牛、羊和鹿科动物遗传多样性及起源研究进展

牛、羊和鹿资源是人类的宝贵财富,不仅能够为人类提供丰富的肉奶等产品,而且在医药、科学研究等方面有着无可替代的价值,但这些遗传资源正在丢失并且部分品种已经濒危甚至灭绝。探究其遗传多样性和起源可全面的了解群体现状、遗传变异和分化以及明确祖先类型和迁徙路线,并提出科学的保种选育方案,为遗传资源保护提供科学依据。本文综述了牛、羊和鹿科动物的遗传多样性的研究方法以及父系、母系起源的研究进展,为保护种质资源和濒危物种以及遗传资源的开发利用提供参考依据。

基于SNP位点的吉林梅花鹿分子系谱构建及群体遗传结构分析

旨在利用全基因重测序技术获得的SNP位点为吉林梅花鹿保种群构建分子系谱,并对其遗传结构进行分析。本研究在锯茸期采集保种群的吉林梅花鹿血液10 mL(n=425),其中成年公鹿132只、成年母鹿208只、仔鹿85只,提取DNA后进行全基因重测序。通过计算血源同源系数(IBD)分析吉林梅花鹿亲缘关系;基于观测杂合度(Ho)、期望杂合度(He)、多态信息含量(PIC)、系统发育树和群体分化指数(Fst)等对吉林梅花鹿保种群遗传结构进行分析。通过全基因重测序筛选出25548601个高质量SNPs,425个样本共组成了90100对亲缘关系,平均亲缘系数为0.4351,得出195对父子关系与143对母子关系,占到采样群体原始系谱记录的92%,检出原始系谱错误率为2.2%,纠正了原始记录错误8处,具有较高的准确性和可靠性;分析群体分化指数(Fst),东丰型吉林梅花鹿与伊通型距离较远;绘制系统发育树,将吉林梅花鹿保种群划分为17个家系;采用的SNP标记平均观测杂合度为0.456,平均期望杂合度为0.277,平均多态信息含量为0.627,吉林梅花鹿保种群平均近交系数为0.078,存在较弱的近交。本研究建立了吉林梅花鹿保种群的分子系谱并对其群体遗传结构进行了分析,这对于保护吉林梅花鹿遗传多样性和规划保种群后续选育计划至关重要。

基于mtDNA和Y染色体基因片段的塔河马鹿种公鹿遗传多样性分析

旨在从分子层面探究塔河马鹿种公鹿的遗传多样性和塔河马鹿的祖先类型。本研究在锯茸期采集新鲜血液并提取DNA,通过PCR扩增和直接测序的方法对38头塔河马鹿种公鹿Y染色体的AMELY2、DBY、SRY基因和mtDNA的ND1、COX1、ATP6、ND5、Cytb基因进行分析,计算碱基组成、核苷酸多样性(Pi)、平均核苷酸差异数(K)、Tajima’D值、单倍型数量(H)以及单倍型多样性(Hd)来评估塔河马鹿种公鹿的遗传多样性;构建单倍型网络图并计算各单倍型之间的遗传距离,以白唇鹿为外群构建系统进化树,分析塔河马鹿种公鹿父母系的类型。结果显示,Y染色体的AMELY2、DBY、SRY基因比对后拼接长度为3577 bp,共检测出17个SNPs多态位点,定义4个单倍型,优势单倍型为Hap-1,所占频率为65.79%。核苷酸多样性为0.00195,单倍型多样性为0.4950,遗传多样性水平较低,基于Y染色体基因构建的系统进化树显示存在A、B两大分支。mtDNA的ND1、COX1、ATP6、ND5、Cytb基因比对后拼接长度为6160 bp,共检测出41个SNPs多态位点,定义8个单倍型,优势单倍型为Hap-1,所占频率为47.37%。核苷酸多样性为0.00154,单倍型多样性为0.6999,表现出高单倍型多样性低核苷酸多样性的不平衡状态,遗传多样性处于较低水平,基于mtDNA构建的系统进化树显示存在Ⅰ、Ⅱ两大分支。塔河马鹿种公鹿的遗传多样性处于较低的水平,塔河马鹿群体存在两个祖先类型。

