家蚕性连锁平衡致死系致死基因l1和l2的精细定位

家蚕性连锁平衡致死系致死基因l1和l2的精细定位

论文摘要

家蚕性连锁平衡致死系(S14)是俄罗斯科学家V.A.Strunnikov等运用辐射诱变等手段培育而成的,品系两条Z染色体上分别带有一个隐性致死突变基因l1和l2 (lethal gene 1,l1和lethal gene 2, l2),l1和l2为非等位基因,致死时期分别是转青期和反转期终了,两个致死基因之间的交换率为0.8%。S14品系的W染色体上易位有一个包含+os显性性状基因的Z染色体片段,易位片段携带l1的正常等位基因,可以掩盖l1的致死作用。因此S14品系,W+l1 Z+l1·l2基因型雌蚕卵和Zl1·+l2/Zl1·+l2基因型雄蚕卵分别因l2和l1致死作用在胚胎期死亡;W+l1 Zl1·+l2基因型雌蚕卵和Zl1·+l2/Z+l1·l2基因型雄蚕卵存活发育成成虫。将S14品系的雄蛾与P50品系的雌蛾杂交,F1代雄蛾再与P50品系雌蛾回交。回交一代雌蛾根据父本(F1代雄蛾)携带l1或l2分成两类BCl-l1和BCl-l2两个回交种群,分别用来定位l1和l2致死基因。本研究的内容与结果:(1)已知os油蚕基因和l1致死基因连锁。据文献报道分子标记N20.80b与os油蚕性状标记连锁,N20.80b位于Z染色体精细物理图谱19.2 Mb位点附近,从家蚕全基因组数据库KAIKObase中下载N20.80b附近长5.7 Mb的Z染色体基因组序列。使用SSRHunterl.3软件对5.7 Mb基因组序列进行SSR标记搜寻,并根据SSR标记两端的单一序列设计上下游引物,共设计563对SSR特异性引物。(2)为筛选能区分S14品系Zl1·+l2和Z+l1·l2两条Z染色体的差异标记,用563对SSR特异性引物检测S14品系雌蛾与雄蛾基因组间的多态性,共获得10个差异标记,这些差异标记用以鉴定F1代雄蛾携带l1或l2。用563对SSR引物检测杂交F1代雄蛾基因组的多态性,分别筛选P50品系的Z染色体与S14品系系Zl1·+l2和Z+l1·l2条Z染色体的差异标记,其中P50的Z染色体和系Zl1·+l2染色体之间有16个差异标记,和系Z+l1·l2染色体之间有18个差异标记,这些差异标记分别用于BCl-l1和BCl-l2雌蛾基因型的检测。(3)通过对作图群体BCl-l1和BCl-l2雌蛾基因型的检测,分别构建了l1、l2致死基因和SSR标记之间的连锁图,结合SSR标记在Z染色体物理图谱中的位置,最终l1基因定位在物理图谱19.79 Mb位点到染色体末端(长约2.6 Mb)范围内;l2基因定位在物理图谱17.86 Mb位点到18.55 Mb位点(长约0.69 Mb)范围内。通过对比l1和l2的连锁图,发现5.7 Mb范围内Zl1·+l2染色体与P50 Z染色体间交换率0.82%,而Z+l1.l2染色体与P50 Z染色体间交换率9.28%,推测携带l1的Zl1.+l2染色体可能存在结构异常,从而抑制了Zl1+l2染色体和P50 Z染色体在5.7 Mb范围内的重组交换。(4)用位于l1定位的2.6 Mb区域的183对引物检测Zl1.+l2/Zl1.+l2基因型死亡胚胎、W+l1 Zl1.+l2基因型和Zl1.+l2/Z+l1.l2基因型存活胚胎三种基因组发现,携带l1的Zl1.+l2染色体缺失了末端大小约0.184 Mb的片段,而携带+l1的W+l1染色体携带Zl1.+l2染色体缺失的0.184 Mb片段。推测Zl1.+l2染色体缺失的0.184 Mb片段上有家蚕存活的必须基因,Zl1.+l2/Zl1.+l2基因型胚胎因必须基因缺失在转青期死亡。通过生物信息学方法对KAIKObase数据库预测的0.184 Mb片段内的功能基因进行分析,推测Pdp1基因(BGIBMGA003874)可能是致死基因l1的候选基因之一。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 1 文献综述
  • 1.1 基因定位策略
  • 1.1.1 家系分析
  • 1.1.2 细胞水平
  • 1.1.2.1 体细胞杂交
  • 1.1.2.2 细胞学标记定位
  • 1.1.3 染色体水平
  • 1.1.4 分子水平
  • 1.1.4.1 形态遗传标记
  • 1.1.4.2 生物化学遗传标记
  • 1.1.4.3 分子遗传标记
  • 1.2 家蚕遗传图谱及Z染色体上的遗传标记
  • 1.2.1 家蚕的经典遗传图
  • 1.2.2 家蚕的分子遗传图
