牛亚科动物线粒体基因密码子偏好性及聚类分析

运用多种分析软件对13种牛亚科动物及4种对照动物线粒体的编码蛋白基因进行分析。结果表明,牛亚科动物线粒体基因的有效密码子数(ENC)都小于40.50,显示出明显的密码子偏好性,在碱基组成上偏爱以A结尾的密码子。同义密码子使用度(RSCU)表明,共有13个密码子在编码使用上具有偏好性。在聚类分析中,基于线粒体基因密码子偏好性的聚类结果与基于线粒体基因序列的聚类结果基本一致,说明物种的亲缘关系与密码子使用偏好性有关,线粒体基因密码子偏好性和线粒体基因序列均可以用于物种的分类研究。美洲野牛与牦牛聚为一类,爪哇野牛、普通牛、原始牛和瘤牛聚为一类,支持将牦牛划分为牛亚科中的一个独立属即牦牛属的观点。

三江黄牛mtDNA Cytb基因序列多态性及其系统进化分析

根据普通牛线粒体细胞色素b(Cytb)基因序列设计引物,扩增获得三江黄牛线粒体细胞色素b基因全序列,并以绵羊为外属对牛亚科代表性的17个品种的Cytb基因序列进行系统进化分析,以期了解三江黄牛的遗传多样性。结果表明:三江黄牛线粒体Cytb基因序列长1 140 bp,T、C、A、G 4种碱基的平均百分比分别为25.78%、28.55%、32.15%和13.52%;三江黄牛共有16种单倍型,平均单倍型多样性(Hd)为0.6923,平均核苷酸多样性(Pi)为0.006 25,遗传多样性较为丰富;系统进化分析显示三江黄牛是中国众多黄牛类群中的一支,与北方黄牛的亲缘关系较近,推测其是由普通牛和瘤牛共同进化而来,目前应该扩大种群的数量,以维持群体内部的遗传多样性。

牦牛MC1R基因的克隆测序及其分析研究

以麦洼牦牛、斯布牦牛、天祝牦牛和九龙牦牛为研究对象,对黑色素皮质素受体1(Melanocortin receptorⅠ,MC1R)基因编码区进行了克隆测序及分析。结果表明,牦牛的MC1R基因编码区全长954 bp,编码317个氨基酸;4个牦牛品种间及与普通牛间在MC1R基因的编码区内共有13个碱基差异,无碱基的插入和缺失现象,编码蛋白共有9个氨基酸差异。MC1R蛋白为亲水性蛋白,无信号肽,有糖基化位点和7个跨膜区。系统进化分析显示,麦洼牦牛与斯布牦牛的MC1R基因相似性最近。本研究结果对今后开展MC1R基因与牦牛毛色性状的相关性分析以及牦牛的毛色遗传机理、基因定位、基因表达调控等研究具有重要的意义。

牦牛G蛋白信号转导调节因子2克隆及序列分析

为了初步探讨牦牛RGS2基因的结构和功能,试验采用RT-PCR方法及TA克隆法得到麦洼牦牛RGS2基因,并运用不同的生物信息学软件对序列进行分析。结果表明:牦牛RGS2基因系列含1个540 bp的开放阅读框,共编码178个氨基酸,Gen Bank数据库中登录号为FJ786041。编码Phe的密码子UUU、编码Leu的密码子UUG、编码Ile的密码子AUU等20种密码子为该基因的偏好性密码子,确定的27种最优密码子均以G或C结尾。RGS2氨基酸序列与普通牛、绵羊、山羊相似性分别为99.5%、96.3%、96.1%。系统发育树上,牦牛与普通牛聚在一起,亲缘关系最近。

三江黄牛全基因组数据分析

【目的】研究三江黄牛群体遗传多样性,从基因组层面讨论其群体遗传变异情况。【方法】提取50个体基因组总DNA,等浓度等体积混合,构建混合样本DNA池,利用CovarisS2进行随机打断基因组DNA,电泳回收长度500 bp的DNA片段,构建DNA文库。应用Illumina HiSeq 2000测序,最终得到测序数据。利用BWA软件将短序列比对到牛参考基因组(UMD 3.1),来检测三江黄牛基因组突变情况。SAMtools、Picard-tools、GATK、Reseqtools对重测序数据进行分析,Ensemb1、DAVID、dbSNP数据库对SNPs和indels进行注释。【结果】全基因组重测序分析共计得到77.8 Gb序列数据,测序深度为25.32×,覆盖率为99.31%。测序得到778 403 444个reads和77 840 344 400个碱基,比对到参考基因组(UMD 3.1)的reads为673 670 505,碱基为67 341 451 555,匹配率分别为86.55%和86.51%,成对比对上的reads数为635 242 898(81.61%),成对比对上的碱基数为63 512636 924(81.59%);共确定了20 477 130个SNPs位点和1 355 308个indels,其中2 147 988个SNPs(2.4%)和90 180个indels(6.7%)是新发现的。总SNPs中,鉴定出纯合SNPs989 686(4.83%),杂合SNPs19 487 444(95.17%),纯合/杂合SNP比为1:19.7。转换数为14 800 438个,颠换为6 680 058个,转换/颠换(TS/TV)为2.215。剪切位点突变SNP727个,开始密码子变非开始密码子SNP117个,提前终止密码子的SNP 530个,终止密码子变非终止密码子SNP88个。检测到非同义突变数为57 621,同义突变为83 797,非同义/同义比率为0.69。检测到非同义SNPs分布在9 017个基因上,其中发现567个基因与已报道的重要经济性状相符,肉质、抗病、产奶、生长性状、生殖等相关基因的数量分别为471、77、21、10、8个,其中包括功能相重叠的基因;indels数据中,缺失数量为693 180(51.15%),插入数量为662 148(48.85%),纯合indels数量为161 198(11.89%),杂合indels数量1 194 110(88.11%),大部分的变异都位于基因间隔区和内含子区;三江黄牛全基因组杂合度(H)、核苷酸多样性(Pi)及theta W分别为7.6×10^(-3)、0.0 039、0.0 040,说明其遗传多样性较为丰富。三江黄牛群体Tajima'D为-0.06 832,推测可能由于群体内存在不平衡选择所致。【结论】本研究为进一步分析与经济性状相关的遗传学机制和保护三江黄牛品种遗传多样性提供了基因组数据支持。

麦洼牦牛的随机扩增多态性DNA遗传多样性分析

利用随机扩增多态性DNA(RAPD)分子标记对麦洼牦牛粉嘴和纯黑2个选育群共100头个体进行遗传多样性分析,并用DCFA、Popgen1.32等软件分析了群体间和群体内的基因频率、群体分化指数(Gst)和基因流(Nm)等参数。结果表明:8个RAPD随机引物共检测到65种清晰谱带,其中具有多态性的谱带57条,多态频率为87.7%。在粉嘴群中,多态位点有45个,多态频率为69.23%,Nei氏基因多样性指数(H)为0.245;纯黑群中,多态位点有52个,多态频率为80.00%,H为0.260,显示2个群体遗传多样性均较丰富,且多样性相近。麦洼牦牛2个群体总的多样性指数(Ht)为1.877,有效等位基因数(Ne)为1.455,H为0.280,表明麦洼牦牛的遗传多样性较丰富。纯黑群体与粉嘴群体间的遗传距离(D)为0.073,群体内遗传变异大于群体间。