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兔MC1R基因克隆、遗传变异及不同时期表达水平的研究

王晓明  
【摘要】:哺乳动物的毛色类型很多,主要是由黑色素细胞产生的黑色素的不同分布所引起。家兔作为毛皮兽类,毛皮颜色不仅是品种的标记,更具有重要的经济价值。 MC1R (melanocortin1-receptor)基因,即黑色素皮质素受体1,该基因存在于哺乳动物的黑色素细胞中,哺乳动物的有色毛表型受黑色素皮质素受体1位点的不同等位基因调节。MC1R是是独特的、双功能控制受体,黑色素细胞接受动物激素调控的主要受体之一,MC1R基因为G蛋白偶联受体家族成员,由extension基因座编码,长度为310个氨基酸。MC1R基因只有一个外显子,其蛋白有7个跨膜结构域,为最小的G蛋白偶联受体。在哺乳动物中,MC1R对于黑色素的形成有着重要的调节作用,是目前研究发现与黑色素的形成有着直接关系的基因。 本实验以4个兔品种为实验动物,对兔MC1R基因外显子进行克隆测序,得到外显子核苷酸序列,基于NCBI数据库上发表的其他物种MC1R核苷酸序列进行生物学比对;利用PCR-SSCP技术对4个兔品种MC1R基因外显子进行多态性分析和比较;同时采用荧光定量PCR技术分析MC1R基因在兔体内的不同时期表达规律,主要研究结果如下: 1、根据GenBank中公布的狒狒MC1R基因外显子序列Blast,设计引物,获得兔MC1R基因外显子区域核苷酸序列,并与GenBank中其他物种的相应基因编码区核苷酸序列进行比较分析,采用邻接法构建兔与其他物种间分子系统进化树。结果表明,长度为924bp的兔MC1R基因编码区序列与人、狒狒等灵长类动物的同源性分别为88.3%、88.7%,与猪和牛等偶蹄目的同源性分别为88.1%、87.4%,与鼠、小鼠等啮齿目动物的同源性分别为83.4%、86.1%。将核苷酸序列翻译成氨基酸,并预测其构成的蛋白信息得知:碱基A、T、C、G数目分别为232、225、237、230;α-螺旋占42.3%,无规卷曲占37.5%,β-转角占11.3%;预测氨基酸残基涵盖4个亲水区和3个疏水区。 2、在闽西南黑兔、青紫蓝色獭兔、白色獭兔和九疑山兔4个兔品种中对MCIR基因外显子进行单核苷酸多态性分析,检测结果发现了2个等位基因、3种基因型,外显子区域103-108位点存在AGACGG插入。4个兔品种的杂合度都在0.140-0.251之间,多态信息含量在0.15左右。A等位基因在白色獭兔、九疑山兔群体中表现为优势等位基因;B等位基因在闽西南黑兔、青紫蓝色獭兔群体中表现为优势等位基因。通过蛋白质二级结构预测,该插入突变使得蛋白质构象发生微弱改变,可能会相应地影响该基因所调控的性状。 3、MCIR基因在所检测的群体中均具有一定的表达量。在4周龄时相对表达量处于较低的水平,6至10周龄表现出上升的趋势,到10周龄时达到最高峰。在10至12周龄期间,相对表达量出现下降的趋势,但仍然高于8周龄相对表达量。不同性别之间的相对表达量没有出现显著性差异。


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