北极狐、银狐血清生化指标的比较分析

为了比较冬毛期北极狐与银狐血清生化指标的差异,随机选择健康成年北极狐、银狐各80只(公、母各半),在打皮期采用腿静脉采血方法,并应用全自动生化分析仪,测定了北极狐和银狐的血清生化指标。结果表明,血清肝功能各指标总蛋白(TP)、白蛋白(Alb)、碱性磷酸酶(ALP)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、γ-谷氨酰基转移酶(GGT)、总胆汁酸(TBA)、总胆红素(T.Bili)和直接胆红素(D.Bili)两物种间均差异极显著(P <0.01),除天门冬氨酸氨基转移酶(AST)(P=0.006)、γ-谷氨酰基转移酶(GGT)(P=0.018 3)两指标在性别上有显著差异和ALP在年龄上有显著差异(P=0.014 5)外,其他各指标在年龄和性别上差异均不显著(P> 0.05);血清血脂功能指标中胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)、载脂蛋白A1(ApoA1)、载脂蛋白B(ApoB)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)两物种之间除ApoA1没有显著差异(P=0.892 9),其他各指标均有显著差异(P <0.05),在性别方面,除LDL-C没有显著差异(P=0.180 9)外,其他各指标均有显著差异(P <0.05);血清心肌类乳酸脱氢酶(LDH)在性别方面没有显著差异(P> 0.05),血清心肌类肌酸激酶(CK)和肾功能肌酐(Cre)指标在两物种间及性别方面均有显著差异(P <0.05);血清脂蛋白(a)[Lp(a)]、胆碱酯酶(CHE)在两物种之间均无显著差异(P>0.05)。北极狐与银狐的肝功能各指标均存在极显著的差异,北极狐与银狐的血脂指标除ApoA1外均存在显著或极显著差异。此外,血清肌酐银狐显著高于北极狐;银狐的血清肌酸激酶显著低于北极狐;血清乳酸脱氢酶北极狐显著低于银狐。

水貂毛色性状遗传机理解析及优良品种培育研究进展

被毛颜色作为一个直观且易被识别的重要经济性状,在水貂优良品种培育过程中备受关注。不同毛色皮张的品质和价格也存在一定的差异,因此,探明水貂毛色遗传机理已成为育种者不可避免的问题。作者从遗传学角度对水貂的毛色进行分类,对决定其毛色性状的黑素亲和素(MLPH)、溶酶体转运调节基因(LYST)、酪氨酸酶相关蛋白1(TYRP1)、小眼畸形相关转录因子(MITF)、酪氨酸酶(TYR)、刺鼠信号蛋白(ASIP)、内皮素受体(EDNRB)基因与配对盒基因3(Pax3)转录因子的DNA序列变异与毛色表型之间的关系进行了综述,并概述了中国在培育水貂优良品种方面取得的重要成果,以期为今后系统性研究水貂毛色形成机理、制定育种目标与方案及新色型品种的选育提供借鉴和参考。

分子育种技术在水貂毛绒品质性状相关基因中的应用进展

分子育种技术是以DNA或RNA为基础,将分子片段整合和重组,连接载体到"受体"生物的细胞内,与原有的DNA结合,使后代"表达"出新引入DNA携带的遗传信息,从而快速、稳定而定向地培育出新品种的现代育种方法,该技术可为水貂新品种的选育与改良提供一种新途径。该文综述了分子育种技术在水貂毛绒品质性状相关候选功能基因中的应用进展,分析了开展水貂分子育种的必要性,进一步展望了今后开展水貂分子育种的思路,以期为培育优质水貂新品种提供理论依据。

