STAT1、STAT5A基因多态性与中国荷斯坦奶牛产奶性状的相关性研究

论文摘要

本试验以199头中国荷斯坦奶牛为研究对象,采用PCR-SSCP的方法,系统的研究了STAT1（GeneID:510814）基因内含子1,4,10,11,18,19,25及3′UTR等十个位点与STAT5A（GeneID: AJ237937）基因外显子712,内含子14共17个位点的多态性,并将其与第一至三个胎次的产奶性状进行了关联分析。目的在于探索STAT1、STAT5A基因对中国荷斯坦奶牛产奶性状的影响,为今后良种奶牛的选育提供一定的理论依据。研究结果如下:在STAT1基因中,在内含子11 P1,P2及3′UTR 3个位点发现了多态性,其余位点在所研究的群体中未发现多态性;在STAT5A基因中,只在内含子9和内含子14两处发现多态,其余位点均没有多态性。各多态位点的突变情况及不同基因型与产奶性状的相关性如下所示:1. STAT1基因内含子11 P1基因多态性及其与产奶性状的相关性以中国荷斯坦奶牛基因组DNA为模板,用自行设计的引物P1对STAT1基因的内含子11进行PCR扩增,产物长度为369bp。经聚丙烯酰胺凝胶电泳后发现,该位点存在3种基因型,分别命名为AA,AB,BB;基因型频率分别为0.442,0.462,0.096。经测序发现,突变产生在28739碱基处,为G转换为A。3种基因型与产奶性状的关联分析表明:BB基因型个体第一、二胎次乳蛋白率均显著高于AA型和AB型个体（P<0.05）;3种基因型对各胎次产奶量及乳脂率均没有显著影响（P>0.05）,但呈现出BB>AB>AA的趋势。2. STAT1基因内含子11 P2基因多态性及其与产奶性状的相关性由引物P2扩增出的片段,经聚丙烯酰胺凝胶电泳分型发现,在该扩增片段存在三种基因型,分别命名为CC,CD,DD,基因型频率分别为0.331,0.196,0.473。经测序发现,3种基因型由28873碱基处发生G颠换为C而产生。3种基因型与产奶性状的关联分析表明:DD型个体的第三胎次的产奶量显著高于CC型个体（P<0.05）,DD型个体的第二胎次的乳蛋白率显著高于CC和CD型个体（P<0.05）,3种基因型对各胎次乳脂率均没有显著影响（P>0.05）。3. STAT1基因3′UTR基因多态性及其与产奶性状的相关性本试验对3′UTR不同位置自行设计了3对引物,结果仅在引物1的扩增片段中发现多态性。该位点存在3种基因型,分别命名为TT,CT,CC,基因型频率分别为0.437,0.116,0.447。测序结果表明,突变发生在141930碱基处,为C转换T。3种基因型与产奶性状的关联分析表明:基因型CC,CT个体的第一、二胎次产奶量均显著高于TT型个体（P<0.05）;CC型个体的第一、三胎次乳蛋白率均显著高于TT型个体（P<0.05）。三种基因型对三个胎次乳脂率的影响差异均不显著（P>0.05）,但呈现出CC>CT>TT的趋势。4. STAT5A基因内含子9基因多态性及其与产奶性状的相关性用自行设计的引物对STAT5A基因外显子10进行扩增,经聚丙烯酰胺凝胶电泳分型发现了三种基因型,分别命名为GG,AA ,GA,基因型频率分别为0.112,0.138,0.75。经测序后序列比对发现,突变产生在内含子9,为9501碱基处发生G转换为A的突变。与产奶性状的关联分析表明:AA型个体的第三胎次产奶量极显著高于GA和GG型个体（P<0.01） ,GG型个体第二、三胎次乳蛋白率显著高于AA和GA型个体（P<0.05）;GG,GA型个体第一、三胎次乳脂率显著高于AA型个体（P<0.05）。综上所述,STAT1,STAT5A基因对中国荷斯坦奶牛的产奶性状的影响均达到了显著水平,因此可以将这2个基因作为荷斯坦奶牛分子标记辅助选择的候选基因。

