【摘要】：本研究基于MC4R在調(diào)控動(dòng)物棕色脂肪組織產(chǎn)熱中的重要作用,將MC4R基因作為與綿羊溫度適應(yīng)性相關(guān)的候選基因,探討了綿羊MC4R基因多態(tài)性及其突變效應(yīng),闡釋溫度對(duì)綿羊MC4R基因遺傳變異的影響,另外探討了宜昌白山羊MC4R基因CDS區(qū)的遺傳變異。本研究首先通過(guò)一代測(cè)序測(cè)定了5個(gè)綿羊品種(烏珠穆沁羊、蘇尼特羊、廣靈大尾羊、小尾寒羊、湖羊)共274個(gè)個(gè)體和53個(gè)宜昌白山羊個(gè)體的MC4R基因型,再通過(guò)卡方檢驗(yàn)檢測(cè)了環(huán)境溫度和MC4R基因等位基因頻率間的關(guān)系,計(jì)算了綿羊和山羊群體的雜合度、有效等位基因數(shù)、香農(nóng)指數(shù)等群體遺傳參數(shù),分析了綿羊群體間MC4R基因的進(jìn)化情況。另外,構(gòu)建了142個(gè)物種的系統(tǒng)發(fā)生樹(shù),并檢驗(yàn)了物種間MC4R基因受到的選擇壓力。用生物信息學(xué)的方法預(yù)測(cè)了綿羊和山羊MC4R蛋白的三維結(jié)構(gòu)、氨基酸保守性,并分析了本研究中檢測(cè)到的非同義突變對(duì)蛋白三維結(jié)構(gòu)的影響。主要研究結(jié)果如下:1.在綿羊MC4R基因目的片段共檢測(cè)到了3個(gè)同義突變位點(diǎn),分別為C9T、C12G和G93A;還檢測(cè)到2個(gè)非同義突變位點(diǎn),C519G和G682C,且這2個(gè)位點(diǎn)為還未報(bào)道的位點(diǎn);在MC4R基因3`UTR區(qū)發(fā)現(xiàn)1個(gè)突變位點(diǎn)G1016A。2.在山羊MC4R基因目的片段共發(fā)現(xiàn)了9個(gè)SNP位點(diǎn),其中3個(gè)為同義突變位點(diǎn),分別為C144T、T360C和T363C;6個(gè)為非同義突變位點(diǎn),分別為C26T、C110A、G334A、A359G、A612G和C906A。3.卡方檢驗(yàn)結(jié)果顯示綿羊MC4R基因中的C9T、C12G、G93A、C519G、G1016A在高溫群體和低溫群體中等位基因頻率差異極其顯著(P0.0001),C9T、C12G、G93A、C519G、G1016A與綿羊溫度適應(yīng)性有關(guān)。4.這5個(gè)綿羊群體的香農(nóng)指數(shù)(I)在0.5153到0.5831之間,湖羊香農(nóng)指數(shù)最低(I=0.5153±0.1833),烏珠穆沁羊最高(I=0.5831±0.2548);群體間平均基因流動(dòng)Nm值為2.9502。宜昌白山羊香農(nóng)指數(shù)為0.3037±0.1561,表明其遺傳多樣性較低。5.綿羊群體間Fst逃逸分析結(jié)果表明綿羊MC4R基因中的6個(gè)SNP位點(diǎn)C9T、C12G、G93A、C519G、G682C、G1016A在這5個(gè)綿羊品種分化中皆受到中性選擇。物種間MC4R基因選擇檢驗(yàn)結(jié)果表明MC4R基因在物種進(jìn)化過(guò)程中受到強(qiáng)烈的純化選擇作用。綜上所述,MC4R基因在物種進(jìn)化過(guò)程中受到強(qiáng)烈的純化選擇作用,維持著MC4R基因結(jié)構(gòu)和功能;C9T、C12G、G93A、C519G、G1016A突變位點(diǎn)與綿羊的溫度適應(yīng)性有關(guān);本研究在宜昌白山羊群體MC4R基因CDS區(qū)檢測(cè)到9個(gè)SNP位點(diǎn),通過(guò)這9個(gè)SNP位點(diǎn)計(jì)算得到的群體遺傳學(xué)參數(shù)表明宜昌白山羊群體的遺傳多樣性較低。
【圖文】：

MC4R 蛋白的二維結(jié)構(gòu)，兩條橫跨蛋白分子的曲線代表細(xì)胞膜的脂(http://www.gpcrdb.org/)）。從圖 A 可以看出 MC4R 通過(guò) α 螺旋結(jié)構(gòu)環(huán)和三個(gè)膜內(nèi)環(huán)，N 端在細(xì)胞膜外，C 端在細(xì)胞膜內(nèi)。B：MC4R 蛋標(biāo)注的區(qū)域?yàn)镸C4R與其配體結(jié)合的位點(diǎn)，這些位點(diǎn)是通過(guò)網(wǎng)頁(yè)工具sbg.bio.ic.ac.uk/3dligandsite/)所預(yù)測(cè)的(Wass et al 2010)，他們分別是U、22 GLY、25 THR、27 VAL，這些位點(diǎn)位于 MC4R 細(xì)胞膜外的 N

MC4R 蛋白與激動(dòng)劑 α-MSH 結(jié)合后可以激活的細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路。α-MSH 與 MC4R后能夠釋放 Gαs、Gαi、Gαq 分別激活 cAMP-PKA、ERK1/2-MAPK、PKC 信號(hào)通路能關(guān)閉 Kir7.1 鉀離子通道。 2 The intracellular signal pathways induced by coupling of α-MSH and MC4R. After intereen α-MSH and MC4R protein, Gαs, Gαi, Gαq are released to separately activate cAMP1/2-MAPK, and PKC intracellular signal pathway. Potassium channel Kir7.1 is closed afing of α-MSH with MC4R.4 MC4R 的功能研究表明 MC4R 基因與人類(lèi)的肥胖有關(guān)，，也和與肥胖相關(guān)的一些疾病如胰、心血管疾病等有關(guān)(Thorleifsson et al 2009，Willer et al 2009，Paternost)。據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)，人類(lèi) 2-3%的肥胖與 MC4R 基因有關(guān)，而且在傳因素引起的肥胖中，由 MC4R 導(dǎo)致的肥胖比例是最高的(Huvenne et al MC4R 系統(tǒng)還能調(diào)節(jié)動(dòng)物食欲(Branson et al 2003，Mul et al 2012，Yilma)，具體調(diào)控模式為 POMC 神經(jīng)元分泌 MC4R 激動(dòng)劑 α-MSH 抑制食欲，降
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：S826;S827

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本文編號(hào)：2653721