肉牛脂代谢相关基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状相关分析

摘要

本研究以鲁西牛、南阳牛、延黄牛以及延边牛4个品种肉牛群体共计356个体为材料，采用序列分析技术结合生物信息学方法，研究了影响牛脂肪代谢的MC4R、LEPR、HSL、LPL、SCD等5个候选基因部分基因座位的SNP位点，探讨了试验牛群的遗传结构和遗传多样性;并对157头延边牛在上述位点的肉质性状指标进行了相关性分析，以期筛选出显著影响肉牛肉质性状的功能基因或分子标记，为肉牛种质资源保存与利用和延边牛高效选育提供遗传学依据。试验得到以下主要结果:
　　1、在HSL基因发现7处突变，四个试验牛群体在1208bp、1537bp、1574bp、1729bp、1740bp、1869bp、与1921bp处的突变均处于中度多态和低度多态。其中，1729bpA→G的突变导致编码蛋白的氨基酸由谷氨酰胺突变为精氨酸，1740bpT→C的突变导致丝氨酸突变为脯氨酸，1869bpA→G的突变导致缬氨酸突变为异亮氨酸，1921bpA→G的突变导致谷氨酸突变为赖氨酸。
　　与延边牛肉质性状相关分析表明:1208bp A→C位点与眼肌面积、系水力、亮度、肉豆寇酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸呈显著相关显著相关;1537bpA→C位点与蒸煮损失、滴水损失、黄色度显著相关;1729bp A→G位点与宰前活重、胴体重、背膘厚、肉豆寇酸、棕榈酸、亚油酸、丝氨酸、精氨酸、赖氨酸显著相关;1921bp A→G位点与宰前活重、胴体重、肉豆寇酸、亚油酸、亚麻酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、脯氨酸、赖氨酸显著相关。
　　2、在LPL基因329bp的A→T突变在延边牛群体中处于中度多态，其余牛群体均处于低度多态;该突变引起苏氨酸突变为丝氨酸，与延边牛眼肌面积、蒸煮损失、滴水损失、PH、肉豆蔻酸、亚油酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸显著相关;
　　3、在LEPR基因2831bp的C→T突变在四个牛群体中均处于中度多态，使苏氨酸突变为蛋氨酸，引起了疏水性结构改变，导致蛋白质二级结构在第940处左右出现一个α螺旋丢失、β折叠增加，改变了三级结构中α螺旋、β转角的空间位置，经相关分析表明该位点与延边牛背膘厚、眼肌面积、蒸煮损失显著相关。
　　4、在MC4R基因1069bp发现C→G的突变在四个牛群体中属于中度多态，引起亮氨酸突变为缬氨酸，疏水性结构改变，导致蛋白质二级结构在166、243、281处出现α螺旋丢失、β折叠丢失，三级结构中β转角的空间位置发生改变。相关分析表明该位点与延边牛背膘厚、亮度、黄色度、肉豆蔻酸、亚油酸及亚麻酸显著相关。
　　5、在SCD基因发现3处突变在四个牛群体中均处于中度多态。其中，1022bp处的突变使编码蛋白的氨基酸由丙氨酸突变为缬氨酸，导致了疏水性结构改变，表现为缬氨酸编码蛋白的疏水性高于丙氨酸编码蛋白的疏水性;引起蛋白质二级结构在第291处出现α螺旋的丢失、无规则卷曲丢失，289处出现β折叠丢失，但蛋白质三级结构没有变化。相关分析表明846bp A→G的突变与延边牛宰前活重、胴体重、背膘厚、硬脂酸、亚油酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸含量显著相关，而1022 bpC→T的突变与天冬氨酸、酪氨酸、硬脂酸含量显著相关。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 肉牛分子育种

1．2 脂质沉积相关基因研究进展

1．2．1 激素敏感脂肪酶(HSL)基因

1．2．2 脂蛋白脂酶基因(LPL)

1．2．3 黑皮质素受体-4(MC4R)基因

1．2．4 瘦素受体(LEPR)

1．2．5 硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)

第二章 肉牛HSL基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状的相关分析

2．1 实验材料

2．1．1 试验动物

2．1．2 实验仪器

2．1．3 试剂及试剂配制

2．2 实验方法

2．2．1 牛主要性状指标

2．2．2 基因组DNA的提取

2．2．3 DNA浓度及纯度检测

2．2．4 引物设计与合成

2．2．5 PCR反应体系及扩增程序

2．2．6 测序

2．3 统计分析

2．3．1 基因频率和基因型频率

2．3．2 群体平衡性检验

2．3．3 群体遗传多态指标计算纯合度(Homozygosity，Ho)