  • 1.2.2.1 RFLP图谱
  • 1.2.2.2 RAPD标记
  • 1.2.2.3 AFLP标记
  • 1.2.2.4 SSR标记
  • 1.2.2.5 SNP标记
  • 2 引言
  • 2.1 研究背景和意义
  • 2.2 研究内容
  • 2.3 技术路线
  • 3 实验材料、设计与方法
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 材料蚕品种及组配
  • 3.1.1.1 材料蚕品种
  • 3.1.1.2 材料蚕配制
  • 3.1.2 主要试剂
  • 3.1.3 常用溶液的配制
  • 3.1.4 主要仪器设备
  • 3.2 实验设计
  • 3.2.1 引物设计
  • 1和l2各自所在 染色体)的区分'>3.2.2 性连锁平衡致死系S14品系内两条Z染色体(致死基因l1和l2各自所在 染色体)的区分
  • 3.2.3 S14品系内Z染色体多态性标记筛选
  • 1和l2各自所在染色体的分子鉴别'>3.2.4 致死基因l1和l2各自所在染色体的分子鉴别
  • 1和l2的定位'>3.2.5 致死基因l1和l2的定位
  • 1和l2与P50的回交群体(BC1)的区分'>3.2.5.1 致死基因l1和l2与P50的回交群体(BC1)的区分
  • 1或l2)与P50的Z染色体间多态性标记筛选'>3.2.5.2 S14品系Z染色体(l1或l2)与P50的Z染色体间多态性标记筛选
  • 1和l2的定位'>3.2.5.3 致死基因l1和l2的定位
  • 1所在Zl1,+l2染色体缺失鉴定'>3.2.5.4 致死基因l1所在Zl1,+l2染色体缺失鉴定
  • 1和l2候选基因'>3.2.6 利用生物信息学预测的致死基因l1和l2候选基因
  • 3.3 实验方法
  • 3.3.1 单蛾基因组DNA的提取
  • 3.3.2 单卵基因组DNA抽提
  • 3.3.3 模板DNA的制备
  • 3.3.4 PCR扩增和琼脂糖电泳检测
  • 3.3.4.1 PCR扩增
  • 3.3.4.2 琼脂糖凝胶电泳
  • 1和l2的连锁分析'>3.3.5 致死基因l1和l2的连锁分析
  • 3.3.6 致死基因定位分析
  • 1所在Zl1,+l2染色体缺失鉴定'>3.3.7 致死基因l1所在Zl1,+l2染色体缺失鉴定
  • 1和l2候选基因的预测'>3.3.8 致死基因l1和l2候选基因的预测
  • 4 结果与分析
  • 4.1 区分两条Z染色体的分子标记的筛选
  • 4.1.1 S14品系雌雄蛾间多态性筛选
  • 1和l2所在Z染色体多态性的单卵验证'>4.1.2 致死基因l1和l2所在Z染色体多态性的单卵验证
  • L1,+L2或Z+L1,L2染色体之间多态性标记的筛选'>4.2 P50的Z染色体和S14的ZL1,+L2或Z+L1,L2染色体之间多态性标记的筛选
  • 1代雄蛾的基因型'>4.2.1 利用BC1胚胎死亡时期鉴别其父本F1代雄蛾的基因型
  • 1代雄蛾基因型的分子鉴别'>4.2.2 F1代雄蛾基因型的分子鉴别
  • 1代雄蛾两条Z染色体间多态性标记的筛选'>4.2.3 F1代雄蛾两条Z染色体间多态性标记的筛选
  • 1和L2的定位'>4.3 致死基因L1和L2的定位
  • 1的定位'>4.3.1 致死基因l1的定位
  • 1的连锁分析'>4.3.1.1 致死基因l1的连锁分析
  • 1的所在Zl1·+l2染色体缺失鉴定'>4.3.1.2 致死基因l1的所在Zl1·+l2染色体缺失鉴定
  • 2的定位'>4.3.2 致死基因l2的定位
  • 1和L2的候选区基因分析'>4.4 致死基因L1和L2的候选区基因分析
  • 1缺失区域内基因分析'>4.4.1 致死基因l1缺失区域内基因分析
  • 2候选区内基因分析'>4.4.2 致死基因l2候选区内基因分析
  • 5 讨论
  • 5.1 Z染色体(S14品系内及其与P50之间)多态性筛选
  • 1所在Z染色体结构异常的探讨'>5.2 致死基因L1所在Z染色体结构异常的探讨
  • 5.3 致死基因的推测
  • 6 小结
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 在校期间发表论文
  • 相关论文文献

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