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山羊TYRP1基因序列分析及SNPs研究

作　者: 郑会芹
导　师: 李祥龙
学　校: 河北农业大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: 山羊 TYRP1基因 序列特征 变异 毛色
分类号: S827
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
引　用: 1次
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内容摘要


本实验首先从GenBank中下载人,小鼠等18个物种的55条TYRP1基因的完整CDS序列,利用DnaSP,BioEdit等软件对其进行生物信息分析,研究其在种内种间的变异情况。结果表明,家猫、人和狗的遗传多样性较其他物种丰富,尤其是家猫,可以用来进行TYRP1与毛色的相关分析。利用zPicture软件进行多物种序列比对,在TYRP1基因转录起始位点上游发现有两个进化保守区（-1306到-733和-642到-515,基于序列AL138753）,可以作为调控候选单位。选取一条小鼠TYRP1蛋白质序列,利用ProtParam、SOPMA、SMART、MyHits等在线分析软件对其进行理化性质分析、二级结构及motif基序预测。结果显示,该蛋白包含537个氨基酸残基,为不稳定的亲水性蛋白,因此认为该蛋白需要经过修饰或以多酶复合体方式工作。其分子量为60.6kDa。除去约2kDa的N端信号肽序列,约58kDa的蛋白序列加上17kDa的修饰成分（糖基化和铜原子）组成成熟的TYRP1蛋白,即75kDa的I型跨膜糖蛋白。α-螺旋和无规则卷曲是TYRP1蛋白序列最大量的结构元件,散布于整个蛋白质中。SMART和疏水性分析显示了该蛋白的三个功能性片段,即N端的信号肽,中间相当大的片段组成酪氨酸酶相关家族特征性结构域,C端的跨膜结构域。通过比对及软件分析,获得了种间较保守的氨基酸及motif基序。根据GenBank上已发表的牛和绵羊的TYRP1基因DNA序列（NC007306.3和EU760771.1）以及山羊的mRNA（AF136926.2）序列进行引物设计,扩增山羊TYRP1基因从启动子区到外显子8几乎完整的基因序列,测序总长度为17554bp,已提交到GenBank,序列号为HM070243。经同源分析等方法确认的外显子,拼接后得到完整编码区的CDS序列,全长1614bp,除了内含子5以GC-AG作为剪接位点外,其他的内含子均符合经典的GT-AG模式。其转录起始位点定位在984位、TATA框定位在944-950,M框定位在768-778, bicoid/Otx共有元件定位在822-827和880-885。根据测序结果检测到山羊TYRP1基因序列上共80个突变位点,其中处于外显子的有12个,内含子的68个。依据序列号HM070243上的位置来命名这些突变位点,处于外显子上的12个点突变分别为g.1428C>T, g.1537G>T, g.3465C>G, g.3526G>A, g.10047G>A, g.13267A>G, g.17307A>G, g.17408T>G, g.17436A>G, g.17468C>G, g.17472T>A和g.17488C>A,其中g.1428C>T位于5’非翻译区,g.17468C>G, g.17472T>A和g.17488C>A位于3’非翻译区,有7个是错义突变:g.1537G>T （p.Gly10Val）, g.3465C>G （p.Asn186Lys）, g.3526G>A （p.Gly207Ser）, g.10047G>A （p.Ala334Thr）, g.17307A>G （p.Ile493Val）, g.17408T>G （p.Asn526Lys）和g.17436A>G （p.Met536Val）。处于内含子的64个点突变分别为g.1263A>C,g.1949T>C,g.1983G>T, g.1992T>C, g.1997C>A,g.2011G>C, g.2228A>T, g.2447G>A, g.2619T>G, g.2661G>A, g.2725A>G, g.2848T>C, g.3039C>T, g.3060G>A,g.3078G>C, g.3106A>G , g.3279T>C , g.4432A>G , g.4536T>C , g.4630A>G , g.4664C>T ,g.4699C>T,g.5168A>G, g.5300A>G,g.5425A>C, g.5434A>C, g.5955C>T, g.2957A>T, g.6191C>A, g.6216A>C, g.6217T>G, g.6210delA, g.6280A>G,g.6976G>A, g.7017C>T, g.7280T>C, g.7440T>C, g.8787C>T, g.8793G>A, g.8807G>A, g.8885T>C, g.9449C>T, g.9527T>C,g.10812A>G, g.10895A>T, g.11604T>A , g.11729T>A , g.12356T>G , g.12414C>G , g.12776G>A , g.12969G>A,g.13635G>A, g.13947C>T, g.14038T>A, g.14055A>G, g.14215T>C, g.14263C>T, g.14532T>C, g.14600C>T, g.14751G>C,g.16758C>T, g.16869A>G, g.16979A>G和g.17130T>A。另外,在山羊TYRP1基因序列中发现了7个简单重复序列SSR,其中五个位于内含子5,两个位于内含子6。位于内含子5的其中4个SSR基序前后相接,串联在一起。对山羊TYRP1基因翻译起始位点上游的两个SNP（g.1263A>C和g.1428C>T）进行遗传多样性和毛色相关分析,结果显示,这两个位点的遗传杂合度均不是很高,位点g.1263A>C的遗传杂合度明显高于位点g.1428C>T。同时相对于这两个位点,南江黄羊快长系、南江黄羊黑色系和济宁青山羊都缺乏杂合体。根据这两个位点的基因型和单倍型在群体间的分布情况,初步推断, g.1263A>C位点的等位基因A,及单倍型AC有利于真黑色素的合成,即有利于形成深颜色的毛色。而g.1428C>T突变在进化史上发生的较晚,对色素合成影响不大。对于SNP g.1263A>C和g.1428C>T,本实验中的9个山羊群体间的遗传分化系数Fst分别为0.1119和0.0740,说明这两个位点总体遗传多样性均主要来自于品种内,较少来自于品种间。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-11
