【畢業(yè)學(xué)位論文】（Word原稿）牛飼料轉(zhuǎn)化效率分子遺傳標(biāo)記的研究動物遺傳育種與繁殖碩士論文

密級 論文編號： 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 學(xué)位論文 牛飼料轉(zhuǎn)化效率分子遺傳標(biāo)記的研究 目 錄 摘要（中文） I 摘要（英文） 中英文 縮寫 第一章 文獻(xiàn)綜述 1 言 1 料轉(zhuǎn)化效率的數(shù)量遺傳 4 料轉(zhuǎn)化效率的生化遺傳 4 料轉(zhuǎn)化效率的分子遺傳 6 題與展望 18 究的意義 19 第二章 飼養(yǎng)試驗(yàn) 20 材料與方法 20 計(jì)與分析 22 結(jié)果與分析 22 結(jié)果與討論 25 結(jié)論 27 第三章 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 28 材料與方法 28 實(shí)驗(yàn)步驟 31 統(tǒng)計(jì)與分析 40 結(jié)果與分析 42 因多態(tài)性的相關(guān)性分析 49 果與討論 59 參考文獻(xiàn) 67 致謝 74 作者簡介 75 附錄 76 I 牛飼料轉(zhuǎn)化效率分子遺傳標(biāo)記的研究 （摘要） 本實(shí)驗(yàn)通過對西門塔爾雜交牛、海福特、安格斯牛、西門塔爾、荷斯坦、魯西黃牛六個群體組成 的 308頭生長牛飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的測定，傳統(tǒng)的飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合分子遺傳標(biāo)記技術(shù)，討論 品種間的的差別。并 于五條染色體上選擇類胰島素樣生長因子八個基因位點(diǎn)進(jìn)行飼料轉(zhuǎn)化效率性狀和肉質(zhì)性狀的分子遺傳標(biāo)記分析，研究各個位點(diǎn)的遺傳效應(yīng)與飼料轉(zhuǎn)化效率、日增重、日采食量、蛋白轉(zhuǎn)化效率、凈能轉(zhuǎn)化效率性狀的影響及對肉質(zhì)性狀中的大理石花紋、眼肌面積、肉色、眼肉、里脊、外脊的相關(guān)性。開展了如下的研究： 1 在飼養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，探討了品種間對 性狀的差異性， 獲得的結(jié)果如下： 種對所有飼料轉(zhuǎn)化性狀和肉質(zhì)性狀都有顯著的影響。在本實(shí)驗(yàn) 的六個品種中，西門塔爾在飼料轉(zhuǎn)化方面是最優(yōu)秀的，其次，是海福特、安格斯，最差的是魯西黃牛；在肉質(zhì)性狀方面，本實(shí)驗(yàn)共屠宰的三個品種中，安格斯牛大理石 花紋 、眼肌面積、肉色、眼肉、里脊、外脊比較優(yōu)秀。 國的魯西黃牛在飼料蛋白轉(zhuǎn)化效率方面與國外的肉牛品種處于相同的水平，這說明魯西黃牛完全可以選育成與安格斯、海福特一樣優(yōu)秀的肉牛品種。 在大規(guī)模育種實(shí)施此方案中，對飼料轉(zhuǎn)化效率的選擇是通過生長速度來間接選擇的。本試驗(yàn)表明：飼料轉(zhuǎn)化效率與日增重之間的相關(guān)為 2 在分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中，通過 分子遺傳標(biāo)記技術(shù)，探討基因多態(tài)性與目的性狀之間的相關(guān)性，獲得的結(jié)果如下： 在總?cè)后w中，品種效應(yīng)對飼料轉(zhuǎn)化性狀和肉質(zhì)性狀 (上腦除外 )的影響均達(dá)到極顯著水平（ 500 與胰島素有 50%的同源性 依賴型。發(fā)育：胎兒 出生后 注 :同源性是指 、 B 區(qū)分別與胰島素、鏈之間進(jìn)行的比較。 基因表達(dá) 稱生長介素（ 由 70 個氨基酸組成的單鏈堿性多態(tài)。