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作者：

侯金星

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摘要：

产奶性状是奶山羊的主要经济性状,包括产奶量,乳脂率和乳蛋白率等.目前,许多学者认为这些数量性状的表现不仅受微效多基因或QTL控制,而且也与主效基因调控密切相关.因此,寻找这些性状的主效基因或与之相连锁的分子标记,研究功能基因的调控机理,是开展奶山羊分子育种工作的前提.以分子标记辅助选择为核心的多基因聚合育种技术能直接在DNA水平上对产奶性状的基因型进行选择,克服了传统育种方法准确性低的问题,可显著加快遗传进展,提高育种效率.因此,将分子标记辅助育种技术与传统育种技术有效结合,集成创新新的育种技术体系是奶山羊育种发展的必然趋势. 本研究选择对产奶性状有关键调控作用的PRLR,ELF5,MTHFR和FOLR1基因,采用PCR-RFLP和DNA测序技术研究这4个基因在西农萨能和关中奶山羊中的SNPs及其与产奶性状的关联性;采用实时定量PCR技术检测PRLR,ELF5和FOLR1基因在奶山羊10个组织中的相对表达量;克隆奶山羊PRLR,ELF5(?)FOLR1基因完整的CDS区,并进行生物信息学分析;从PRLR,ELF5,MTHFR和FOLR1基因中筛选对产奶性状有显著影响的基因位点,利用数量遗传学分析方法研究其基因聚合效应对产奶性状的影响.主要研究结果如下: 1,PRLR基因的克隆,表达及其SNPs与产奶性状的关联分析 山羊PRLR基因CDS区全长1746bp,编码581个氨基酸.其与绵羊,牛,猪和人的氨基酸序列相似性分别为98%,92%,73%和68%,其二级结构包含105个α-螺旋,114个延伸链,22个β-转角和340个随机卷曲.PRLR在卵巢,子宫,输卵管和乳腺组织中均有表达,表明PRLR基因参与了奶山羊的泌乳等生殖生理活动.在PRLR基因中发现了5个SNPs,分别为位于内含子2的g.40452TC和g.40471GA,位于外显子9的g.61677GA和g.61865GA和位于3'UTR的g.62130CT,其中,g.61677GA和g.61865GA分别导致PRLR氨基酸序列的第485处丝氨酸突变为天冬酰胺(Ser→Asn)和第548处的缬氨酸突变为蛋氨酸(Val→Met).在西农萨能和关中奶山羊中,g.40452TC和g.40471GA位点以及g.61677GA和g.61865GA呈现的连锁不平衡(r20.33).对于西农萨能奶山羊在g.40452TC位点,TT基因型个体的第1泌乳期产奶量显著高于CC基因型个体(P0.05);在g.61677GA位点,GG基因型个体的第1,3泌乳期产奶量和平均产奶量显著高于GA基因型个体(P0.05);在g.61865GA位点,GG基因型个体的第2,3泌乳期产奶量和平均产奶量显著高于GA基因型个体(P0.05);在g.62130CT位点,CC基因型个体的第1,3泌乳期产奶量和平均产:奶量显著高于CT型个体(P0.05).对于关中奶山羊,在g.61677GA位点,GG基因型个体的第1,3泌乳期产奶量和平均产奶量显著高于GA基因型个体(P0.05);在g.61865GA位点,GG基因型个体的第1,3泌乳期产奶量和平均产奶量显著高于GA基因型个体(P0.05):在g.62130CT位点,CC基因型个体第2,3泌乳期产奶量和平均产奶量显著高于CT基因型个体(P0.05).g.61677GA,g.61865GA和g.62130CT位点组合基因型与产奶性状的关联分析结果表明,这3个位点组合基因型对产奶量有显著影响,在西农萨能和关中奶山羊中,C2(GGGGCC)为最佳基因型组合.PRLR基因可用于产奶性状选择的奶山羊分子标记育种. 2,ELF5基因的克隆,表达及其SNPs与产奶性状的关联分析 山羊ELF5基因CDS区全长768bp,编码255个氨基酸.