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BMP4和FGF5两基因对鹅毛囊及羽毛发育作用的研究

作　者: 杨童奥
导　师: 吴伟
学　校: 吉林农业大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 鹅羽毛 BMP4 FGF5 免疫组化基因表达
分类号: S835
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本试验以胚胎期和生后期吉林白鹅为研究对象,采集10-130日龄鹅背部羽毛,观察羽毛生长发育和羽毛形态变化。同时采集胚胎期20-30胚龄和生后期10-130日龄鹅背部皮肽,采用免疫组织化学法和荧光定量PCR技术研究BMP4和FGF5两个基因在鹅皮肤组织不同发育时期的表达部位以及表达规律,探讨其对羽毛发育的作用及影响。鹅羽毛生长发育规律结果：鹅羽毛发育经历胎毛,雏羽,成羽(片羽和绒羽)三个阶段。出生时全身呈现黄色的胎毛,15日龄时幼鹅背部开始出现白色雏羽,35日龄时胎毛完全退掉,白色片羽和绒羽长出体表,80日龄左右片羽和绒羽又将雏羽换掉且生长迅速,120日龄左右羽毛发育成熟；片羽在38日龄出现羽小钩,70日龄左右羽枝基本融合；片羽和绒羽的长度、直径以及羽小枝长度和直径均随日龄的增加而增大,40-90日龄羽毛的长度、直径和羽小枝长度及直径增长速度较快,90日龄后增长速度减慢,110日龄后呈平稳生长状态。120日龄左右发育成熟。本试验期间记录的每天光照时间、温度、湿度等数据,并与羽毛发育进行相关分析,结果证明日龄和基因对鹅羽毛生长发育的影响显著大于环境因素。BMP4和FGF5的定位表达及其对鹅羽毛发育的作用结果：BMP4和FGF5两基因在羽毛和毛囊发育的整个过程中均有表达。BMP4在胚胎期27天左右主要在初级毛囊毛乳头和基底部的髓质部位表达,生后10天在初级毛囊的阳性表达减少,而在次级毛囊毛囊乳头部位以及整个髓质部位呈较强的阳性表达。随着日龄的增加,BMP4的表达开始由基底部逐渐向上延伸,胚胎期21天到生后40天表达量均处于较低水平；40-70日龄BMP4在初级毛囊的羽枝嵴和羽轴嵴部位表达,髓质部位已经检测不到BMP4的阳性表达,次级毛囊中未发现BMP4在羽轴嵴和羽枝嵴部位阳性表达。而BMP4基因的表达量在40-70日龄呈现突然快速增加的趋势,此段时间片羽分支使羽枝融合,提示了BMP4基因促进片羽的分支,可能促进片羽的羽小枝和羽小钩的发生和发育。90日龄后主要在毛囊毛乳头部位阳性表达,髓质中有极少量的阳性表达,120-130日龄在次级毛囊中基本没有检测到BMP4阳性表达。120日龄时羽毛已经发育成熟,而BMP4的表达量处于较高水平,提示了BMP4在毛囊由静止期向兴盛期转化过程中可能发挥作用。FGF5在胚胎期27天在初级毛囊的毛乳头和基底部髓质部位阳性表达,但在次级毛囊未检测到阳性表达；生后30天,FGF5继续在初级毛囊的基底部髓质部位阳性表达,表达部位逐渐向上延伸,在中间区域的髓质部位也检测到少量阳性表达,而在次级毛囊毛囊乳头部位以及髓质部位检测到弱的阳性表达。60日龄,在初级毛囊未检测到阳性表达,而次级毛囊的髓质部位发现FGF5强阳性表达,90日龄,在毛囊的外根鞘部位检测到有FGF5阳性表达,髓质中有极少量的阳性表达。生后120天时,在初级毛囊的髓质和毛乳头部位检测到有少量的FGF5阳性表达,但在次级毛囊中未检测到FGF5阳性表达。在羽毛快速发育的40-90日龄FGF5表达量快速增加,90日龄时表达量达到峰值,推断FGF5在毛囊发育过程中主要起抑制作用,且主要影响羽毛的长度变化,同时,揭示了FGF5在毛囊由兴盛期到休止期转换期间发挥作用。从BMP4和FGF5两基因表达量变化总体趋势上分析,生后40天之前,两基因表达量变化趋势基本相同,且都处于较低的表达量水平,而这段时期毛囊和羽毛发生发育较为活跃,提示两基因都发挥负调控作用；而在生后40天后两基因表达量开始有所差异,BMP4在羽毛分支时期表达量上升,分支结束表达量下降,并在毛囊进入退行期时表达量上升,揭示了BMP4促进羽毛分支,并与毛囊处于退行期有关；而FGF5在毛囊由兴盛期向退行期转换过程中表达量升高,进入退行期后表达量下降,揭示了FGF5促进毛囊由兴盛期向退行期转化。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-12
