牛MBL2基因多态性及其与精液品质和公牛后裔生产性能的相关性研究

摘要

本实验利用测序和PCR-SSCP的方法，检测了218头中国荷斯坦种公牛甘露糖结合凝集素（Mannan-Binding Lectin-C，MBL2）基因的单核苷酸多态性。利用生物信息学的方法对发现的SNPs位点进行了分析，并分析了其多态性与精液品质和公牛后裔产奶性能及乳房炎抗性的相关性，以及MBL2基因在健康及患乳房炎奶牛不同组织的表达情况。结果如下:
　　1.在牛MBL2基因启动子区发现3个新的突变位点，分别为g.895A/T、g.905A/G和g.956T/C;在外显子1(exon1)发现4个突变位点，即g.1164G/A、g.1197C/A、g.1198G/A和g.1207T/C;在外显子2(exon2)发现了一个新的突变位点g.1676C/T。分析发现，g.1164G/A和g.1197C/A为非同义突变，分别导致其编码的第31位和第42位氨基酸发生精氨酸-谷氨酰胺(R-Q)和脯氨酸-谷氨酰胺(P-Q)替换。只有g.1164G/A和g.1676C/T位点满足Hardy-Weinberg平衡(p＞0.05)。测序发现g.905A/G和g.956T/C紧密连锁，g.1198G/A与g.1207T/C紧密连锁，在相关性分析中合记为g.905W/M和g.1198W/M（W代表野生型等位基因，M代表突变型等位基因）。
　　2.生物信息学分析发现，牛MBL2基因5'调控区不存在CpG岛结构，具有1个TATA box，多个增强子(enhancer)和通用型转录因子(TFⅡD)。此外，在还发现了大量的转录因子结合位点，包括NF-1、AP-2、GR、SP1、c-Myb等。其中g.895A/T、g.905A/G和g.956T/C分别位于GR、c-Myb和NF-E转录原件内，其碱基替换导致转录因子结合位点的改变，可能影响MBL-C的表达。g.1164G/A和g.1197C/A的突变导致MBL-C蛋白质二级结构改变，突变型氨基酸多肽链缺失了一个C型凝集素结构域(C-type1ectin domain)。蛋白质二硫键分析发现，突变导致了二硫键数量、成键强度和成键位置的改变，可能影响蛋白质的装配。
　　3.相关性分析表明，MBL2基因与精液品质、公牛后裔生产性能和乳房炎抗性具有相关性。g.905W/M、g.1164G/A、g.1197C/A位点的野生型和g.895A/T、g.1198W/M位点的杂合子为有利基因型，在精子活力和精子密度方面具有优势。g.895A/T、g.905W/M、g.1198W/M位点的野生型及g.1197C/A位点的杂合子基因型为有利基因型，在乳房炎抗性和产奶性能方面具有优势。
　　4.对MBL2基因在奶牛不同组织中的表达分布分析表明，牛MBL2 mRNA在肝脏、心脏、乳腺、肺、肾脏和肌肉组织中均有表达，在肝脏中表达量最高。患乳房炎个体的肝脏和乳腺组织中MBL2基因的表达量显著高于健康个体(p＜0.05)，健康和患乳房炎奶牛的肺、肾和肌肉组织MBL2基因均为低表达。
　　综上所述，牛MBL2基因5'调控区和外显子区具有丰富的多态性，其可能通过影响基因表达和MBL-C蛋白质二级结构而最终影响精液品质、后裔生产性能和乳房炎抗性。

目录

声明

论文说明

摘要

缩略词

第一章 文献综述

1 MBL的研究进展

1．1 MBL的发现

1．2 MBL的结构

1．3 MBL基因

1．4 MBL功能

1．5 MBL单核苷酸多态性研究

1．6 MBL在动物中的研究

2 后裔测定

3 精液品质

4 本研究的目的及意义

参考文献

第二章 公牛MBL2基因单核苷酸多态性及其与精液品质和后裔生产性能的相关性

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 实验方法

1．3 统计分析

2 结果与分析

2．1 测序结果

2．2 PCR-SSCP分型

2．3 公牛MBL2基因基因型频率、等位基因频率及遗传参数

2．4 物种间MBL2基因同源性分析

2．5 牛MBL2基因5’调控区生物信息学分析

2．6 MBL-C蛋白质二级结构域预测

2．7 相关性分析

3 讨论

3．1 MBL2基因座位群体遗传特性分析

3．2 牛MBL2基因5’调控区生物信息学分析

3．3 蛋白质结构分析

3．4 MBL2基因多态性与精液品质的相关性

3．5 MBL2基因多态性与后裔产奶性能及乳房炎抗性的相关性

参考文献

第三章 MBL2基因在健康和患乳房炎奶牛中的表达差异

1 材料与方法

1．1 材料

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 总RNA的提取及质量

2．2 健康和患乳房炎奶牛不同组织中MBL2基因表达

3 讨论

参考文献

全文结论

研究创新点

附录

攻读学位期间发表的论文

致谢