【摘要】：真核生物中tRNA修飾的基因結(jié)構(gòu)的保守性暗示其具有相似的功能和調(diào)節(jié)作用。在斑馬魚及小鼠等模式生物的研究中表明tRNA修飾狀態(tài)與蛋白合成速率有關(guān),并影響動物的生長發(fā)育過程。但這些基因在大型家畜中的研究尚未報道,本研究以四種中國黃牛(秦川牛、魯西牛、南陽牛和郟縣紅牛)為試驗(yàn)材料,采用生信分析、測序技術(shù)、qPCR、Western Blot、雙熒光素酶報告等試驗(yàn)方法,對不同品種黃牛群體tRNA修飾基因的遺傳變異進(jìn)行比較系統(tǒng)的檢測。統(tǒng)計了群體中TYW5、TRIT1及TRDMT1遺傳變異的基因型分布情況;針對TRDMT1外顯子及啟動子區(qū)域進(jìn)行掃描,分析遺傳變異位點(diǎn)連鎖結(jié)構(gòu);對連鎖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的mRNA及蛋白進(jìn)行分析,探索不同單倍型的表達(dá)規(guī)律,對啟動子變異進(jìn)行轉(zhuǎn)錄活性分析;分析了不同品種黃牛群體中tRNA修飾基因遺傳變異及其與黃牛生長性狀(體高、體斜長、胸圍、胸深、胸寬、腹圍、腰角寬、坐骨端寬、臀長、腰高、十字部高和體重)的相關(guān)性,擬為黃牛tRNA修飾基因功能研究提供理論基礎(chǔ),為黃牛分子育種提供可靠材料。研究結(jié)果表明:1.根據(jù)Ensembl數(shù)據(jù)庫公布遺傳變異數(shù)據(jù),利用混池測序法鑒別大于10 bp InDel位點(diǎn)發(fā)現(xiàn):tRNA反密碼子環(huán)修飾基因中,發(fā)現(xiàn)TRDMT1一個InDel(rs383375500)位點(diǎn),TYW5一個InDel(rs521024959)位點(diǎn),TRIT1基因間隔處兩個InDel位點(diǎn)。對不同品種黃牛TYW5基因InDel位點(diǎn)與生長性狀關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn):ID、DD基因型郟縣紅牛母牛十字部高顯著高于II基因型(P0.05),ID基因型秦川牛母牛胸深顯著高于II基因型(P0.05)。對不同品種黃牛TRIT1基因InDel位點(diǎn)與生長性狀關(guān)聯(lián)發(fā)現(xiàn):位于基因上游的InDel-4位點(diǎn),無顯著差異;位于3'-UTR區(qū)域的InDel-5位點(diǎn)ID基因型秦川牛母牛體斜長、體高、十字部高極顯著高于DD基因型(P0.01),ID基因型秦川牛母牛腰角寬顯著高于II基因型(P0.05),ID基因型郟縣紅牛母牛腰角寬顯著高于DD基因型(P0.05)。2.對不同品種黃牛TRDMT1基因InDel位點(diǎn)基因型和等位基因分布差異進(jìn)行比較,秦川牛與其余三種黃牛等位基因分布頻率差異顯著(P0.05),DD基因型秦川牛母牛胸寬顯著高于II基因型(P0.05),II基因型秦川牛母牛腰高顯著高于DD基因型(P0.05),DD基因型郟縣紅牛母牛體斜長顯著高于II基因型(P0.05)。3.對TRDMT1基因11個外顯子進(jìn)行混池測序掃描,首次發(fā)現(xiàn)不同品種黃牛中第四外顯子出現(xiàn)一個同義突變位點(diǎn)2(GA,Q88Q)和一個錯義突變位點(diǎn)3(TC,H101Y);第六外顯子一個錯義突變位點(diǎn)9(AG,T101A);同時發(fā)現(xiàn)第三內(nèi)含子6個突變位點(diǎn)11(EX3+12,TC),位點(diǎn)12(EX3+13,AG),位點(diǎn)13(EX3+62,AG),位點(diǎn)4(EX3+1881,GA),位點(diǎn)5(EX3+1904,CA),位點(diǎn)6(EX3+2131,CT);第四內(nèi)含子兩個突變位點(diǎn)1(EX4+23,CT),位點(diǎn)14(EX4+593,AG);第五內(nèi)含子兩個突變位點(diǎn)7(EX5+559,TC),位點(diǎn)8(EX5+699,CT);第七、九、十內(nèi)含子分別一個突變位點(diǎn)15(EX7+15,CT),位點(diǎn)16(EX9+71,AT),位點(diǎn)17(EX10+18,GA)。利用PCR及測序技術(shù)對570頭黃牛個體進(jìn)行基因型分型統(tǒng)計,并且針對位點(diǎn)1到位點(diǎn)9共9個遺傳變異位點(diǎn)與黃牛體尺測量數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果表明:位點(diǎn)1的TT基因型秦川牛母牛的體高顯著高于CC基因型(P0.05),位點(diǎn)2的GG基因型魯西牛母牛的體高顯著高于GA基因型(P0.05),位點(diǎn)3的CC基因型秦川牛母牛的體高顯著高于TT基因型(P0.05),位點(diǎn)4的AA基因型秦川牛母牛的體高顯著高于GG基因型(P0.05),位點(diǎn)7的TT基因型南陽牛母牛的體高顯著高于CC基因型(P0.05),CC基因型南陽牛母牛的體重顯著高于TC基因型(P0.05),位點(diǎn)8的TT基因型南陽牛母牛的胸圍和體重顯著高于CT基因型(P0.05)。SHEsis軟件連鎖分析表明TRDMT1基因中9個突變以及一個InDel進(jìn)行連鎖分析,發(fā)現(xiàn)這10個位點(diǎn)存在強(qiáng)連鎖不平衡。依照TRDMT1外顯子三種突變的組合形式對秦川牛肌肉組織進(jìn)行mRNA和蛋白的相對定量發(fā)現(xiàn),三種基因組突變的組合形式之間基因表達(dá)差異顯著(P0.05)。4.在牛TRDMT1基因起始密碼子上游1223 bp發(fā)現(xiàn)一個GC突變,利用AliBaba2.1和Genomatix軟件共同預(yù)測,該位點(diǎn)可能造成基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄因子sp1和PLAG1,ZNF35,MZF1等轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合差異。雙熒光素酶實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果表明,GC突變造成基因表達(dá)差異(P0.05)。綜上所述,對tRNA反密碼子環(huán)修飾基因遺傳變異檢測表明TYW5、TRIT1和TRDMT1存在中、低豐度的多態(tài)性,可以在肉牛分子育種中作為秦川牛、魯西牛、南陽牛體高,秦川牛腰高、胸深,郟縣紅牛體斜長、坐骨端寬、十字部高等生長性狀的潛在候選DNA標(biāo)記。TRDMT1基因遺傳變異的檢測發(fā)現(xiàn),啟動子起始密碼子上游1223bp GC變異會提高其轉(zhuǎn)錄活性,位點(diǎn)1至位點(diǎn)9之間存在強(qiáng)連鎖不平衡結(jié)構(gòu),不同的單倍型存在特殊的表達(dá)規(guī)律,為黃牛tRNA修飾功能研究提供理論依據(jù),為黃牛分子育種提供可靠的分子素材。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S823.81
【圖文】：

