通过全基因组扫描研究定位小鼠性发育相关基因

论文摘要

性发育是指个体性成熟并获得生殖能力的过程,受到遗传、环境等多种因素的影响。为了寻找与性发育启动相关的基因,本研究选择性发育启动时间有明显差异的近交品系小鼠C3H/HeJ（C3）和C57BL/6J（B6）进行正交和反交,建立了两个F2代家系。鉴定小鼠性发育启动的方法在雄鼠中采用观察其阴茎-包皮分离,在雌鼠中采用观察其阴门开启。实验分析了亲本、正反交子一代及其子二代的性发育启动天数的差异。结果显示在亲本中性发育启动差异极显著(P=3.7×10-13),在子一代中正反交性发育启动差异显著（P=5.4×10-3）,子二代正反交没有显著差异（P=0.0941）。并计算出小鼠性发育启动的遗传率在正反交家系中分别为63.97%和68.48%。说明本研究成功地建立了两个家系。从534只F2代雌性小鼠中只挑选一窝同胞数在6～10只范围内的小鼠个体作为的实验样本,并在其中挑选出具有极端阴门开启年龄的雌鼠259只（其中C386F2小鼠161只、B6C3F2小鼠98只）进行全基因组遗传位标扫描。每条染色体上选取4～7个STR或SNP位标作为遗传标记,平均间距15～20CM。本实验室以往的研究工作已对6号,13号,X染色体进行了先期扫描。并在正交F2代小鼠中X染色体上发现DXMit166与性发育启动显著相关（LOD=3.856,P<0.05）。在反交F2代小鼠中没有阳性结果。本研究在前期工作的基础上对其余17条染色体进行基因组扫描以研究在其他染色体上是否还存在与性发育相关的区段。实验中分别采用连锁分析和连锁不平衡分析的方法对分型数据进行了分析和验证。在连锁分析中发现:正交F2代小鼠中,5号和12号染色体上各有一个区段提示与性状相关（D5Mit367,LOD=2.423;D12Mit144,LOD=2.196）,反交F2代小鼠中没有阳性结果。并应用连锁不平衡分析验证了这两个位点与小鼠性发育启动天数显著相关（P<0.05）。通过本实验,使我们对小鼠全基因组中与性发育相关的位点有了更全面的了解,同时为下一步缩小相关区段,进行精细定位奠定了基础。此项研究最终也将为从基因水平解释调控哺乳动物性发育启动的分子机制打下基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 哺乳动物性发育相关基本理论简介
• 1.1.1 青春期与性发育的关系
• 1.1.2 性发育启动的机制
• 1.1.3 影响性发育启动的因素
• 1.2 哺乳动物性发育研究进展
• 1.2.1 人类性发育研究进展
• 1.2.2 小鼠性发育研究进展
• 1.3 小鼠作为模式生物的优点
• 1.4 本研究的理论基础
• 1.4.1 定位克隆的基本原理简介
• 1.4.2 数量性状基因座位（QTL）简介
• 1.4.3 基因组扫描与微卫星标记
• 1.5 利用近交系小鼠模型对QTL相关基因的研究
• 1.6 研究基础
• 1.7 本研究的科学意义
• 2 材料与方法
• 2.1 小鼠家系构建
• 2.1.1 小鼠饲养
• 2.1.2 小鼠性发育启动的性状鉴定
• 2.1.3 小鼠家系模型的构建方法
• 2.1.4 F2代雌鼠样本的选择
• 2.2 全基因组遗传位标扫描
• 2.2.1 实验仪器和试剂
• 2.2.2 小鼠全基因组DNA抽提
• 2.2.3 全基因组遗传标记的选取
• 2.2.4 STR的分型方案
• 2.2.5 STR/SNP片段的凝胶电泳检测
• 2.3 统计学分析
• 2.3.1 独立样本t检验
• 2.3.2 非参数分析
• 2.3.3 QTL连锁分析
• 3 结果
• 3.1 各代雌鼠阴门开启年龄差异
• 3.2 多重PCR反应条件的优化
• 3.2.1 引物浓度的优化
• 3.2.2 退火温度的优化
• 3.2.3 引物浓度配比优化
• 3.2.4 多重PCR反应程序的选择
• 3.3 通用方案在STR多重PCR分型中的应用
• 3.3.1 特异性引物与通用引物间的比例优化
• 3.3.2 通用引物与传统荧光引物方案在STR基因分型中的比较
• 3.4 STR分型结果
• 3.5 基因分型数据统计学分析
• 3.5.1 分型数据可靠性分析
• 3.5.2 对分型结果的连锁分析
• 3.5.3 连锁不平衡分析结果
• 4 讨论
• 4.1 小鼠家系构建方式的选择
• 4.2 F2代样本的选择
• 4.3 全基因组扫描Marker的选择
• 4.4 多重PCR反应
• 4.5 通用引物方案的优点
• 4.6 STR分型结果的讨论
• 4.6.1 分型数据的可靠性分析
• 4.6.2 连锁分析及连锁不平衡分析结果的讨论
• 4.6.3 正交和反交家系的差异
• 5 结论
• 附录1
• 附录2