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猪ATGL基因和FATP1基因5\'调控区的多态性及其与胴体和肉质性状的相关分析
作 者: 华绪川
导 师: 张金枝;徐宁迎
学 校: 浙江大学
专 业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: ATGL基因 FATP1基因 脂肪性状 序列分析 PCR-RFLP 四引物ARMS-PCR 猪
分类号: S828
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
脂肪性状是影响畜禽肉质的重要因素。脂肪甘油三酯水解酶(Adipose triglyceride lipase, ATGL)是脂肪动员过程中脂肪水解的限速酶,而脂肪酸转运蛋白1 (Fatty acid transport protein 1, FATP1)具有促进脂肪细胞吸收利用长链和极长链脂肪酸的功能,在脂肪沉积过程中发挥着重要的作用。本研究以ATGL基因和FATP1基因为候选基因,在金华猪、岔路黑猪、皮特兰、杜洛克和大约克五个纯种猪群以及金皮F2代(金华×皮特兰)资源群体中对猪ATGL基因和FATP1基因5’调控区进行单核苷酸多态性(SNP)扫描并分析其与金皮F2代猪胴体和肉质性状的关系,主要结果如下:在ATGL基因的5’调控区发现存在A-253C→T以及A-845G→C和A-854T→C的连锁突变。生物信息学分析结果显示该序列可能存在启动子区域,并且A-845G→C突变导致部分潜在转录因子结合位点的产生或消失,提示这些SNP座位可能会影响ATGL基因的转录和表达。利用错配PCR-RFLP方法检测A-253C→T座位在不同猪种中的分布情况,结果发现A-253C→T座位在金华猪、岔路黑猪、皮特兰、杜洛克和金皮F2代猪中均存在多态性,且等位基因C的频率较高,为优势等位基因;但在大约克猪群中只有CC一种基因型。最小二乘分析显示,该座位CC基因型个体的胸腰结合处背膘厚和腰荐结合处背膘厚显著高于TT基因型个体,分别增加了11.41%和14.68%;而CC基因型个体的后腿脂肪重也显著高于CT和TT基因型个体。利用PCR-RFLP的方法对A-845G→C座位进行检测,结果发现,该座位在金华猪、岔路黑猪、杜洛克、大约克夏和金皮F2代猪群中均存在多态性,其中地方猪种中C等位基因的频率明显低于国外猪种,并且在金华猪群中没有检测到CC基因型,而在皮特兰猪群中只有GC一种基因型。相关分析显示,该座位GG基因型个体与GC基因型个体的肩部背膘厚、6-7肋背膘厚、平均背膘厚差异显著,分别增加了7.25%、9.06%、7.67%;在胸腰结合处背膘厚上,GG基因型个体比CC基因型个体增加了12.63%;在后腿脂肪重上,GG基因型个体比CC和GC基因型个体分别增加了11.27%和6.31%;而在眼肌面积上,GC基因型个体比GG基因型个体增加了10.29%。在FATP1基因的5’调控区发现主要存在F-586T→C、F-1026G→A和F-1240C→A三个突变座位。生物信息学分析结果显示,目的序列含有启动子、CpG岛、TATA box等调控基因转录和翻译的区域,并且F-1026G→A和F-1240C→A突变都会引起该序列转录因子结合位点的变化。利用PCR-RFLP的方法对F-586T→C座位进行检测,结果发现该座位只在皮特兰、杜洛克和金皮F2代猪群中存在多态性,且表现为较高频率的T等位基因;而在金华猪、岔路黑猪和大约克夏猪群中只有TT一种基因型。相关分析显示,该座位TT基因型个体的肩背膘厚、6-7肋背膘厚、胸腰结合处背膘厚、平均背膘厚和板油重显著高于CC基因型个体,分别增加了10.73%、11.92%、13.06%、9.43%和24.31%。利用PCR-RFLP的方法对F-1026G→A座位进行检测,结果发现该座位在金华猪、岔路黑猪、杜洛克、大约克夏和金皮F2代猪群中均存在多态性,但在杜洛克和大约克夏猪群中不存在AA基因型;而在皮特兰猪群中只有AG一种基因型。相关分析显示,该座位对猪6-7肋背膘厚的影响达到极显著水平(P=0.0075),GG基因型个体的6-7肋背膘厚比AA和AG基因型个体分别增加了13.86%和13.78%。利用四引物ARMS-PCR的方法检测F-1240C→A座位在不同猪种中的分布,结果发现该座位只在金华猪和金皮F2代猪群中存在多态性,并表现为较高频率的C等位基因;而在其它猪群中只有CC一种基因型,说明该SNP座位是金华猪所特有的。相关分析结果显示,该座位对猪肌内脂肪含量的影响达到了极显著水平(P=0.005),其中AA和AC基因型个体的肌内脂肪含量比CC基因型个体分别增加了42.81%和28.76%,而AA和AC基因型个体之间的差异不显著。以上研究结果表明,猪ATGL基因和FATP1基因5’调控区的多态座位对脂肪性状具有一定的影响,提示这两个基因可能是猪脂肪性状合适的候选基因。
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全文目录
