家犬(Canis lupus familiaris)嗅觉受体基因实时定量PCR表达量差异比较

家犬(Canis lupus familiaris)嗅觉受体基因实时定量PCR表达量差异比较

论文摘要

嗅觉对于动物个体的生存和社群稳定具有重要作用,许多物种依靠嗅觉搜寻食物,个体识别,相互交流。动物通过嗅觉识别其它个体的特异性气味,从而对其性别、年龄、亲缘关系、社会地位等做出判断。许多动物还能依靠遗留下的特殊气味标志其领地范围。家犬(Canis lupus familiaris)的嗅觉极其灵敏,辨别气味的种类多,对气味的敏感度高。其嗅觉受体种类远远多于人类,嗅觉灵敏性是人类的1万至10万倍。家犬是人类的伙伴,人们经常在日常生活中利用犬类灵敏的嗅觉造福人类,如猎犬,警犬等。家犬的嗅觉不仅对其自身生命活动有重要意义,对于人类也有着举足轻重的作用。研究嗅觉受体(olfactory receptor, OR)基因家族是在分子水平上理解气味识别的基础,目前,家犬嗅觉受体基因在嗅黏膜不同部位表达量的研究未有文献报道。本实验首次采用实时荧光定量PCR技术,根据NCBI GenBank数据库中家犬嗅觉受体基因序列,设计引物,以家犬β-actin基因(序列号AF021873)作为内参基因,SYBR GreenⅠ作为荧光染料,测定家犬6个嗅觉受体基因在嗅黏膜前、后两个部位的表达量,并对结果加以分析比较,研究不同部位表达量的差异,从基因水平上探讨家犬的嗅觉,同时也为多基因、多物种、多组织部位基因表达量差异性的研究提供了理论与方法上的参考。通过研究发现:1.所选取的6个基因中共发现3个基因有表达,相对表达量分别为(Mean±D): cOR5BA2前1.00000±0.26264,后0.00049±0.00003;c0R51Q3前0.26894±0.06879,后1.00000±0.23937;c0R51P3前0.13864±0.00987后1.00000±0.13868。cOR13M4,cOR52X2,c0R2AI2三个基因没有表达。没有发现表达量超过内参基因的基因。2.同一基因在嗅黏膜前后不同部位表达量不同。cOR5BA2基因前端表达量多,与内参基因表达量相同,后端极少,仅为内参基因表达量的0.049%,也是前端表达量的0.049%;cOR51Q3和cOR51P3两个基因表达量均为前端少,后端多。cOR51Q3基因后端的表达量与内参基因表达量相同,前端表达量为内参基因的26.9%,也是后端表达量的26.9%;cOR51P3基因后端的表达量与内参基因表达量相同,前端表达量为内参基因的13.9%,也是后端表达量的13.9%。其中cOR5BA2基因在嗅黏膜前后不同部位表达量的差异最大,cOR51P3基因次之,cOR51Q3基因最次。一种嗅觉受体基因对应一类气味分子的识别,同个基因在嗅黏膜不同部位表达量不同,说明嗅黏膜的不同部位对同一类气味分子敏感性不同。3.不同基因在嗅黏膜同一部位表达量不同。在嗅黏膜前部,cOR5BA2基因表达量最高,与内参基因表达量相同,其次是cOR51Q3基因,为cOR5BA2基因表达量的26.9%,表达量最少的是cOR51P3基因,是cOR5BA2基因表达量13.9%,是cOR51Q3基因表达量的51.6%;在嗅黏膜后部,cOR51Q3和cOR51P3两个基因表达量高,且均与内参基因表达量相同,cOR5BA2基因表达量非常低,仅为cOR51Q3和cOR51P3基因表达量的0.049%,可认为几乎不表达。不同基因在嗅黏膜同一部位表达量不同,说明家犬嗅黏膜同一部位对不同气味分子的敏感性不同。4.实验中发现家犬ClassⅠ中所选取的三个基因有两个有表达,分别为cOR51Q3、cOR51P3;ClassⅡ中所选取的三个基因仅有一个表达:cOR5BA2,家犬ClassⅠ中的嗅觉受体基因比例高且表达可能性较高,这些现象可能与家犬嗅觉的灵敏性高有关。嗅觉受体基因在嗅黏膜不同部位表达量不同,说明家犬嗅黏膜不同部位对于气味的敏感性不同。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 嗅觉研究进展
  • 1.1 嗅觉对动物生存的重要意义
  • 1.2 动物嗅觉感知的两类功能
  • 1.3 犬类灵敏的嗅觉与人类的关系
  • 1.4 嗅觉受体基因家族
  • 1.4.1 嗅觉受体基因的发现
  • 1.4.2 嗅觉受体基因家族的构成
  • 1.4.3 嗅觉受体基因的特点
  • 1.4.4 嗅觉受体的特点
  • 1.5 嗅觉的形成过程
  • 1.6 家犬嗅觉系统
  • 2 材料和方法
  • 2.1 材料
  • 2.1.1 实验动物及处理
  • 2.1.2 主要试剂
  • 2.1.3 主要实验仪器
  • 2.2 方法
  • 2.2.1 实验基因的选取
  • 2.2.2 提取总RNA
  • 2.2.3 引物设计
  • 2.2.4 DNase处理RNA
  • 2.2.5 cDNA第一条链的合成
  • 2.2.6 实时荧光定量PCR检测
  • 2.3 数据分析
  • 2.3.1 实时荧光定量PCR熔点曲线
  • 2.3.2 实时荧光定量PCR荧光扩增曲线和标准曲线
  • 2.3.3 目的基因表达量的相对定量计算
  • 3 结果
  • 3.1 目的基因表达量
  • 3.2 同一基因在嗅黏膜前后不同部位表达量的比较
  • 3.3 不同基因在嗅黏膜同一部位表达量比较
  • 3.4 从Class归属的角度比较
  • 4 讨论
  • 4.1 同一家族嗅觉受体基因对嗅觉形成具有相似的作用
  • 4.2 家犬具有庞大的嗅觉受体基因家族
  • 4.3 家犬Class Ⅰ嗅觉受体基因与其灵敏嗅觉的形成
  • 4.4 家犬嗅觉受体基因家族非功能性基因的比例
  • 4.5 嗅觉受体基因表达量的几种研究方法及结果比较
  • 4.6 实时荧光定量PCR技术的运用
  • 4.7 CFOLF3基因(即cOR13M4基因)的表达量
  • 4.8 小结
  • 5 结论与展望
  • 5.1 结论
  • 5.2 展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 硕士期间主要研究成果和发表的论文著作
  • 致谢
  • 相关论文文献

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