猪BMP15和BMPR-IB基因的遗传变异及其与产仔性能关系的研究

摘要

猪产仔数的遗传力低，用常规育种方法进行选择收效甚微。所以寻找其主效基因和遗传标记对提高猪产仔数具有重要意义。动物的整个繁殖过程包括生殖细胞生成和成熟、射精、排卵、妊娠和泌乳等各个环节，每一环节都受生殖激素的控制。因此，编码这些生殖激素或其受体的基因是繁殖性能遗传标记最为理想的候选基因。
　　 本研究以莱芜猪、鲁莱黑猪、里岔黑猪、鲁烟白猪、新沂蒙黑猪、大约克夏、长白、杜洛克共8个猪种481头繁殖母猪为实验对象，根据GenBank中发表的猪的骨形态发生蛋白15（BMP15）基因（登录号为AF458070）和骨形态发生蛋白受体（BMPR-IB）基因（登录号为AY157623）的DNA序列，分别在其在其外显子序列内设计引物，采用单链构象多态性（Singlestrand configurations polymorphism，SSCP）技术分别检测这两个基因在上述5个山东地方/培育猪种和3个引进猪种中的单核苷酸多态性（Singlenucleotide polymorphisms，SNPs）。分析群体在多态性基因座上的遗传结构，同时研究这两个基因与八个猪种产仔性能的关系。结果表明：
　　 对于BMP15基因，在山东地方/培育猪种中，莱芜猪和鲁莱黑猪的优势等位基因是A（基因频率在0.5以上），基因型频率都是AC>AA>CC，新沂蒙黑猪和里岔黑猪的优势等位基因是C（基因频率在0.5以上）；在引进猪种中，杜洛克和大约克夏猪的优势等位基因为B（基因频率为1.0000），BB基因型频率最高。经x2检验，除鲁烟白猪、大约克夏和杜洛克猪外，其他各群体基因型分布达到了Hard-Weinberg平衡（P>0.05）。AA基因型母猪中，引进猪种比山东地方/培育猪种母猪的总产仔数和活产仔数平均多产1.20头和1.64头（P<0.05）；CC基因型母猪中，引进猪种比山东地方/培育猪种母猪的总产仔数和活产仔数平均多产1.20头和0.82头（P<0.05）。
　　 对于BMPR-IB基因，山东地方/培育猪种中，莱芜猪、鲁莱黑猪、里岔黑猪和鲁烟白猪的优势等位基因为B（都在0.5以上），新沂蒙黑猪的优势等位基因为A（基因频率为0.7308），莱芜猪和新沂蒙黑猪的AA基因型频率最高，鲁莱黑猪的BB基因型频率最高；引进猪种中，长白猪、大约克夏猪和杜洛克猪的优势等位基因为A（都在0.5以上），长白猪和大约克夏猪的AB基因型频率最高。经x2检验，只有里岔黑猪、鲁烟白猪和长白猪达到了Hardy-Weinberg平衡状态（P>0.05）。山东地方/培育猪种内AA基因型母猪的总产仔数和活产仔数比BB基因型母猪平均多产0.49头和0.51头（P>0.05）；引进猪种中BB基因型母猪比AA基因型母猪总产仔数和活产仔数平均多产分别为1.05头和0.90头（P<0.05）。
　　 母猪年龄是影响多产性的一个重要因素，初产的总产仔数和产活仔数均低于经产胎次。
　　 本研究中BMP15、BMPR-IB基因对所研究猪种的产仔数性状的效应明显，遗传多态性丰富，其中BMP15基因比BMPR-IB基因的遗传效应略大，可以为探讨利用标记辅助选择方法改进猪的产仔数性状进一步提供技术方法和策略，从而提高猪的繁殖性能。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

英文缩略词

1.引言

1.1 主要的分子遗传标记种类

1.1.1 限制性酶切片段长度多态性

1.1.2 随机扩增多态性DNA

1.1.3 扩增片段长度多态性

1.1.4 微卫星

1.1.5 单链构象多态性

1.1.6 单核苷酸多态性

1.1.7 Tetra-ARMS标记

1.2 BMP15基因的研究进展

1.2.1 骨形态发生蛋白15基因的发现

1.2.2 BMP-15基因的结构

1.2.3 BMP-15基因的定位与多态性

1.2.4 BMP-15基因的生物学功能

1.2.5 BMP-15与繁殖性能的关系

1.3 骨形态发生蛋白受体研究进展

1.3.1 BMPR-IB的生物学作用

1.3.2 BMPR-IB基因的分子结构和序列特点

1.3.3 BMPR-IB基因定位情况

1.3.4 骨形态发生蛋白受体与繁殖性能的关系

1.4 研究的目的与主要内容

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.2 主要仪器设备

2.3 工具酶及主要试剂

2.4 缓冲液及主要试剂配制

2.4.1 提取耳组织基因组DNA用缓冲液和试剂

2.4.2 凝胶电泳所用试剂

2.4.3 细菌的转化、阳性克隆的筛选及感受态细胞的制备

2.4.4 质粒提取用缓冲液和试剂

2.5 实验方法

2.5.1 耳组织基因组DNA的提取

2.5.2 DNA样品浓度测定

2.5.3 琼脂糖凝胶电泳检测

2.5.4 PCR扩增及检测

2.5.5 PCR-SSCP分析

2.5.6 DNA片段的回收

2.5.7 PCR产物与载体的连接

2.5.8 大肠杆菌的转化

2.5.9 质粒DNA的提取

2.5.10 质粒DNA的酶切鉴定

2.5.11 质粒DNA的序列测定

2.6 实验数据的统计分析

2.6.1 基因频率

2.6.2 基因型频率

2.6.3 基因型分布的差异显著性检验（卡方检验）

2.6.4 遗传多态性分析

2.6.5 基因型与产仔数性状相关分析

3 结果与分析

3.1 猪BMP15基因的多态性及其对繁殖性状的影响

3.1.1 BMP15基因的PCR扩增结果

3.1.2 BMP15基因的PCR-SSCP多态性

3.1.3 BMP15基因重组质粒的酶切鉴定

3.1.4 BMP15基因的克隆测序结果

3.1.5 BMP15基因及基因型频率和等位基因频率

3.1.6 BMP15基因的群体遗传特性

3.1.7 BMP15基因的遗传变异对产仔数性状的影响

3.2 猪BMPR-IB基因的多态性及其对繁殖性状的影响

3.2.1 BMPR-IB基因的PCR扩增结果

3.2.2 BMPR-IB基因的PCR-SSCP多态性

3.2.3 BMPR-IB基因重组质粒的酶切鉴定

3.2.4 BMPR-IB基因的克隆测序结果

3.2.5 BMPR-IB基因及基因型频率和等位基因频率

3.2.6 BMPR-IB基因的群体遗传特性

3.2.7 BMPR-IB基因的遗传变异对产仔数性状的影响

4.讨论

4.1 关于BMP15基因和BMPR-IB基因的多态性检测

4.2 BMP15和BMPR-IB基因遗传变异与产仔数之间的关系

4.3 与繁殖性状相关的六个候选基因对猪产仔性能影响的比较

4.3.1 候选基因的遗传变异对不同类型猪种产仔性能影响的比较

4.3.2 候选基因的遗传变异对八个猪种产仔性能影响的比较

结论

参考文献

致谢

作者简介

攻读学位期间发表论文情况