摘要 6-8 ABSTRACT 8-10 缩略词表 10-15 第一章 文献综述 15-35 1 动物脂肪代谢及其调控机理的研究进展 15-18 1.1 脂肪组织概述 15-16 1.2 脂肪的动员和分解调节 16-17 1.3 脂肪酸的转运及其调控 17-18 2 脂肪甘油三酯水解酶(ATGL)基因研究进展 18-23 2.1 ATGL的结构特征 19-20 2.1.1 ATGL的基因结构 19 2.1.2 ATGL的蛋白质结构 19-20 2.2 ATGL的组织表达变化 20 2.3 ATGL的生物学功能 20-21 2.4 ATGL的作用机制及其调控 21-22 2.5 小结和展望 22-23 3 脂肪酸转运蛋白1(FATP1)基因研究进展 23-26 3.1 FATP家族的成员和分布 23 3.2 FATP1的分子结构 23-24 3.3 FATP1的生物学功能 24-25 3.4 FATP1的作用机制及其表达调节 25-26 4 单核苷酸多态性 26-27 5 PCR-RFLP技术 27-28 5.1 PCR-RFLP标记分类 27 5.2 PCR-RFLP标记的特点 27 5.3 错配PCR-RFLP技术 27-28 6 四引物ARMS-PCR技术 28-30 6.1 四引物ARMS-PCR的技术原理 28-29 6.2 引物设计原则和方法 29-30 6.3 分型方法 30 6.4 应用前景 30 7 生物信息学及其在动物遗传育种中的应用 30-33 7.1 生物信息学的产生和发展 31 7.2 生物信息学的主要研究内容 31-32 7.2.1 序列比对 31-32 7.2.2 序列分析 32 7.2.3 蛋白质结构预测 32 7.3 前景与展望 32-33 8 本研究所涉及猪种的介绍 33-34 8.1 金华猪 33 8.2 岔路黑猪 33 8.3 皮特兰猪 33-34 8.4 杜洛克猪 34 8.5 大约克猪 34 9 本研究的目的和意义 34-35 第二章 材料与方法 35-44 1 实验材料 35-37 1.1 实验动物 35 1.2 试验试剂 35-36 1.2.1 基因组DNA提取试剂 35 1.2.2 PCR试剂 35 1.2.3 酶切和电泳试剂 35-36 1.3 溶液的配制 36-37 1.4 琼脂糖凝胶的制备 37 1.5 仪器设备 37 2 试验方法 37-43 2.1 基因组DNA的提取与检测 37-38 2.1.1 基因组DNA的抽提 37-38 2.1.2 基因组DNA的检测 38 2.2 测序引物设计和PCR反应体系 38-40 2.2.1 测序引物设计 38-39 2.2.2 引物的溶解、稀释 39 2.2.3 PCR反应体系 39-40 2.2.4 琼脂糖电泳检测分析 40 2.3 生物信息学分析 40 2.3.1 多态座位的寻找 40 2.3.2 序列分析 40 2.4 PCR-RFLP和四引物ARMS-PCR反应条件 40-43 2.4.1 基因分型引物设计 40-41 2.4.2 PCR反应体系 41-42 2.4.3 限制性内切酶的设计 42 2.4.4 酶切反应条件 42-43 3 统计分析 43-44 3.1 基因型频率和基因频率计算 43 3.2 Hardy-Weinberg平衡检验 43 3.3 基因效应的统计分析 43-44 第三章 结果与分析 44-66 1 基因组DNA提取结果 44 2 候选基因目的序列 44-46 2.1 ATGL基因5'调控区目的序列 44-45 2.2 FATP1基因5'调控区目的序列 45-46 3 测序引物PCR扩增结果 46-47 4 生物信息学分析结果 47-55 4.1 多态座位的寻找 47-49 4.1.1 ATGL基因5'调控区的SNP座位 47-48 4.1.2 FATP1基因5'调控区的SNP座位 48-49 4.2 序列分析 49-50 4.2.1 ATGL基因5'调控区序列分析 49 4.2.2 FATP1基因5'调控区序列分析 49-50 4.3 多态座位的转录因子结合位点预测 50-55 4.3.1 ATGL基因SNP座位转录因子结合位点预测 50-52 4.3.2 FATP1基因SNP座位转录因子结合位点预测 52-55 5 多态性座位检测结果 55-57 5.1 ATGL基因的多态座位检测结果 55-56 5.1.1 A-253C→T多态座位检测结果 55 5.1.2 A-845G→C多态座位检测结果 55-56 5.2 FATP1基因的多态座位检测结果 56-57 5.2.1 F-586T→C多态座位检测结果 56 5.2.2 F-1026G→A多态座位检测结果 56-57 5.2.3 F-1240C→A多态座位检测结果 57 6 SNP与猪脂肪性状的相关分析 57-66 6.1 ATGL基因多态座位对猪脂肪性状的影响 57-61 6.1.1 ATGL基因各多态座位在不同猪种中的分布情况 57-59 6.1.2 ATGL基因各多态座位与猪脂肪及其它性状的相关分析 59-61 6.2 FATP1基因多态座位对猪脂肪性状的影响 61-66 6.2.1 FATP1基因各多态座位在不同猪种中的分布情况 61-63 6.2.2 FATP1基因各多态座位与猪脂肪及其它性状的相关分析 63-66 第四章 讨论 66-73 1 候选基因的选择 66-67 2 四引物ARMS-PCR分析方法的优化 67-68 3 ATGL基因和FATP1基因5'调控区的多态性 68-70 4 ATGL基因5'调控区多态性与猪脂肪性状等的相关分析 70-71 5 FATP1基因5'调控区多态性与猪脂肪性状等的相关分析 71-73 第五章 小结 73-75 1 本研究的主要结论 73-74 2 本研究的特色与创新点 74 3 本研究的不足之处 74-75 参考文献 75-80 致谢 80
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中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 家畜 > 猪
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