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基于雷琼牛和海子水牛Cytochrome b和Alcohol dehydrogenase基因序列分析探讨分子钟检验以及其系统地位

作　者: 马国龙
导　师: 常洪
学　校: 扬州大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 雷琼牛 海子水牛 线粒体cytb基因 核基因组ADH基因 分子钟检验 系统发育
分类号: S823
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文对雷琼牛,海子水牛的线粒体编码基因细胞色素b（cytochrome b,cytb）全序列1140bp,以及核基因组中乙醇脱氢酶基因（alcohol dehydrogenase ,ADH）第5（ADH5）、第6（ADH6）、第7（ADH7）和第8（ADH8）外显子序列共计757bp分别进行聚合酶链式（PCR）反应扩增,设计相关测序引物并进行测序,雷琼牛分别获得cytb基因1140bp序列16条,ADH基因757bp序列18条;海子水牛分别获得cytb基因1140bp序列15条,ADH基因757bp序列18条,可以保证对0.3478以上的单核苷酸型频率值作出可靠估计。序列分析的结果发现:雷琼牛16条cytb基因1140bp序列中存在2个变异位点,定义了3种单倍型;18条ADH基因757bp序列中发现3个变异位点,定义了5种单倍型。海子水牛15条cytb基因1140bp序列中存在10个变异位点,定义了2种单倍型;18条ADH基因757bp序列中没有发现任何变异位点。以各种单倍型为基础,进行BLAST搜索,cytb基因选取牛亚科动物序列8条（瘤牛Bos indicus AF419237,普通牛Bos Taurus DQ186214,牦牛Bos grunniens AY374124,沼泽水牛Bubalus arnee carabanesis AY702618,河川水牛Bubalus arnee bubalis AF547270,低地水牛Bubalus depresscornis D88641,民都洛水牛Bubalus mindorensis D82895,非洲水牛Syncerus caffer D82888）并以绵羊（Ovis aries DQ459341）为外群,而ADH基因由于目前的相关研究比较缺乏,选取BLAST搜索的所有相关序列7条（犬Canis familiaris XM535667,猩猩Pongo pygmaeus CR858591,猕猴Macaca mulatta XM001099784,短尾猿Macaca fascicularis AK240628,马Equus caballus NM001082528,黑猩猩Pan troglodytes XM001166683,猪Sus scrofa AK233380）结合本实验室所测普通牛、牦牛和大额牛（Bos frontalis）同源序列分别进行分子钟（molecular clock）检验和系统发育树构建分析。分析结果表明:（1）无论是线粒体基因（cytb基因）还是核基因（ADH基因）,在分析远缘物种间的进化速率是非匀速的,分子钟假说是不成立的,但是相对于近缘物种间来说,分子钟假说在一定范围内是成立的,推测进化速率的非匀速的是绝对的,而恒速的、匀速的、随机的分子进化（中性说）是相对的。（2）ADH基因的分化应该发生在牛属中各物种分化之前,在牛亚科家畜各属的分化之时。（3）从线粒体的cytb基因和ADH基因序列分析并结合BLAST搜索结果来看,雷琼牛具有丰富的遗传多态,以及独特的变异位点。由海子水牛ADH基因没有任何变异,而ADH基因的分化可能发生在牛亚科家畜各属的分化之时,推测中国水牛（沼泽型水牛）ADH基因可能同样严重缺乏多态性。海子水牛具有其独特的cytb基因的终止密码子AGG,首次报道了牛亚科动物cytb基因包含AGG,AGA两种终止密码子。（4）从母系起源的角度推测包括海子水牛在内的中国水牛（沼泽型水牛）与印度水牛（河川型水牛）、低地水牛和民都洛水牛一样是水牛属的不同的物种。（5）海子水牛可能存在两种母系起源,即现存的中国水牛存在两种甚至更多不同的母系起源。

全文目录


中文摘要  5-7
英文摘要  7-9
1 文献综述  9-16
  1.1 引言  9
  1.2 分子钟假说  9-10
  1.3 雷琼牛资源现状及分子系统学研究  10-11
  1.4 cytb 基因及其在牛亚科家畜种的研究应用  11
  1.5 ADH 基因的研究应用  11-12
  1.6 利用 DNA 序列构建系统树的方法  12-15
    1.6.1 距离法  12-14
    1.6.2 最大简约法  14
    1.6.3 最大似然法  14-15
    1.6.4 贝叶斯推断法  15
  本研究要解决的问题  15-16
2 材料与方法  16-21
  2.1 样本采集  16
  2.2 总 DNA 的提取及检测  16-17
    2.2.1 DNA 的提取  16-17
    2.2.2 DNA 质量检测  17
  2.3 引物设计、PCR 扩增及扩增产物检测  17-19
    2.3.1 引物设计  17-18
    2.3.2 PCR 扩增  18-19
    2.3.3 扩增产物检测  19
  2.4 PCR 产物的回收、纯化与测序  19-20
  2.5 数据统计分析方法  20-21
3 结果与分析  21-42
  3.1 DNA 提取结果  21
  3.2 PCR 扩增结果  21-23
  3.3 测序结果  23
  3.4 序列分析  23-27
    3.4.1 cytb 基因序列分析  23-26
    3.4.2 ADH 基因序列分析  26-27
  3.5 系统树构建与检验  27-41
    3.5.1 分子钟检验  27-33
    3.5.2 系统发育检验  33
    3.5.3 系统树构建  33-41
  3.6 物种分歧时间估计  41-42
4 讨论  42-45
  4.1 核苷酸替代模型与序列长度  42
  4.2 序列类型  42-43
  4.3 进化速率  43-44
  4.4 雷琼牛系统地位以及遗传多样性  44
  4.5 海子水牛系统地位以及遗传多样性  44-45
5 结论  45-46
参考文献  46-50
附录  50-58
  附录 各基因部分测序图谱  50-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录  59

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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 家畜 > 牛
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