可重复性。此外,借助50K密度的牛SNP芯片,本研究共发现了16个SNPs位点,共涉及11个目标基因。SNPs与牛各胴体性状的关联分析结果表明,10号染色体上的TGFβ3对西门塔尔牛眼肌面积、胴体重、腰部肉厚、大腿肉厚和外脊重有显著影响(P0.05),对眼肉重、里脊重有极显著影响(P0.01);同样位于10号染色体的RHOJ基因对西门塔尔牛眼肌面积也有显著影响(P0.05)。19号染色体上的KRT17基因和7号染色体上VCAN基因均显著影响西门塔尔牛肉剪切力(P0.01,P0.05)。1号染色体的MASP1基因对肉色有显著影响(P0.05)。结果显示,MC4R基因沉默显著影响牛成纤维细胞内参与能量代谢、脂肪代谢和能量稳态平衡调控过程相关基因的表达,进一步证实了MC4R基因能调控肉牛能量平衡和脂肪代谢以及影响肉牛胴体品质。     

绵羊毛色相关基因MC1R和ASIP的研究进展

皮肤和毛囊中黑色素细胞产生的真黑素和褐黑素的分布和数量比例决定着哺乳动物的毛色,色素表型在黑色素合成的不同阶段受多个基因的调控。MC1R基因和ASIP基因是影响黑色素合成的两个重要基因,在黑色素合成和毛色调控过程中起关键作用。MC1R基因的表达产生真黑素,而ASIP基因则通过负调控机制增加褐黑素的生成。文章对近年来与绵羊毛色性状紧密相关的MC1R基因和ASIP基因的研究进展进行综述,旨在增进对绵羊毛色形成机理的了解,为绵羊育种与生产提供理论参考。