不同種屬來源 化上高度保守。 因是單拷貝基因，定位在 12號染色體 5個外顯子和 4個內(nèi)含子 ，其長度大于 4 1)。 圖 人 因 （ a）基因結(jié)構(gòu)；（ 2）外顯子的不通拼接和 3 個可能的起始密碼 為在外顯子 3/4 和 3/5 之間有一選擇拼接位點(diǎn) ， 可產(chǎn)生兩種不同的 稱為a b 翻譯成兩種 其長度分別為 153和 195個氨基酸。在 外顯子 1、 2、 3 和 5轉(zhuǎn)錄成 a 外顯子 1、 2、 3和 4構(gòu)成 b 于在 5端第 22、 25 和 48 位有 3 個對應(yīng)于甲硫氨酸的 碼子都可作為啟動子 ，因此對于這個多肽第一個殘基的位置 產(chǎn)生爭論。從與胰島素前體基因同源性方面考慮認(rèn)為起始位置在 從序列保守性方面考慮認(rèn)為起始點(diǎn)在 而體外試驗(yàn)支持起始點(diǎn)在 認(rèn)為第 48 位為起始位點(diǎn)的可能性最大 ， 因?yàn)樗泥徑蛄信c真核生物相應(yīng)的翻譯起始位點(diǎn)序列很匹配。因此 ， 翻譯產(chǎn)生的 體包括 3 個部分：信號肽 ， 由 48 個氨基酸組成 (第 148 個 )；隨后為 70 個氨基酸 (第 49 118 個 )， 由 B、 C、 A、 D 區(qū)組成；最后是包括 端的肽段，殘基數(shù)分別為 35 個 (a)和 77 個 (b)。具體就是 外顯子 1編碼 21個氨基酸 ， 構(gòu)成信號肽的一部分 ， 接著為一個約 顯子 2有 157個核苷酸 ， 編碼 52 個氨基酸 ， 頭 27 個氨基酸為信號肽的另一部分。外顯子 2 還編碼 B 區(qū)開始的25個氨基酸 ， 外顯子 2的最后一個堿基 (即 6個氨基酸 文獻(xiàn)綜述 12 處插入了一個內(nèi)含子 ， 此內(nèi)含子至少有 21顯子 3 編碼的是： 區(qū)最后 4 個氨基酸殘基 (第 1個氨基酸 個堿基 上 )； 2個氨基酸； 1個氨基酸； 個氨基酸； 6個氨基酸 ， 外顯子 4和 5各 自編碼 b 和 a 肽剩余部分、終止密碼子、 3加信號部位。外顯子 4中多腺苷酸化信號 6 個核苷酸處。外顯子 5中多腺苷酸化信號 9個核苷酸之前。 人 8 個氨基酸的信號肽 ， 是目前發(fā)現(xiàn)的最大的非病毒真核細(xì)胞信號肽。 端 19個氨基酸 (第 30 48)具有真核細(xì)胞信號肽的所有特點(diǎn) ， 即帶有正電荷的 N 端 (第 31 位的絲氨酸 )、 11 個氨基酸的中間疏水核 (第 32 42)以及一組極性氨基酸組成的 第 43 48)。與 信號肽的 9 個氨基酸 (第 1 29)不具有信號肽特性 ，并且它含有 7個帶電荷的氨基酸殘基 ， 其總靜電荷為 +5， 只有很少的信號肽所含靜電荷超過 +2。人 人們對于大鼠 因了解得更為清楚。大鼠 因很大 (長度 70k)， 至少包括6 個外顯子和 5個內(nèi)含子 (圖 2)。外顯子 3和 4編碼出成熟 、 C、 區(qū) ， 以及信號肽的 27 個氨基酸和 6 個氨基酸。外顯子 1和 2編碼出信號肽的剩余部分和 5端非 圖 鼠 因 黑色條塊為翻譯區(qū) 翻譯序列。外顯子 5 和 6 分別編碼出 E 肽，外顯子 6 編碼出 5端非翻譯序列。這些 3和 5端不同的外顯子分別拼接產(chǎn)生不同的 們的大小在從 主要是由于在外顯子 6中不同的腺苷酸化作用的結(jié)果。 在大鼠的非肝組織中已確定 2種不同的 它們可譯出同樣的成熟 但其 5端非翻譯區(qū)不同 ， 這是由于轉(zhuǎn)錄是從位于外顯子 1 和 2 中不同的轉(zhuǎn)錄起始點(diǎn)開始的。外顯子 2 的轉(zhuǎn)錄主要 存在于肝中 ， 受 外顯子 1顯子 1 轉(zhuǎn)錄起始位上游啟動子區(qū)域沒有典型的 分 ， 但其啟動子結(jié)構(gòu)可被前列腺素 非肝組織產(chǎn)生的 如 ， 雌激素對卵巢、胎盤和骨 ， 促性腺激素對卵巢和辜丸 ， 以及胰島素對主動脈中的 表達(dá)都有調(diào)節(jié)作用。人們還研究了大鼠 肝和非肝組織中編碼不同 E 肽的情況。 