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摘要

ABSTRACT

第一章文献综述

1.1 分子标记的发展简介

1.1.1 以分子杂交为基础的I 类分子标记

1.1.2 以PCR 为基础的Ⅱ类分子标记

1.1.3 以测序为核心的Ⅲ类分子标记及其它标记

1.2 几种常用的分子遗传标记的原理及特点

1.2.1 RFLP 标记

1.2.2 RAPD 标记

1.2.3 微卫星DNA 标记

1.2.4 PCR-SSCP 标记

1.2.5 SNP 标记

1.3 分子标记在奶牛遗传育种中的应用

1.3.1 基因定位

1.3.2 构建基因图谱

1.3.3 分子标记辅助选择（Marker Assistant Select，MAS）

1.3.4 群体遗传结构和遗传关系分析

1.4 STATs 蛋白家族的结构

1.5 STATs 家族各基因的功能

1.6 JAK-STAT 信号转导途径

1.7 STAT1、STAT5A 基因研究进展

1.8 催乳素及受体基因多态性与产乳性状的相关性

1.9 生长激素基因和生长激素受体基因和产乳性状的关系

1.10 IGFs 和IGFBP3 与和产乳性状的关系

第二章材料与方法

2.1 试验材料

2.2 主要仪器设备及试剂、溶液的配制

2.2.1 主要仪器设备

2.2.2 主要试剂

2.3 试验方法

2.3.1 牛血液基因组DNA 的提取和检测

2.3.2 STAT1 基因和STAT5A 基因的PCR 扩增

2.3.3 STAT1、STAT5A 基因的SSCP 分析

2.4 统计分析

2.4.1 基因频率和基因型频率的计算

2.4.2 多态信息含量（Polymorphism information content，PIC）

2.4.3 群体纯合度和杂合度（Ho 和He）

2.4.4 有效等位基因数（Effective number of alleles，Ne）

2.4.5 Hardy-Weinberg 平衡检测

2.4.6 产奶性状分析

第三章结果与分析

3.1 血液基因组DNA 的提取效果

3.2 STAT1 基因内含子11PCR-SSCP 结果及与产奶性状的关联分析

3.2.1 STAT1 基因内含子11 P1 扩增产物的PCR 检测结果

3.2.2 STAT1 基因内含子11 扩增产物的SSCP 分型结果

3.2.3 STAT1 基因内含子11 不同基因型测序结果分析

3.2.4 STAT1 基因内含子11 基因频率和基因型频率的分布

3.2.5 STAT1 基因内含子11 不同基因型与产奶性能的关系

3.3 STAT1 基因3′UTR PCR-SSCP 结果及与产奶性状的关联分析

3.3.1 STAT1 基因3′UTR 扩增产物的PCR 检测结果

3.3.2 STAT1 基因3′UTR 扩增产物的SSCP 分型结果

3.3.3 STAT1 基因3′UTR 不同基因型测序结果分析

3.3.4 STAT1 基因3′UTR 基因频率和基因型频率的分布

3.3.5 STAT1 基因3′UTR 不同基因型与产奶性能的关系

3.4 STAT5A 基因内含子9PCR-SSCP 结果及其与产奶性状的关联分析

3.4.1 STAT5A 基因内含子9 扩增产物的PCR 检测结果

3.4.2 STAT5A 基因内含子9 扩增产物的PCR-SSCP 结果

3.4.3 STAT5A 基因内含子9 不同基因型测序结果分析

3.4.4 STAT5A 基因内含子9 基因频率和基因型频率的分布

3.4.5 STAT5A 基因内含子9 不同基因型与产奶性能的关系

第四章讨论

4.1 样品的采集、保存以及 DNA 的提取

4.1.1 样品的采集与保存

4.1.2 DNA 的提取

4.2 PCR 反应体系与反应条件的优化

4.3 PCR-SSCP 技术影响因素分析

4.3.1 PCR 产物的大小与质量

4.3.2 合适浓度的聚丙烯酰胺凝胶

4.3.3 电泳条件

4.3.4 结果判定

4.4 中国荷斯坦奶牛STAT1、STAT5A 基因多态性与产奶性状相关性分析

4.4.1 中国荷斯坦奶牛STAT1 基因多态性与产奶性状相关性分析

4.4.2 中国荷斯坦奶牛STAT5A 基因多态性与产奶性状相关性分析

第五章结论

5.1 STAT1 基因内含子11P1 基因多态性及其与中国荷斯坦奶牛产奶性状的相关性

5.2 STAT1 基因内含子11P2 基因多态性及其与中国荷斯坦奶牛产奶性状的相关性

5.3 STAT1 基因3′UTR 基因多态性及其与中国荷斯坦奶牛产奶性状的相关性

5.4 STAT5A 基因内含子9 基因多态性及其与中国荷斯坦奶牛产奶性状的相关性

参考文献

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