家畜生殖軸和生長軸基因進化驅動力及功能研究.pdf

1、本文目的是研究家畜生殖軸和生長軸相關基因的進化驅動力，并試探性解釋基因與性狀之間聯(lián)系。以透明帶蛋白(ZonaPellucida，ZP)基因和乳鐵蛋白(Lacto ferrin，LF)基因為例，研究家畜群體中基因與多態(tài)的進化機制，期望為家畜遺傳育種提供理論參考。
　　研究中首先通過對已發(fā)表生長相關文獻進行挖掘并結合已有數(shù)據庫搜集了一些與生殖軸和生長軸相關的基因。采用CODEML軟件估計了基因編碼序列的非同義替換率與同義替換率比值ω（

2、=dN/dS），以此來檢測生殖軸、生長軸中正選擇驅動下的基因（即ω＞1）。之后利用GO和DAVID對生殖軸和生長軸中正選擇基因進行功能注釋與富集。研究中構建了生長軸基因網絡并研究了基因進化驅動力與網絡的關系。最后利用基因測序技術識別了豬ZP2和ZP4基因中的SNP位點，利用基于FST和He聯(lián)合分布的聚合模型(coalescentmodel)，結合Tajima'D、Fu和Li'sD*、Fu和Li'sH*和Fu'sFs等群體進化檢驗方法來研

3、究大白豬、長白豬和長大二元雜豬群體中ZP基因核苷酸多態(tài)的進化。
　　研究結果有:
　　(1)搜集了311個生殖軸基因，722個生長軸基因，其中45個生殖軸，46個生長軸基因由正選擇驅動，其余基因為中性進化或純化選擇。生殖軸正選擇基因功能涉及調控星形細胞的分化和相關過程的激活，正調控蛋白的代謝和調控MAP蛋白激酶的活性。生長軸正選擇基因功能涉及細胞死亡(celldeath)、增殖(cellproliferation)、調控等和

4、生長過程中的蛋白激酶代謝和修飾過程。
　　(2)生長軸基因系統(tǒng)發(fā)生樹中不同進化枝(branch)受到選擇壓力不同?；蜻M化驅動力與基因網絡之間存在弱的負相關(相關系數(shù)Φ=-0.200)。
　　(3)豬ZP2基因中檢測到7個SNP，這7個多態(tài)位點全部處于中性進化下，與豬產仔數(shù)均無顯著關聯(lián);ZP4中檢測到27個SNP，其中T2950C受正選擇，但該突變與豬產仔數(shù)無顯著關聯(lián)，其余SNP均為中性突變，但A268T與豬產仔數(shù)存在顯著關

5、聯(lián)(P＜0.05)，研究發(fā)現(xiàn)T2950C與A268T在大白豬群體中緊密連鎖。
　　(4)乳鐵蛋白在進化中為正選擇。正選擇的蛋白位點位于乳鐵蛋白與病原菌識別區(qū)域，這一區(qū)域也是LF中抗菌結構域Lfcin和Lfampin所在區(qū)域。
　　生殖軸和生長軸中正選擇基因是家畜適應性進化的反映，篩選出的正選擇基因可以作為研究家畜繁殖與生長的重要參考。對乳鐵蛋白的研究說明正選擇驅動下的蛋白位點或結構域意味著功能重要性，這可以為實驗室開展基因功