绵羊透明带蛋白3(ZP3)基因的变异及其与海拔、产羔数的相关性研究

摘要

本研究主要是研究ZP3基因的变异与海拔及产羔数的关系，探讨ZP3基因在物种间的进化以及在绵羊群体间的选择类型，寻找ZP3基因与高繁殖力相关的SNP位点，为绵羊的选育工作提供理论参考。选择9个不同海拔高度的绵羊群体（高原型藏羊、欧拉型藏羊、山谷型藏羊、乌珠穆沁羊、苏尼特羊、滩羊、广灵大尾羊、小尾寒羊和湖羊）作为试验材料，采用混合样测序技术检测绵羊群体内ZP3基因的SNP位点，用直接测序法对其进行分型，对这些位点的基因频率、基因型频率与海拔进行关联分析;对15个物种的ZP3基因进行系统发生关系、基因相似性及物种间进化分析;对9个绵羊群体内检测到的ZP3基因的SNP位点进行群体受选择状况分析;收集整理158只湖羊的产羔数据，分析SNP位点基因型、连锁区单倍型及双倍型与产羔数的关系。
　　研究结果表明:
　　1.ZP3基因在15个物种间的正选择检验表明ZP3受到强烈的正选择。模型M2a朴素贝叶斯方法(NEB)检测发现ZP3基因不存在正选择位点，经验贝叶斯方法(BEB)检测发现ZP3基因存在3个正选择位点(364V、371S、372T)。模型M8朴素贝叶斯方法(NEB)检测发现ZP3基因存在83个正选择位点，其中有7个后验概率显著的正选择位点（344Q、364V、371S、372T、374A、399T、401L， P＞0.95）;经验贝叶斯方法(BEB)检测发现ZP3基因存在8个正选择位点(344Q、364V、371S、372T、374A、399T、401L、402P)。这些氨基酸正选择位点大部分位于精卵特异性识别区域内。
　　2.利用混合样测序法在绵羊ZP3基因上共检测到20个SNP位点，其中10个位于内含子区域，10个位于外显子区域。g.78T＞C、g.195G＞A、g.2293C＞T、g.7576C＞T是同义突变， g.259A＞C和g.7610G＞A是非同义突变。
　　3.检测9个绵羊群体ZP3基因序列的差异，利用Lositan对绵羊群体ZP3的SNP位点进行种内进化状况的分析，结果表明平均分化系数为0.038，说明只有3.8％的的变异是由群体间产生的，97.2％的变异是由各群体内产生的。只有g.2046G＞A和g.7576C＞T受到了强烈的正选择作用，其余位点处于中性选择。
　　4.9个群体ZP3基因SNP位点的等位基因频率与海拔进行关联结果表明:g.7202A＞G的等位基因A与海拔显著正相关，等位基因G与海拔显著负相关;g.9438G＞C的等位基因G与海拔显著正相关，等位基因C与海拔显著负相关。基因型频率与海拔进行关联分析，结果表明:g.7179G＞T的GG基因型与海拔显著正相关，GT基因型与海拔极显著负相关;g.7202A＞G的AA基因型与海拔显著正相关，AG基因型与海拔极显著负相关;g.9438G＞C的GG基因型与海拔显著正相关，GC基因型与海拔显著负相关。
　　5.对湖羊群体SNP基因型、3个连锁区块的单倍型及双倍型分别与湖羊第1和第2胎产羔数进行关联分析，结果表明:位点g.328G＞A与第1胎产羔数显著相关(P＜0.05)，基因型GA比GG的产羔数高出1.15个;g.7342A＞G与产羔数显著相关（P＜0.05），基因型AG比基AA的产羔数高出0.66个。SNP基因型与第二胎的关联结果均不显著(P＞0.05)。SNP单倍型、双倍型与第一、二胎的关联结果均不显著（P＞0.05）。

目录

论文说明

声明

摘要

中英文缩略词表(Abbreviation)

1 文献综述

1．1 ZP基因的研究进展

1．1．1 ZP基因家族成员

1．1．2 ZP基因分子结构特性

1．1．3 ZP蛋白的合成与组装

1．1．3 ZP蛋白的功能

1．1．4 ZP基因的进化

1．1．5 ZP变异与繁殖性状的相关性研究

1．2 我国绵羊的地理分布

1．3 本研究的目的及意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．2 试验仪器及试剂

2．2．1 主要试剂

2．2．2 主要仪器

2．2．3 缓冲液的配制

2．3 试验方法

2．3．1 绵羊血样采集和DNA的提取

2．3．2 基因组DNA的检测

2．3．3 DNA混合池的构建

2．3．4 引物设计、合成及测序

2．3．5 基因频率计算、连锁分析及单倍型构建

2．3．6 海拔相关性分析

2．3．7 物种间进化分析

2．3．8 种内群体问进化分析

2．3．9 性状关联分析

3 结果与分析

3．1 SNP多态性检测

3．2 基因分型与哈代-温伯格平衡检验

3．3 ZP3基因变异与海拔的关系

3．3．1 ZP3基因变异与海拔的相关性分析

3．3．2 海拔分组多重比较

3．4 物种间进化分析

3．4．1 ZP3基因种间进化树的构建与分析

3．4．2 ZP3基因相似性及选择压力估值分析

3．5 种内群体间进化分析

3．6 ZP3基因变异对湖羊产羔数的影响

3．6．1 湖羊群体中ZP3基因SNP信息

3．6．2 连锁不平衡及单倍型构建

3．6．3 产羔数的效应分析

4 讨论

5 结语

5．1 结论

5．2 进一步研究建议

参考文献

研究生在读期间发表的论文

索引

致谢