家畜生殖軸和生長軸基因進(jìn)化驅(qū)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(guān)基因的進(jìn)化驅(qū)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(jìn)化機(jī)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(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行挖掘并結(jié)合已有數(shù)據(jù)庫搜集了一些與生殖軸和生長軸相關(guān)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(qū)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(jìn)行功能注釋與富集。研究中構(gòu)建了生長軸基因網(wǎng)絡(luò)并研究了基因進(jìn)化驅(qū)動力與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系。最后利用基因測序技術(shù)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(jié)合Tajima'D、Fu和Li'sD*、Fu和Li'sH*和Fu'sFs等群體進(jìn)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(jìn)化。
　　研究結(jié)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(qū)動，其余基因為中性進(jìn)化或純化選擇。生殖軸正選擇基因功能涉及調(diào)控星形細(xì)胞的分化和相關(guān)過程的激活，正調(diào)控蛋白的代謝和調(diào)控MAP蛋白激酶的活性。生長軸正選擇基因功能涉及細(xì)胞死亡(celldeath)、增殖(cellproliferation)、調(diào)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(jìn)化枝(branch)受到選擇壓力不同?；蜻M(jìn)化驅(qū)動力與基因網(wǎng)絡(luò)之間存在弱的負(fù)相關(guān)(相關(guān)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(jìn)化下，與豬產(chǎn)仔數(shù)均無顯著關(guān)聯(lián);ZP4中檢測到27個SNP，其中T2950C受正選擇，但該突變與豬產(chǎn)仔數(shù)無顯著關(guān)聯(lián)，其余SNP均為中性突變，但A268T與豬產(chǎn)仔數(shù)存在顯著關(guān)

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(jìn)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(jié)構(gòu)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(yīng)性進(jìn)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(qū)動下的蛋白位點或結(jié)構(gòu)域意味著功能重要性，這可以為實驗室開展基因功