【摘要】：動物分子育種、現代分子遺傳學和DNA分析理論及技術的不斷發(fā)展與進步,使得在DNA水平上直接進行基因分型、實現早期選種選育的可能性大為增加,極大程度地提高了選種的準確性。InDel(插入/缺失)標記具有簡易的分型系統、較高的穩(wěn)定性、較好的多態(tài)性,廣泛地在動植物分子育種、群體遺傳學分析等方面應用。TGF-β信號通路在調控細胞的增殖分化、胚胎發(fā)育、骨骼形成等方面具有非常重要的作用,而LTBP1、THBS1、SMAD4、PITX2等基因是TGF-β信號通路中的重要成員。LTBP1可與TGF-β相結合,而THBS1可與LTBP1相結合,SMAD4則是TGF-β通路中重要的信號轉導分子,PITX2是SMAD4下游的重要效應分子。本研究以同羊(166只)、湖羊(201只)、小尾寒羊(195只)和蘭州大尾羊(69只)等4個品種綿羊(631只)為研究對象,探究TGF-β信號通路中的4個基因(LTBP1、THBS1、SMAD4、PITX2)以及鄰近信號通路LHX3的插入/缺失變異對綿羊的體斜長、體重等生長性狀的影響;旨在比較四種綿羊群體在生長性狀上的差異,并闡明LTBP1、THBS1、SMAD4、PITX2等基因與綿羊生長性狀的相關性,為綿羊分子育種提供數據支持。研究結果表明:1.對于LTBP1基因的3個InDel位點,共發(fā)現9種單倍型,多態(tài)性較豐富。InDel-1(rs1089171651)的DD基因型蘭州大尾羊母羊的體斜長和十字部高顯著高于ID基因型(P0.05);InDel-2(rs1085487085)的ID基因型蘭州大尾羊母羊十字部高和胸圍極顯著高于DD基因型(P0.01),而II基因型小尾寒羊公羊胸圍極顯著低于ID基因型和DD基因型(P0.01);InDel-3(rs1086780404)的ID基因型小尾寒羊體斜長顯著高于DD基因型(P0.05),而ID基因型蘭州大尾羊母羊胸圍和十字部高顯著高于II基因型(P0.05)。2.對于THBS1基因的2個位點,發(fā)現了4種單倍型,多態(tài)性較豐富。在THBS1基因InDel-1位點(rs1092852024),II基因型湖羊體重極顯著高于DD基因型(P0.01),而ID基因型小尾寒羊體斜長極顯著高于II基因型(P0.01);THBS1基因InDel-2位點(rs1094397979),蘭州大尾羊公羊ID基因型胸圍極顯著高于II基因型和DD基因型(P0.01)。3.對于SMAD4基因的InDel位點(rs595529487),鑒定出3種基因型,在4個綿羊品種中的多態(tài)性較豐富。DD基因型蘭州大尾羊公羊體重和十字部高顯著高于ID基因型(P0.05),而II基因型蘭州大尾羊母羊胸寬和湖羊管圍顯著高于DD基因型(P0.05)。4.LHX4基因中沒有發(fā)現多態(tài)性,在LHX3基因中發(fā)現了一個29 bp的InDel(NC_019460 g.3107494-3107522),在4個綿羊品種中的多態(tài)性較豐富。DD基因型同羊體斜長和胸寬顯著高于ID基因型(P0.05),II基因型小尾寒羊母羊體斜長顯著高于ID基因型(P0.05),小尾寒羊公羊ID基因型胸寬顯著高于II基因型(P0.05)。5.PITX2基因中發(fā)現2個InDel位點(NC_019463:g.14890658-1489066和NC_019463:g.14885723-14885734),所有個體中都沒有發(fā)現DD型,屬于低多態(tài)性,在湖羊,同羊和小尾寒羊中發(fā)現了4種單倍型,蘭州大尾羊中僅有2種單倍型。PITX2基因InDel-1位點ID基因型同羊母羊胸寬和小尾寒羊母羊胸深極顯著高于II基因型(P0.01);PITX2基因InDel-2位點ID基因型同羊母羊體斜長和湖羊母羊胸圍顯著高于II基因型(P0.05)。對TGF-β通路中的5個關鍵基因InDel研究表明,LTBP1、THBS1、SMAD4、LHX3、PITX2等5個基因的9個位點具有較豐富的InDel多樣性,可以在綿羊分子育種中作為蘭州大尾羊胸圍和十字部高、小尾寒羊胸圍和體斜長、湖羊體重和胸圍以及同羊體斜長和胸寬等生長性狀的候選DNA標記位點。
【圖文】：

1.1.3 TGF-β 信號通路與其他信號通路的關系機體穩(wěn)態(tài)是由許多調節(jié)因子和多條通路相互作用來維持的。TGF-β 信號通路與其他信號途徑存在著廣泛的交流。表皮生長因子（epidermal growth facot, EGF）、脂多糖、腫瘤壞死因子（TNF）、白細胞介素-1β （IL-1β）等均可誘導 Smad7 產生，，與 TGF-β 信號通路交聯（Liu 等，2016）。TGF-β1/Smads 信號傳導還與酶受體介導的下游信號途徑之間存在交流，絲裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase, MAPK）系統對R-Smads 有雙重調節(jié)作用，既可以釋放 TGF-β1/Smads 信號的生物學效應，也可以阻止R-Smads 的核內聚積（Meng-Si 等，2016）。此外，TGF-β 信號還可與 Wnt 信號、P38等相互作用，這種通路間的“串話交流”縱橫交錯，共同構成了復雜的調節(jié)體系，不僅有效地調節(jié)了 TGF-β 信號通路的正常運行，還賦予 TGF-β 復雜多樣的生物學效應(張勇等，2009)。

β/Smads 信號通路是由細胞外配體、細胞表面特異受體及細胞內 Smads 信號傳同組成的，它們之間會形成緊密聯系的級聯反應，最終將細胞外信號傳導進入并調控靶基因轉錄，引發(fā)生物學效應；一旦轉位至細胞核，TGF-β 信號的存在不再影響 SMAD4 靶基因表達的調節(jié)；在細胞核中，SMAD4 通過識別和結合因上的 5'-AGAC-3'序列的 DNA 序列（即 SBE（Smad 結合元件，SBE））來因的轉錄，其中“GAC”序列用于 Smad 蛋白，SBE。最重要的組合是圍繞“GA影響 SMADs-SBE 的結合效率，SMADs 寡聚體的核易位作為 TGF-β 信號轉導速步驟”（Xu 等，2012）。SMAD4 核易位可以直接誘導細胞凋亡，并可能在控殖中發(fā)揮重要作用，目前，SMAD4 誘導凋亡的機制尚不明確，其誘導細胞凋于 p53 和 Rb 蛋白。GF-β/Smads 通路在 TGF-β 誘導的多種生物學效應中，尚存在獨立于 SMAD4 路調節(jié)。TGF-β 可抑制 SMAD4 缺乏的胰腺癌細胞的生長，該抑制作用依賴應通路的完整；這與 TGF-β 誘導乳腺癌細胞生長抑制對 SMAD4 的絕對依賴（Meng-Si 等，2016）。因此，將 TGF-β 應答信號轉導通路分為 SMAD4 依SMAD4 非依賴型兩種（Droguett 等，2010）。
【學位授予單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S826

【參考文獻】

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本文編號：2669418