1 引言  11-14
  1.1 黑色素生成与毛色  11
  1.2 酪氨酸相关蛋白1 的研究现状  11-12
    1.2.1 TYRP1 简介  11-12
    1.2.2 TYRP1 生物学功能  12
    1.2.3 TYRP1 基因序列  12
    1.2.4 TYRP1 与毛色  12
  1.3 本研究的目的、意义及主要内容  12-14
    1.3.1 研究的目的和意义  12-13
    1.3.2 研究的主要内容  13-14
2 材料与方法  14-23
  2.1 试验器材  14-17
    2.1.1 生物信息分析用到不同物种序列  14-15
    2.1.2 试验山羊样品来源及采样方法  15
    2.1.3 主要仪器设备  15-16
    2.1.4 溶液试剂配制  16-17
    2.1.5 主要分子生物学软件  17
  2.2 主要试验方法和步骤  17-23
    2.2.1 不同物种间的TYRP1 基因序列分析  17
    2.2.2 山羊DNA 的提取  17-19
      2.2.2.1 DNA 提取流程  17-18
      2.2.2.2 DNA 浓度和纯度的测定  18-19
      2.2.2.3 琼脂糖凝胶电泳检测  19
      2.2.2.4 提取DNA 过程中的注意事项  19
    2.2.3 TYRP1 基因PCR 引物的设计与合成  19-21
      2.2.3.1 引物的设计  19-20
      2.2.3.2 最佳PCR 条件的建立  20-21
    2.2.4 TYRP1 基因PCR 产物的测序与分析  21
    2.2.5 山羊 TYRP1 基因序列结构分析  21-22
    2.2.6 TYRP1 基因SNP 位点基因型鉴定  22
    2.2.7 山羊 TYRP1 基因 SNP 位点的群体分析  22-23
3 结果与分析  23-39
  3.1 生物信息学分析  23-28
    3.1.1 不同物种 TYRP1 基因CDS 序列变异特征  23
    3.1.2 不同物种TYRP1 基因CDS 序列的多态位点变异  23-24
    3.1.3 TYRP1 基因的调控元件  24-25
    3.1.4 TYRP1 氨基酸序列的保守与变异  25-26
    3.1.5 TYRP1 氨基酸序列的理化性质  26
    3.1.6 TYRP1 氨基酸序列二级结构  26-27
    3.1.7 TYRP1 氨基酸序列的基序  27
    3.1.8 TYRP1 氨基酸序列的疏水性和结构域预测  27-28
  3.2 羊样品基因组DNA 的提取结果  28-29
  3.3 山羊TYRP1 基因序列的获得与分析  29-34
    3.3.1 山羊TYRP1 基因从5’端启动子区到外显子8 的PCR 扩增结果  29-31
    3.3.2 山羊TYRP1 基因序列  31-34
      3.3.2.1 测序结果比对确认、拼接和序列提交  31
      3.3.2.2 山羊TYRP1 基因结构  31-33
      3.3.2.3 山羊 TYRP1 基因调控序列分析  33
      3.3.2.4 山羊TYRP1 蛋白序列结构  33-34
  3.4 山羊TYRP1 基因内含子1 中的变异位点g.1264A>C  34-36
    3.4.1 g.1264A>C 的扩增和酶切结果  34
    3.4.2 g.1263A>C 在不同群体间的分布  34-35
    3.4.3 g.1263A>C 的遗传多样性及在群体间的遗传分化  35-36
  3.5 山羊TYRP1 基因外显子2 中的多态位点g.1428C>T  36-37
    3.5.1 g.1428C>T 的扩增和酶切结果  36
    3.5.2 g.1429C>T 在不同群体间的分布  36-37
    3.5.3 g.1428C>T 的遗传多样性及在群体间的遗传分化  37
  3.6 g.1263A>C 和g.1428C>T 在不同群体中的单倍型分布  37-39
4 讨论  39-43
  4.1 不同物种TYRP1 基因生物信息学分析  39-40
    4.1.1 TYRP1 基因 CDS 序列的长度变异  39
    4.1.2 TYRP1 核苷酸及氨基酸序列变异  39-40
    4.1.3 TYRP1 基因顺式调控元件分析  40
    4.1.4 TYRP1 蛋白质结构、功能分析  40
  4.2 DNA 的提取  40
  4.3 PCR 的扩增  40-41
  4.4 山羊TYRP1 基因变异位点  41
  4.5 g.1263A>C 和g.1428C>T 在不同山羊群体中的遗传多样性及遗传分化  41-43
5 结论  43-44
参考文献  44-48
在读期间发表的论文  48-50
作者简历  50-52
致谢  52-53

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