第一章绪论(前言)  12-25
  1.1 研究背景  12
  1.2 羽毛的发生、发育过程  12-14
    1.2.1 羽毛结构  12-13
    1.2.2 羽毛形态发生  13-14
    1.2.3 羽毛换羽过程  14
  1.3 毛囊的发生、发育过程  14-17
    1.3.1 毛囊结构  14-15
    1.3.2 毛囊发生与发育过程  15-17
  1.4 影响羽毛和毛囊生长发育的因素  17-18
    1.4.1 营养因素  17
    1.4.2 气候环境因素  17-18
    1.4.3 相关基因及因子  18
  1.5 骨形态发生蛋白(BMP)家族研究进展  18-20
    1.5.1 BMP的结构与分布  19
    1.5.2 BMP的生物学作用  19-20
    1.5.3 BMP在毛囊和羽毛发育中的作用  20
  1.6 骨形态发生蛋白4(BMP4)研究进展  20-21
    1.6.1 BMP4的结构  20-21
    1.6.2 BMP4的生物学作用  21
    1.6.3 BMP4在毛囊和羽毛发育中的作用  21
  1.7 FGF(成纤维细胞生长因子)家族研究进展  21-23
    1.7.1 FGF的结构  22
    1.7.2 FGF的生物学作用  22
    1.7.3 FGF在毛囊和羽毛发育中的作用  22-23
  1.8 FGF5基因研究进展  23
    1.8.1 FGF5的结构与go突变基因  23
    1.8.2 FGF5的生物学作用  23
    1.8.3 FGF5在毛囊和羽毛发育中的作用  23
  1.9 研究内容、目的和意义  23-25
    1.9.1 研究内容和目的  24
    1.9.2 研究意义  24-25
第二章材料与方法  25-35
  2.1 实验材料  25-27
    2.1.1 样品采集  25
    2.1.2 主要仪器  25-26
    2.1.3 主要试剂  26
    2.1.4 溶液的配制  26-27
  2.2 实验方法  27-35
    2.2.1 背部皮肤总RNA提取  27-28
    2.2.2 总RNA的定量  28
    2.2.3 RNA反转录  28
    2.2.4 常规PCR扩增目的片段  28-29
    2.2.5 目的片段的扩增  29-30
    2.2.6 PCR产物的凝胶回收  30
    2.2.7 连接、转化及序列测定  30-32
    2.2.8 标准品的制备  32
    2.2.9 实时荧光定量PCR  32-34
    2.2.10 免疫组织化学法检测  34
    2.2.11 数据统计与处理方法  34-35
第三章结果与分析  35-49
  3.1 鹅羽毛生长发育结果  35-39
    3.1.1 鹅羽毛生长发育的一般规律  35-36
    3.1.2 鹅胎毛、片羽和绒羽生长发育结果  36-38
    3.1.3 不同月份温度等环境因素对羽毛发育结果的影响  38-39
  3.2 BMP4和FGF5基因的定位表达检测结果  39-42
    3.2.1 BMP4基因定位表达检测结果  39-42
  3.3 BMP4和FGF5基因定量表达检测结果  42-49
    3.3.1 RNA提取及PCR扩增结果  42-43
    3.3.2 荧光定量PCR结果  43-49
第四章讨论  49-53
  4.1 鹅羽毛生长发育及其影响因素  49-50
  4.2 BMP4和FGF5两基因对毛囊和羽毛发育的作用  50-53
    4.2.1 BMP4基因表达与毛囊和羽毛发育的关系  50-51
    4.2.2 FGF5基因表达与毛囊和羽毛发育的关系  51-53
第五章结论  53-54
  5.1 结论  53
  5.2 研究创新点  53
  5.3 下一步研究工作  53-54
参考文献  54-59
致谢  59-60
作者简介  60

BMP4和FGF5两基因对鹅毛囊及羽毛发育作用的研究

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