水貂生长性状相关基因的分子遗传标记研究进展

分子遗传标记技术是以物种突变造成DNA片段长度多态性为基础的,可以直接探测DNA水平差异,不受时间和空间限制,具有标记数量丰富、多态性高的优点。它突破了形态和细胞水平上遗传标记的局限性,发挥着独特的优势,可大大提高育种的效率和准确性。大量研究表明分子遗传标记技术可应用于家畜生长性状相关基因的筛选并进行群体的育种工作。水貂作为一种珍贵的特种经济动物,具有重要的经济价值,当前应用分子遗传标记技术对水貂进行分子育种已成为热点。本文综述了水貂生长性状相关基因的分子遗传标记研究进展,可为分子遗传标记技术在水貂育种中的应用提供参考。

水貂ASIP基因单倍型检测及其皮肤组织mRNA差异表达分析

试验旨在探究鼠灰色(agouti signaling protein,ASIP)基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNPs)形成的单倍型及皮肤组织差异表达mRNA对水貂被毛色素沉积的影响。通过PCR扩增、Sanger测序技术对金州黑水貂、红眼白水貂和名威银蓝水貂ASIP基因进行SNPs单倍型检测分析,利用实时荧光定量PCR技术检测3种毛色皮肤组织ASIP基因的表达量,分析单倍型及mRNA差异表达与毛色表型的相关性。结果表明,301个样本中共检测到10个SNPs,内含子2中4个SNPs(G18A、A159G、G235T、C1189T)共形成10种单倍型(Hap1~Hap10),其中Hap1(GAGC)和Hap2(GAGT)是3种不同毛色水貂群体的共享单倍型;部分内含子3中6个SNPs(C252T、A290C、G298C、A340G、T343C、T379C)形成4种单倍型(Hap1~Hap4),且Hap2(CCCGCC)是名威银蓝水貂群体的主体单倍型。5个位点(A290C、G298C、A340G、T343C、T379C)均处于完全连锁不平衡状态。实时荧光定量PCR检测显示,金州黑水貂和名威银蓝水貂ASIP基因mRNA表达量分别是红眼白水貂的1.25和0.95倍,三者间差异不显著(P>0.05)。研究结果初步提示,ASIP基因调控水貂不同毛色表型形成的分子机制可能存在差异。

水貂FGF5基因多态性及其与毛长性状的关联分析

本研究旨在检测水貂成纤维细胞生长因子5(fibroblast growth factor 5,FGF5)基因多态性,解析该基因变异位点与水貂毛长性状的相关性。首先对30只美国短毛黑水貂的FGF5基因部分序列进行了扩增和测序;使用DNAMAN软件分析发现,FGF5基因内含子1中T376C位点存在多态性位点;通过在线酶切软件NEBcutter V2.0分析表明,Taq I内切酶可用于该SNP位点基因分型。以美国短毛黑水貂和丹麦咖啡水貂共计252个血液样本的基因组DNA作为模板,采用PCR-RFLP技术对252只美国短毛黑水貂和丹麦咖啡水貂FGF5基因T376C位点进行了基因分型,并将该位点与水貂毛长性状进行关联分析。结果表明:PCR扩增片段在376位点存在突变,该位点存在2个等位基因T和C,形成TT、TC和CC 3种基因型,该变异位点在美国短毛黑水貂群体中为中度多态(0.25<PIC<0.05),而在丹麦咖啡水貂群体中表现为高度多态(PIC>0.25);χ^2检验结果显示,T376C位点在美国短毛黑水貂群体处于Hardy-Weinberg平衡状态,在丹麦咖啡水貂群体显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态;关联分析表明,FGF5基因T376C位点与水貂毛长性状极显著相关(P<0.0001)。研究结果提示,FGF5基因T376C位点可能是影响水貂毛长性状的主控位点,可作为水貂毛长性状潜在的分子遗传标记。

