奶牛泌乳性能候选基因的遗传特性研究

【摘要】： 本研究分别以中国荷斯坦、澳大利亚荷斯坦、加拿大荷斯坦及陇州奶牛的395份血样为材料提取基因组DNA，运用生物信息学方法和同源序列克隆技术结合电子PCR(ePCR)，对牛的磷酸甘油酰基转移酶ζ(AGPAT6)基因的基因组DNA序列进行了克隆与序列分析。运用PCR-SSCP、PCR-RFLP以及PCR-RFLP、SSCP结合的方法对奶牛泌乳性能两个候选基因的部分基因组DNA片段进行了单核苷酸多态(SNP)检测，运用一般线性模型研究了AGPAT6基因和PRLR基因与上述4个奶牛群体泌乳性能性状的相关性，在5个方面取得了研究进展。 1．牛AGPAT6基因的克隆 利用快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆了牛AGPAT6基因5′cDNA，用PCR技术克隆到牛AGPAT6基因的8个内含子序列，获得了包含外显子和内含子的AGPAT6基因的基因组DNA片段，并为GenBank数据库收录，收录号为EF432784。 2．牛AGPAT6基因SNPs及其与奶牛泌乳性能性状的关系 检测牛AGPAT6基因部分序列，发现了11个SNPs，并分析了这些SNPs与泌乳性能性状的关系，结果如下： (1)在第2内含子发现了1个PCR-SSCP SNP位点(281T-281C)，此PCR-SSCP(281T-281C)位点不同基因型的个体的305天产奶成年当量(305dME)、乳脂率和乳蛋白率存在显著差异(P＜0.05)：杂合型个体的305dME显著高于纯合基因型个体(P＜0.05)，BB基因型个体的乳脂率和乳蛋白率显著高于AA基因型个体(P＜0.05)。 (2)在第3内含子发现了5个SNPs位点(410G-410T、489G-489T、600G-600T、649G-649A、729-729A)，其中的1个PCR-RFLP SNP(410G-410T)位点不同基因型的个体，乳脂率和乳中体细胞评分(SCS)存在显著差异(P＜0.05)；BB基因型个体的乳脂率显著高于AA基因型(P＜0.05)，BB基因型个体的SCS显著低于AA基因型(P＜0.05)。第3内含子的另一个PCR-RFLP SNP(489G-489T)位点不同基因型的个体，305dME和乳脂率存在显著差异(P＜0.05)；CC基因型的305dME显著高于DD基因型(P＜0.05)，DD基因型个体的乳脂率显著高于CC基因型(P＜0.05)。 (3)在第4内含子发现了2个PCR-SSCP SNP位点(153A-153G、606A-606G)，位点组合不同基因型的个体SCS存在显著差异(P＜0.05)；在第10、11内含子发现了3个PCR-SSCP SNP(341A-341G、430C-430T、451C-451G)，位点组合不同基因型的个体305dME、乳脂率和SCS存在显著差异(P＜0.05)：在第6、7、8、9内含子均来发现PCR-RFLP多态。 3．牛PRLR基因SNPs及其与奶牛泌乳性能性状的关系 检测牛PRLR基因部分序列发现了11个SNPs，分析这些SNPs与泌乳性能性状的关系，结果如下： (1)在第3外显子发现了3个PCR-SSCP SNPs位点(1104A缺失、1267A-1267G、1268C-1268T)，3个SNPs位点不同基因型的个体305dME存在极显著差异(P＜0.01)；AD基因型的305dME最高。 (2)在第5外显子发现了1个PCR-SSCP SNP位点(3365T-3365C)，此SNP位点不同基因型的个体泌乳性能性状差异不显著(P＞0.05)。 (3)在第7外显子发现了4个PCR-SSCP SNPs位点(5533C-5533T、5650A-5650G、5651G-5651A、5652A-5652T)，4个SNPs位点不同基因型的个体305dME、乳脂率、乳蛋白率和SCS存在显著差异(P＜0.05)：AA基因型个体的305dME最低，但乳脂率和乳蛋白率最高，AC基因型个体的SCS显著高于其他基因型个体。 (4)在第8内含子发现了1个PCR-RFLP SNP位点(7740A-7740G)，该位点不同基因型的个体305dME存在显著差异(P＜0.05)、乳蛋白率存在极显著的差异(P＜0.01)：AA基因型个体的305dME较高、BB基因型个体的蛋白率极显著高于其他基因型个体。 (5)在第10外显子发现的SNPs存在群体间差异。在澳大利亚荷斯坦牛群体发现1个PCR-SSCP SNP位点(9742A-9742G)，在加拿大荷斯坦个群体发现2个PCR-SSCP SNPs位点(9681C-9681T、9902G-9902C)，在陇州奶牛群体中发现3个PCR-SSCP SNP位点(9681C-9681T、9757G一9757T、9939G插入)，在中国荷斯坦群体发现3个PCR-SSCP SNP位点(9681C-9681T、9742A-9742G、9902G-9902C)，5个SNPs位点不同基因型的个体305dME存在极显著差异(P＜0.01)，乳脂率、乳中干物质含量和SCS存在显著差异(P＜0.05)：DD基因型个体的305dME极显著的高于其他基因型，EE基因型个体的乳脂率显著高于CC、DD基因型个体，CC基因型个体的SCS显著高于BB基因型个体。 4．基因型的组合效应对奶牛泌乳性能的影响 组合AGPAT6基因第2内含子和第3内含子的SNPs位点不同基因型分析其与奶牛泌乳性能的关系，结果表明：AGPAT6基因第2内含子和第3内含子的SNPs位点间存在互作效应，其组合效应值均高于第2内含子和第3内含子SNPs的单标记效应值：组合1(A1A1A2A2C2C2基因型)个体的305dME和乳脂率高于其他组合。因此，可初步确定SNPs组合位点(281T、410G、489G)为影响牛乳品质的最佳SNPs组合基因型。 组合PRLR基因第3外显子、第7外显子、第8内含子和第10外显子的SNPs位点不同基因型分析其与奶牛泌乳性能的关系，结果表明：PRLR基因第3、7、10外显子和第8内含子的SNPs位点存在互作效应，其305dME组合效应值均高于第3、7、10外显子和第8内含子SNPs的单标记效应值：组合4(A1A1B3B3A5B5E4E4)个体的305dME高于其他组合，可初步确定组合4(A1A1B3B3A5B5E4E4)为影响牛产奶量的最佳组合基因型。 5．AGPAT6、PRLR基因多态与中国荷斯坦奶牛群体泌乳性能的关系 在中国荷斯坦牛品种内，分析了AGPAT6和PRLR基因上17个SNPs位点不同基因型与奶牛泌乳性能不同性状的关系，结果显示：PRLR基因第3外显子3个SNPs位点不同基因型个体的初次配种日龄存在显著差异(P＜0.05)、初次产犊日龄存在极显著差异(P＜0.01)，BB基因型个体的初次配种日龄显著地高于其他基因型个体，初次产犊日龄存在极显著地高于其他基因型个体。第5外显子的SNP位点不同基因型个体的乳脂率和乳蛋白率存在显著差异(P＜0.05)，AA基因型个体的乳脂率和乳蛋白率显著地高于BB基因型个体。第7外显子4个SNPs化点不同基因型的个体305dME和初次产犊日龄存在显著差异(P＜0.05)；BB基因型个体的305dME最高，AA基因型个体的初次产犊日龄最高。第10外显子的5个SNPs位点不同基因型个体的乳脂率存在显著差异(P＜0.05)；DD基因型个体的乳脂率和乳干物质含量显著低于FF基因型个体(P＜0.05)。