牦牛脑红蛋白基因CDS遗传变异研究

【摘要】：本研究对天祝白牦牛NGB基因进行了扩增，成功获得了天祝白牦牛NGB基因的全序列，并运用DNAStar、Protparam、PredictProtein、SWISS-MODEL等软件对其核苷酸序列，编码蛋白的基本理化性质、空间构象等性质进行了预测和分析。同时利用PCR-SSCP技术检测了天祝白牦牛和甘南牦牛各150个样品中NGB基因CDS序列的遗传变异规律，得到如下结果： 一.天祝白牦牛NGB全基因的克隆与序列分析 通过基因克隆技术得到长度为4199bp的天祝白牦牛NGB基因序列，生物信息学分析表明： 1.天祝白牦牛NGB基因包括4个外显子和3个内含子，外显子的大小分别为89bp、112bp、120bp和135bp，内含子的大小分别为1408bp、606bp和1370bp； 2.天祝白牦牛NGB基因序列G+C含量略高，且编码区G+C含量明显高于非编码区； 3.天祝白牦牛NGB基因编码151个氨基酸残基组成的多肽，其分子量为16886.3D，等电点为4.93； 4.天祝白牦牛NGB中，每个氨基酸对于同义密码子有着强烈的使用偏性； 5.通过同源性进化分析表明，NGB基因的进化树与其物种树基本一致。 二.牦牛NGB基因CDS区遗传变异规律研究 利用PCR-SSCP技术对150头天祝白牦牛、150头甘南牦牛的NGB基因4个外显子区域遗传变异规律进行了研究，多态性检测结果如下： 1. P3引物扩增的区域包括整个外显子1和126bp的5侧翼区以及5bp的内含子1，检测发现1处点突变，在天祝和甘南牦牛群体中均表现AA、AB、BB3种基因型，由A、B2个等位基因控制。其中等位基因B处发生了A→G突变，该突变使得氨基酸编码序列上的第14个密码子由CGA突变成CGG，因为CGA、CGG所编码的都是精氨酸，所以该突变没有引起氨基酸水平的变化，属于同义突变。天祝群体中基因型频率分别为0.6000、0.2800和0.1200，等位基因A、B的频率为0.7400、0.2600；甘南群体的基因型频率分别为0.5600、0.3600和0.0800，等位基因A、B的频率为0.7400、0.2600。 2.P4引物扩增的区域包括整个外显子2和123bp的内含子1以及2bp的内含子2，检测发现1处点突变，在天祝和甘南牦牛群体中均表现CC、CD、DD3种基因型，由C、D2个等位基因控制。其中等位基因D处发生了T→C突变，该突变使得氨基酸编码序列上的第38个密码子由TTG突变成CTG，因为TTG、CTG所编码的都是亮氨酸，所以该突变没有引起氨基酸水平的变化，属于同义突变。天祝群体中基因型频率分别为0.5133、0.4467和0.0400，等位基因C、D的频率为0.7367、0.2633；甘南群体的基因型频率分别为0.6400、0.3200和0.0400，等位基因C、D的频率为0.8000、0.2000。 3. P5引物扩增的区域包括整个外显子3和144bp的内含子2以及92bp的内含子3，检测发现2处点突变，在天祝和甘南牦牛群体中均表现EE、EF、FF、EG、FG5种基因型，由E、F、G3个复等位基因控制。其中等位基因G位于内含子区域，即位于第2内含子587bp处发生C→T突变；而等位基因F处发生了C→T突变，该突变使得氨基酸编码序列上的第72个密码子由ATC突变成ATT，因为ATC、ATT所编码的都是异亮氨酸，所以该突变没有引起氨基酸水平的变化，属于同义突变。天祝群体中基因型频率分别为0.4600、0.3800、0.0600、0.0800和0.0200，复等位基因E、F、G的频率为0.6900、0.2600和0.0500；甘南群体的基因型频率分别为0.4867、0.3600、0.0933、0.0400和0.0200，复等位基因E、F、G的频率为0.6867、0.2833和0.0300。 4. P6引物扩增的区域包括整个外显子4和147bp的内含子3以及85bp的3侧翼区，检测发现1处点突变，在天祝和甘南牦牛群体中均表现MM、MN2种基因型，由M、N2个等位基因控制。其中等位基因N处发生了T→C突变，该突变使得氨基酸编码序列上的第110个密码子由GGT突变成GGC，因为GGT、GGC所编码的都是甘氨酸，所以该突变没有引起氨基酸水平的变化，属于同义突变。天祝群体中基因型频率分别为0.7733和0.2267，等位基因M、N的频率为0.8867、0.1133；甘南群体的基因型频率分别为0.8933和0.1067，等位基因M、N的频率为0.9467、0.0533。