牦牛IGF-I基因及IGF-IR基因多态性与生长发育性状关系的研究

摘要

将IGF-I基因和IGF-IR基因作为控制生长发育性状主基因的候选基因，采用PCR-SSCP技术对高原地区五个不同地方牦牛品种(类群)共404个个体(大通牦牛、青海高原牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、新疆牦牛)的IGF-I基因和IGF-IR基因的多态性进行了检测，对具有SSCP多态性的片段进行克隆和测序找出等位基因的多态位点，分析了不同基因型与大通牦牛生长性状的关系，以期从分子水平上为牦牛育种提供理论依据。并对大通牦牛、甘南牦牛、天祝白牦牛的体尺指标进行了比较，研究结果及结论如下： (1)首次在牦牛IGF-I基因的第1内含子发现PCR-SSCP多态，结果表明：该多态位点由一对等位基因A、B控制，进行序列比对发现一处单碱基C的缺失/插入，造成了该多态位点的出现。等位基因A(B)在大通牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、青海高原牦牛、新疆牦牛群体中的基因频率分别为0.9028(0.0972)、0.9234(0.0766)、0.8485(0.1515)、0.7929(0.2071)、0.9200(0.0800)，等位基因A为五个群体中的优势等位基因。 (2)IGF-I基因第5外显子的PCR-SSCP分析结果表明：品种间基因型分布存在显著差异，在大通牦牛中检测到了AA、BB和AB 3种基因型，而在其它群体中只检测到AA型，未检测到AB型和BB型的分布，在该基因位点达到了纯合状态。经克隆测序表明：该位点的多态是由于T→C的突变导致等位基因A突变成等位基因B。 (3)IGF-IR基因的PCR-SSCP结果分析显示该位点的多态是由于一处碱基C→G的突变引起的，等位基因A(B)在大通牦牛，天祝白牦牛、甘南牦牛、青海高原牦牛、新疆牦牛的基因频率分别为：0.6458(0.3542)、0.6802(0.3198)、0.7475(0.2525)、0.5571(0.4429)、0.6100(0.3900)。在此位点所有的群体都处于平衡状态。 (4)对多态位点基因型分布进行卡方检验，发现新疆牦牛在位点IGF-IR-P6处于非平衡状态(P<0.01)并发现多态位点不存在品种分布差异。对多态位点的纯合度、杂合度、有效等位基因数以及多态信息含量进行统计分析，结果表明：IGF-I-P2位点，青海高原牦牛的PIC属于中度多态，大通牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、新疆牦牛的PIC属于低度多态。IGF-I-P5位点，大通牦牛在该位点的PIC属于中度多态，而天祝白牦牛，甘南牦牛，青海高原牦牛，新疆牦牛在该位点达到纯合状态；IGF-IR-P6位点的PIC，纯合度、杂合度、Ne在五个牦牛群体中基本相似，PIC属于中度多态，位点杂合度也较高。 (5)在大通牦牛群体内，分析了IGF-I和IGF-IR基因3个多态位点不同基因型与大通牦牛6月龄、12月龄、18月龄体尺性状的关系，结果显示：IGF-I-P2位点上AA型与6月龄的体重和体斜长存在显著正相关；IGF-I-P2、IGF-IR-P6位点上AA基因对12月龄体重有显著影响；IGF-IR-P6位点AA基因型对体重和体长有显著增加；IGF-IR-P6位点的AA基因型对18月龄体高的优势基因型。 (6)六月龄大通牦牛群体体尺指标与甘南牦牛和天祝白牦牛群体比较可以看出不论公牛群体还是母牛群体，大通牦牛的均体重显著大于甘南牦牛和天祝牦牛群体平均体重，体斜长比较得知，大通牦牛的平均体斜长显著比甘南牦牛和天祝白牦牛长，而在平均体高和平均胸围相比大通牦牛略高于其它两个群体但不显著。这些发育指标上看，大通牦牛表现出明显的杂种优势。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

第一章文献综述

1胰岛素样生长因子系统概述

2胰岛素样生长因子Ⅰ的研究进展

2.1结构与定位

2.2类胰岛素样生长因子-Ⅰ与动物生长性状相关性研究

2.3 IGF-I的作用机理

3 IGF-IR概述

3.1IGF-IR的分子结构

3.2IGF-IR与生长发育

4分子标记在牦牛育种中的应用

4.1牦牛分子育种的基础研究

4.2分子遗传标记的研究

4.3经济性状功能基因的研究

第二章实验研究

1实验材料与方法

1.1实验动物样本及来源

1.2实验主要试剂

1.3主要试剂的配置方法

1.4主要仪器设备

2实验方法

2.1血样的采集

2.2氯仿抽提牦牛全血基因组的方法步骤

2.3基因组DNA浓度和纯度的检测

2.4引物的设计与筛选

2.5 PCR扩增与产物检测

2.6扩增产物的PCR-SSCP分析

2.7克隆测序

3资料的统计与分析

3.1基因频率和基因型频率的计算

3.2基因频率和基因型频率的差异显著性检验(x2独立性检验)

3.3位点遗传纯合度(Ho)、杂合度(He)和有效等位基因数(Ne)

3.4多态信息含量(PolymorphismInformation content，PIC)

3.5统计分析模型

第三章结果与分析

1 IGF-I和IGF-IR基因多态性检测

1.1牦牛基因组DNA样品的检测

1.2 IGF-I基因多态性检测

1.3 IGF-IR基因多态性检测

1.4基因多态位点群体遗传学分析

2 IGF-I和IGF-IR的三个多态位点基因型与牦牛生长发育的分析

2.1各多态位点不同基因型最小二乘均值以及差异显著性检验

2.1大通牦牛群体内各位点与6月龄体尺性状的分析

2.2大通牦牛群体内各位点与12月龄体尺性状的分析

2.3大通牦牛群体内各位点与18月龄体尺性状的分析

2.4大通牦牛群体体尺指标与甘南牦牛和天祝白牦牛公牛群体比较

2.5大通牦牛群体体尺指标与甘南牦牛和天祝白牦牛母牛群体比较

第四章讨论与结论

1关于采样及实验方法的讨论

1.1关于采样方法和样本含量

1.2基因组DNA的提取和保存

1.3 PCR扩增的主要影响因素

1.4 PCR-SSCP技术的主要影响因素

2五个牦牛群体的遗传特征分析

3牦牛IGF-I基因和IGF-IR基因突变位点的检测

4大通牦牛群体内各多态位点与不同生长期的生长发育性状关系

5 IGF-I-P2位点不同基因型差异显著性检验分析

6结论

致谢

参考文献

附录：缩略语表

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