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《中国农业科学院》 2012年
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关于绵羊肌肉生长遗传调控机理的研究

孙伟  
【摘要】:本研究采用候选基因法和全基因组基因芯片检测法研究绵羊肌肉生长性状的遗传调控机理,主要内容如下: 一、湖羊Dlk1、GHR、 IGF-I、 MSTN、 MyoG基因在背最长肌中的表达及其与屠宰性状、肉质性能关联分析 摘要:本实验以湖羊为研究对象,以6月龄陶赛特羊为参照群体,采用RT-PCR法检测Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN、MyoG基因在湖羊不同生长阶段背最长肌中表达丰度,并分析其与屠宰性状、肉质性能的关联性,旨在揭示湖羊肌肉生长性状的分子遗传学基础,为湖羊肌肉生长性状的选育提供遗传学资料,丰富湖羊品种遗传资源的研究。本实验得到了以下结果: 1、Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN、MyoG基因在湖羊背最长肌中的表达趋势分析 Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN、MyoG基因在不同生长阶段之间、不同性别间大量存在显著或极显著差异,这表明不同生长阶段、性别对于这5个基因在绵羊肌肉组织中的表达具有重要影响。出生后,各基因表达水平并非一直随着上升或者下降,各基因表达水平出现拐点的时间点也不相同。就6月龄而言,这5个基因在湖羊中的表达均高于陶塞特羊,品种因素对于这5个基因的表达差异表达具有一定的影响,但是两个品种在其他生长阶段的表达差异水平有待进一步研究。 5个基因间大多存在显著或极显著正相关,只有GHR与MSTN、MyoG间的表达相关不显著。 2、Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN和MyoG基因表达与湖羊屠宰性状指标的相关分析 Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN基因与宰前活重和胴体重存在显著或极显著正相关,与净肉重相关不显著;MyoG与宰前活重、胴体重和净肉重间均未达到显著水平。 3、Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN和MyoG基因表达与肉质性能指标的相关分析 Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN和MyoG基因表达均与肌纤维直径和肌纤剪切力存在正相关,与肌纤维密度存在负相关。其中,Dlk1、GHR、IGF-I、MSTN基因表达与肌纤维直径和肌纤维密度存在显著或极显著相关,Dlk1、GHR、IGF-I基因表达与肌纤剪切力存在显著或极显著相关。MyoG基因表达与肌纤维直径、肌纤剪切力和肌纤维密度均不存在显著相关。 二、利用芯片表达数据构建绵羊背最长肌基因网络调控图;探讨TGF-β信号通道在美臀羊形成中的作用 摘要:[背景]在基因表达数据分析方面的最新进展可以帮助发现更为详细的导致不同处理差异的关键原因,其中包括鉴定表达不存在差异的关键基因,本文运用了这些数据分析方法到绵羊肌肉表达数据上,并重点研究美臀表型性状。绵羊的美臀基因突变以及牛上的生长抑制素基因突变都可以导致显著增加肌肉的生长。尽管两种突变类型可以增加慢肌纤维到快肌纤维的转变比率,但是表型的其他特征都是非常不同的。本文将采用新的分析算法来比较导致绵羊上美臀基因突变以及牛上的生长抑制素基因突变的通道的潜在成分的一致性。[结果]本研究构建了绵羊背最长肌的一个始终相关(Always correlated)的基因表达网络。确定了5个稳健的功能模块,包括编码肌肉蛋白、线粒体蛋白、核糖体蛋白、26S蛋白酶和参与翻译的蛋白的基因。Module-to-Regulator(模块-调控影响因子)分析方法被用于识别模块的潜在的转录调控因子,除了得到一些已知的模块调控因子,还得到了一些新的候选调控因子。采用RIF2算法来分析美臀羊和正常表型羊的基因表达数据,可以清晰地揭示导致不同处理/表型的关键的调控因子(虽然在这些调控影响因子表达上并没有显著差异性)。相关文献、数据挖掘以及前10个候选调控因子均支持TGF(转化生长因子)-β的信号通道在增加DLK1在美臀羊肌肉中表达从而导致肌肉聚集中的作用。另外,在同一坐标平面内作出美臀羊和双肌臀牛的RIF2得分图,结果进一步支持这两种表型在TGF-β信号通道上有相同之处。这两个数据集的RIF2分析的交叉之处包含有YAP1基因,该基因编码导致调节器官大小的Hippo信号通道的一个组成部分。本研究首次提供了Hippo信号通道参与草食动物肌肉生长的活体证据,这支持了最近的有关Hippo通道在大鼠肌肉生长中的作用的报道。[结论]本研究提供了解释洞角反刍科草食动物中两种肌肉增加表型的机制的新观点。特别是,揭示了美臀羊和双肌臀牛存在比预期大得多的相同之处。本研究结果丰富了洞角反刍科草食动物重要功能基因遗传资源的研究。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S826

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【参考文献】
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【相似文献】
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