雞匍匐性狀分子遺傳機(jī)理的研究
發(fā)布時(shí)間:2018-05-16 20:34
本文選題:雞 + 匍匐性狀; 參考:《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文
【摘要】:雞匍匐性狀是由常染色體上顯性純合致死基因Cp所控制,其主要特征為脛短身矮、翅膀短小。Cp作為常染色體上顯性半致死基因,被很多遺傳學(xué)和分子生物學(xué)教科書所引用。國際上對匍匐性狀及基因的研究已有90多年的歷史,但其基因定位、結(jié)構(gòu)和功能尚不清楚。本研究以興義矮腳雞為實(shí)驗(yàn)素材,組建匍匐型公雞與匍匐型母雞(組Ⅰ)及匍匐型公雞與野生型母雞(組Ⅱ)雜交的配種方式,并對兩種雜交模式早期死亡規(guī)律及后代分離規(guī)律進(jìn)行分析。結(jié)果表明:早期胚胎死亡集中在孵化的第四天,兩組間早期死亡率之差為24.66%,接近于25%。組Ⅰ后代中匍匐型與野生型個(gè)體的比例接近2:1(χ2=0.0229,P=0.8796),組Ⅱ后代中匍匐型與野生型個(gè)體比例接近1:1(χ2=0.0292,P=0.8643),試驗(yàn)結(jié)果與Landauer和Dunn等對Cp基因的研究結(jié)果一致,進(jìn)一步證實(shí)興義矮腳雞攜帶Cp基因。為了準(zhǔn)確定位Cp,組建Cp基因型分離家系,選擇3個(gè)全同胞或半同胞家系中個(gè)體,保證每個(gè)家系有2只致死型胚胎、2只匍匐型個(gè)體、2只野生型個(gè)體,共計(jì)18個(gè)個(gè)體。所有個(gè)體進(jìn)行全基因組重測序,在全基因組范圍內(nèi)進(jìn)行各種變異類型分析,結(jié)合雞第I連鎖群(Cp-R-U)的相關(guān)信息,確定Cp在雞基因組上的位置,獲取Cp結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),7號(hào)染色體上21798705到21810600區(qū)域缺失,該缺失區(qū)域僅存在于匍匐型與致死型胚胎。該區(qū)域內(nèi)僅含唯一的IHH, IHH對軟骨細(xì)胞的增殖、分化和造骨細(xì)胞分化起重要作用。因此,推測IHH是控制雞匍匐性狀的關(guān)鍵基因,IHH的缺失是導(dǎo)致匍匐性狀的原因突變。多重PCR分析表明,致死型個(gè)體僅擴(kuò)增224bp條帶,野生型個(gè)體僅擴(kuò)增438bp條帶,匍匐型個(gè)體擴(kuò)增出224bp和438bp兩條帶。因此,本研究建立了Cp基因型診斷的分子標(biāo)記。Cp基因型群體分離實(shí)驗(yàn)表明,IHH的缺失與匍匐性狀緊密關(guān)聯(lián)。IHH是調(diào)控軟骨細(xì)胞增殖和分化的重要調(diào)節(jié)因子,本研究分析不同發(fā)育時(shí)期IHH及其蛋白在致死型胚胎、匍匐型與野生型個(gè)體脛軟骨中的差異表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn),IHH及其蛋白在致死型胚胎中不表達(dá),匍匐型個(gè)體表達(dá)水平顯著低于野生型個(gè)體。綜合IHH突變類型,推測單倍劑量不足是導(dǎo)致雞匍匐性狀的遺傳機(jī)理,下一步將從細(xì)胞和分子水平驗(yàn)證該機(jī)理,將有助于更深入地理解匍匐表型。IHH信號(hào)通路是一個(gè)經(jīng)典的生物發(fā)育信號(hào)通路,尤其與軟骨發(fā)育密切相關(guān),研究該通路基因表達(dá)水平有助于進(jìn)一步理解IHH缺失導(dǎo)致雞匍匐表型的分子機(jī)理。研究表明,與野生型相比,匍匐型個(gè)體IHH、PTCHl、Smo、HIP以及下游轉(zhuǎn)錄因子Gli1、Gli2和靶基因Col Ⅱ、OPN表達(dá)水平均顯著降低,進(jìn)一步證實(shí)IHH缺失通過調(diào)控該信號(hào)通路基因的表達(dá)水平而影響雞匍匐表型。綜上所述,本研究首次揭開了雞匍匐性狀形成的基因之謎,其由7號(hào)染色體上IHH的缺失所引起。我們在此基礎(chǔ)上建立Cp基因原因突變規(guī)范的檢測方法,豐富了我國家禽遺傳資源庫,有助于對興義矮腳雞和我國其他地方雞品種資源的分子保種和改良工作。這些研究結(jié)果不僅闡明了匍匐性狀形成的分子機(jī)理,而且進(jìn)一步揭示IHH基因在動(dòng)物骨骼發(fā)育及人類單倍劑量不足疾病研究中的重要作用,為人類和其他脊椎動(dòng)物骨骼發(fā)育研究提供重要補(bǔ)充和參考。
[Abstract]:In order to accurately locate Cp , it was found that there were 2 lethal embryos , 2 creeping individuals and 2 wild type hens ( 蠂 2 = 0.0229 , P = 0.8643 ) . In conclusion , the study shows that the expression level of IHH , PTCHl , Smo , HIP and downstream transcription factors Gli1 , Gli2 and target gene Col鈪,
本文編號(hào):1898304
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