梅花鹿基因组微卫星分布特征研究

为深入研究梅花鹿基因组中微卫星结构和特征,开发梅花鹿专用微卫星标记,本研究利用课题组前期测序、拼接和组装得到的梅花鹿基因组序列,搜索并分析了微卫星分布特征。在梅花鹿基因组中1~6 bp碱基微卫星有354766个,总长度为7696656 bp,相对密度为3229.89 bp/Mb,约占基因组总长度的0.31%。不同类型微卫星拷贝数量占比和大小分别为二碱基(80.33%)>三碱基(9.86%)>五碱基(4.25%)>四碱基(3.64%)>单碱基(1.58%)>六碱基(0.32%)。1~6 bp不同碱基类型微卫星的优势类别分别为A、TG、AGC、AAAT、ACTGA和TTCACT。将微卫星定位到了33条染色体上,分布频率最高的是X染色体,其次是30号染色体,最低的是7号染色体,梅花鹿33条染色体序列长度与所含微卫星数量呈正相关(r=0.99,P<0.0001)。梅花鹿基因组中16 bp碱基微卫星数量丰富,能够筛选出足够的微卫星标记,用于梅花鹿亲子鉴定、个体识别技术。

基于iTRAQ蛋白组学技术挖掘水貂生长调控关键蛋白

为了分析水貂在不同日龄胸肌组织蛋白质表达模式,探究水貂生长发育调控机制,试验选取相同条件下饲养的健康雄性银蓝水貂9只,分别在45日龄、90日龄、120日龄时各宰杀3只取胸肌组织,利用iTRAQ定量蛋白组学技术构建银蓝水貂蛋白质表达图谱,筛选显著差异表达蛋白,并进行GO功能注释、KEGG信号通路富集、时间趋势聚类分析。结果表明:在银蓝水貂胸肌组织中共鉴定到2922种蛋白质,其中189种在水貂生长过程中发生了显著差异表达(差异倍数≥1.2或≤0.83,P<0.05),有25种差异表达蛋白与肌肉发育相关。差异表达蛋白主要参与了核糖体生物合成、蛋白靶向内质网、翻译、肌动蛋白介导的细胞收缩、肌丝滑动、ATP酶活性调控等生物学过程;富集到了核糖体、翻译、氧化磷酸化、能量代谢、心肌收缩等信号通路中。差异表达蛋白在Profile 2与Profile 5两种表达模式显著富集,Profile 2模式中的差异表达蛋白在90日龄表达量显著下降,主要参与了翻译、蛋白质代谢过程、核糖体生物合成;Profile 5模式中的差异表达蛋白在90日龄表达量最高,主要参与了骨骼肌系统、肌细胞发育、氧化磷酸化。说明这些差异表达蛋白可以作为水貂生长发育相关的候选蛋白,用于水貂生长发育分子调控机制的阐明及大型优质水貂品种的培育。

水貂毛色关联TYRP2基因编码区序列鉴定及比较基因组学分析

探究水貂酪氨酸酶相关蛋白2(TYRP2)基因的分子结构特性及其调控被毛色素沉积的生理功能。利用比较基因组学方法基于水貂皮肤转录组测序获得的TYRP2基因完整编码区(CDS)核苷酸及其编码氨基酸序列的结构特性开展了系统的生物信息学预测及比较基因组学分析。结果:RNA-seq获取的水貂TYRP2基因长度为3385 bp,CDS长度1554 bp,共编码517个氨基酸。进一步分析发现,TYRP2编码蛋白二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,属混合型二级结构,为酸性不稳定亲水蛋白质;含有1个信号肽,1个跨膜区,形成8对二硫键,包括46个磷酸化位点与7个糖基化位点,179~409位氨基酸为酪氨酸酶家族共有核心结构域。亚细胞定位显示,水貂TYRP2蛋白位于细胞外,属一种分泌型蛋白,主要在细胞内质网中发挥其生物学功能。编码氨基酸序列比对表明,水貂与其他10个食肉目物种TYRP2基因编码氨基酸序列均存在2个保守的铜离子结合位点:CuA和CuB。水貂TYRP2基因鉴定及序列分析为解析其调控被毛色素沉积的生理功能提供了详尽的生物学基础信息。