其与牛,绵羊,猪和人的氨基酸序列相似性分别为99%,99%,94%和94%,其二级结构包含110个α-螺旋,29个延伸链,6个β-转角和110个随机卷曲.ELF5基因在乳腺中的表达量明显高于其它组织,表明ELF5对泌乳活动有重要的调控作用.在西农萨能和关中奶山羊中,g.3694CG位点偏离哈代温伯格平衡状态(P0.05).在g.3694CG位点,对于这2个奶山羊品种,CC基因型个体的乳蛋白显著高于CG基因型个体(P0.05);对于西农萨能奶山羊,CC基因型个体的第3泌乳期产奶量显著高于CG基因型个体(P0.05).ELF5基因的g.3694CG位点可用于产奶性状选择的奶山羊分子标记育种. 3,MTHFR基因的SNPs与产奶性状的关联分析 本研究在MTHFR基因中检测到6个SNPs,其中g.1372TC,g.2578CT,g.2609CT和g.2742TC位于5'UTR, g.5447GA位于内含子4,g.14635GA位于3'UTR.在西农萨能和关中奶山羊中,g.2609CT, g.5447GA和g.14635GA位点偏离哈代温伯格平衡.对于西农萨能奶山羊,在g.2578CT位点,CC基因型个体的乳蛋白和第3泌乳期产奶量显著高于TT基因型个体(P0.05);在g.5447GA位点,AA基因型个体的乳蛋白显著高于GG基因型个体(P0.05);在g.14635GA位点,AA基因型个体的第1泌乳期产奶量显著高于GA基因型个体(P0.05).对于关中奶山羊,在g.2578CT位点,CC基因型个体的乳蛋白显著高于TT基因型个体(P0.05),在g.5447GA位点,AA和GA基因型个体的乳蛋白显著高于GG基因型个体(P0.05);在g.14635GA位点,GG基因型个体的乳蛋白显著高于GA基因型个体(P0.05).g.2578CT和g.5447GA位点组合基因型与奶山羊产奶性状的关联分析结果表明,在西农萨能奶山羊中,C1(CCAA), C2(CCGA)和C3(CCGG)型个体的乳蛋白显著高于C7(TTGA)型个体(P0.05);在关中奶山羊品种中,C1(CCAA)型个体的乳蛋白显著高于C6(CTGG), C7(TTGA)和C8(TTGG)型个体(P0.05);C2(CCGA)型个体的的乳蛋白显著高于C6(CTGG)型个体(P0.05),由此可知,C1(CCAA)和C2(CCGA)为最佳基因型组合.MTHFR基因能用于产奶性状选择的奶山羊分子标记育种. 4,FOLR1基因的克隆和表达 山羊FOLR1基因CDS区全长777bp,编码258个氨基酸.其与绵羊,牛,猪和人的氨基酸序列相似性分别为99%,96%,80%和80%,其二级结构包含83个α-螺旋,26个延伸链,5个β-转角和144个随机卷曲.FOLR1基因在奶山羊输卵管,肺和脾中的表达量较高,在卵巢,子宫和乳腺中的表达量次之,在心脏,肌肉,肝和肾中的表达量最低.FOLR1基因各引物的扩增产物中不存在多态性. 5,PRLR,MTHFR和ELF5基因聚合对产奶性状的效应分析 在西农萨能奶山羊中,C1(GGGGCCCC)组合基因型个体第3泌乳期的产奶量显著高于C8(GAGACCCT)和C10(GGGACCCT)型个体(P0.05);C1(GGGGCCCC)和C1(GAGACCCC)组合基因型个体的乳蛋白显著高于C6(GGGGCGTT)型个体(P0.05);该品种的最佳基因型组合为C1(GGGGCCCC).在关中奶山羊中,C1(GGGGCCCC)和C2(GGGGCCCT)组合基因型个体的第2,3泌乳期和平均产奶量显著高于C3(GGGGCCTT)型个体(P0.05),乳蛋白含量显著高于C6(GGGGCGTT)型个体(P0.05);该品种的最佳基因型组合为C1(GGGGCCCC)和C2(GGGGCCCT).

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关键词：

奶山羊 产奶性状 候选基因 SNP 聚合效应

被引量：

3