的基礎(chǔ)上進(jìn)行生物學(xué)驗(yàn)證，可能提高家畜育種過別家畜不同生長發(fā)育階段基因表達(dá)標(biāo)簽，關(guān)注更能是測序技術(shù)在家畜育種領(lǐng)域未來發(fā)展的方向之基因編輯手段可以對堿基的修飾水平進(jìn)行改造（、RNA 等的修飾能否在包括肉牛在內(nèi)的家畜育種輯潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。及四個種黃牛品種簡介傳資源委員會組編的《中國畜禽遺傳資源志牛志》朝或周朝，由于人們對于顏色的偏好性，喜歡將延續(xù)。黃牛是我國牛亞科動物中分布地域最廣、耕過程的生產(chǎn)工具，隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化的迅速目被轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)資料，為人們提供蛋白含量豐富涉及的四個黃牛品種特征做以簡介。

關(guān)組分的元件進(jìn)行結(jié)合、肽合成和易位。在執(zhí)行翻譯任務(wù)之前，必須對所有 tRNA 轉(zhuǎn)錄本進(jìn)行廣泛處理。tRNA 的成熟需要五個主要步驟：tRNA 分子需要經(jīng)歷 5'前導(dǎo)序列、3'尾隨序列去除過程，tRNA 的 3'端 CCA 氨基酸負(fù)載序列的添加過程，內(nèi)含子的剪接過程，特定位點(diǎn)的化學(xué)修飾過程才能成熟（Hopper & Phizicky. 2003）。RNA 修飾是分子生物學(xué)中的普遍現(xiàn)象，細(xì)胞內(nèi)各類 RNA 在轉(zhuǎn)錄后均可被修飾，很多化學(xué)修飾保守，暗示 RNA 的修飾與蛋白質(zhì)的翻譯有關(guān)（Grosjean et al. 2014）。tRNA作為蛋白質(zhì)翻譯的關(guān)鍵因子存在大量修飾（圖 1-2），更多的科研工作者展開了相關(guān)修飾基因的功能研究，與 tRNA 修飾酶突變相關(guān)的表型已在許多多細(xì)胞生物中得到描述。

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本文編號：2722486