2．3．4 位点杂合度(heterozygosity，he)

2．3．5 有效等位基因数(Ne)

2．3．6 多态信息含量(PIC)

2．3．7 统计分析模型

2．3．8 生物信息学分析

2．4 结果与分析

2．4．1 牛血液基因组DNA的电泳检测结果

2．4．2 HSL基因PCR产物及基因测序结果

2．4．3 HSL基因的生物信息学分析

2．4．4 1208A→C位点遗传学分析

2．4．5 1537A→C位点遗传学分析

2．4．6 1574G→A位点遗传学分析

2．4．8 1740A→G位点遗传学分析

2．4．9 1869C→T位点遗传学分析

2．4．10 1921A→G位点多态位点遗传学分析

2．4．11 HSL基因多态位点与延边牛肉质、胴体性状的关联分析

2．5 讨论

2．5．1 HSL基因多态性及性状的关联分析

2．5．2 HSL基因遗传学分析

2．6 本章小结

第三章 肉牛LPL基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状的相关分析

3．1 试验材料

3．2 试验方法

3．2．1 LPL基因的引物设计

3．3 统计分析

3．4 结果与分析

3．4．1 LPL基因的生物信息学分析

3．4．2 LPL基因PCR产物及基因测序结果

3．4．3 LPL基因329bp A→T位点遗传学分析

3．4．4 LPL基因329bp A→T位点突变的生物信息学分析

3．4．6 LPL基因329bp A→位点与延边牛经济性状的关联分析

3．5 讨论

3．5．1 LPL基因的生物信息学分析

3．5．2 LPL基因多态性及性状的关联分析

3．5．3 LPL基因的遗传学分析

3．6 本章小结

第四章 肉牛LEPR基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状的相关分析

4．1 试验材料

4．2 试验方法

4．2．1 LEPR基因的引物设计

4．3 统计分析

4．4 结果与分析

4．4．1 LEPR基因的生物信息学分析

4．4．2 LEPR基因PCR产物及基因测序结果

4．4．3 LEPR基因多态位点遗传学分析

4．4．4 LEPR基因2831bpC→T位点突变的生物信息学分析

4．4．6 LEPR基因g2831bpC→T位点突变的蛋白质三级结构分析

4．4．8 LEPR g2831bpC→T位点与延边牛经济性状的关联分析

4．5 讨论

4．5．1 LEPR基因多态位点与肉质性状的关联分析

4．5．2 LEPR基因的多态性分析

4．5．3 2831bpC→T位点突变的生物信息学分析

4．6 本章小结

第五章 肉牛MC4R基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状的相关分析

5．1 试验材料

5．2 试验方法

5．2．1 MC4R基因的引物设计

5．3 统计分析

5．4 结果与分析

5．4．1 MC4R基因的生物信息学分析

5．4．2 MC4R基因PCR产物及基因测序结果

5．4．3 MC4R基因1069bpC→G位点遗传学分析

5．4．4 MC4R基因1069bpC→G位点突变的生物信息学分析

5．4．7 MC4R基因1069bpC→G位点突变的蛋白质疏水性分析

5．4．8 MC4R基因1069bpC→G位点与延边牛经济性状的关联分析

5．5 讨论

5．5．1 MC4R基因多态性及与肉质性状的关联分析

5．5．2 g1069bpC→G位点突变的生物信息学分析

5．6 本章小结

第六章 肉牛SCD基因遗传多态性及其与延边牛肉质性状的相关分析

6．1 试验材料

6．2 试验方法

6．3 统计分析

6．4 结果与分析

6．4．1 SCD基因的生物信息学分析

6．4．2 SCD基因PCR产物及基因测序结果

6．4．3 SCD基因多态位点遗传学分析

6．4．4 SCD基因1022C→T位点突变的生物信息学分析

6．4．7 SCD基因1022C→T位点突变的蛋白质疏水性分析

6．4．8 SCD基因多态位点与延边牛经济性状的关联分析

6．5 讨论

6．5．1 SCD基因多态性及性状的关联分析

6．5．2 SCD基因的生物信息学分析

6．6 本章小结

7．1 结论

7．2 创新点

7．3 下一步工作设想

参考文献

致谢

作者简介

博士期间发表文章