編碼兩種形式的 即無外顯子 5序列的 序列的 中 ， 而 在所有組織中也存在 ， 但是主要在肝中表達(dá)。另外 ， H 更敏感。對兩種 E 肽的氨基酸結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較 ， 發(fā)現(xiàn)在 中存在 2個 而在 中并不存在。如圖 6所示 ， 外顯子 1轉(zhuǎn)錄的 8 氨基酸的信號肽 ， 而外顯子 2轉(zhuǎn)錄的 2氨基酸的信號肽。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 文獻(xiàn)綜述 13 信號肽 C 末端 27個氨基酸是相同的 ， 而 編碼的 21 個氨基酸和外顯子 2 編碼的5 個氨基酸不同。由于真核生物信號肽的 N 末端是作為信號肽酶切位點(diǎn)的決定因子。因此 ， 兩種信號肽 N 末端的不同就可產(chǎn)生兩種不同的分子。外顯子 1 編碼的 體原可以被信號肽酶切斷，生成巳切除 以生成帶有完整 分泌到循環(huán)中起 近年來，人們在豬 因發(fā)現(xiàn)了不同個體、品種間存在著豐富的多態(tài)性， 1992） （ 采用 術(shù)對杜洛克、漢普夏和約克夏的 因上游約 1200段處進(jìn)行擴(kuò)增，經(jīng)微衛(wèi)星標(biāo)記檢測發(fā)現(xiàn) 6 個等位基因，品種間的基因頻率差異極顯著 （ 而在里脊性狀 合型的效應(yīng)值明顯小于與 合型的效應(yīng)值，差異達(dá)到顯著水平（ 在外脊性狀 合型的效應(yīng)值明顯小于 與 合型的效應(yīng)值，差異達(dá)到顯著水平（ 在對 蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀中， 異達(dá)到顯著水平（ 對于眼肌面積性狀， 合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值、 合型的效應(yīng)值則均發(fā)現(xiàn)顯著差異 。但不極顯著（ 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 55 表 因的分子多態(tài)性位點(diǎn)的 差分析 of 、 種 環(huán)境 W 增重 (* * 采食 (* * 料轉(zhuǎn)化效率 (%) * * * * * * 蛋白效率 (%) * * * * 凈能轉(zhuǎn)化效率 (%) * * 大理石花紋（級） * 肌面積 (* * * 色（級） * 腦 ( * 肉 (* * * 里脊 ( 脊 ( * 注：十分顯著（ P 顯著 (P 中國農(nóng) 業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 分子生物學(xué)試驗(yàn) 56 在對 因座位不同基因型的最小二乘效應(yīng)值分析及差異顯著性檢驗(yàn)，對于飼料轉(zhuǎn)化性狀， 合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到極顯著水平（ 對于蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀， A 純合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到極顯著水平。 合型的效應(yīng)值與 達(dá)到顯著水平。對于飼 料的凈能轉(zhuǎn)化性狀， 合型的效應(yīng)值明顯大于 合型的效應(yīng)值，達(dá)到顯著水平（ 而在里脊性狀 B 純合型的效應(yīng)值明顯小于與 異達(dá)到顯著水平（ 在外脊性狀 合型的效應(yīng)值明顯小于與 異達(dá)到顯著水平（ 。所以為將 候選基因提供了進(jìn)一步依據(jù)。 本實(shí)驗(yàn)若在 品種內(nèi)統(tǒng)計(jì)，可能存在樣本少的限制，結(jié)果可靠性不如大群體， 但 本實(shí)驗(yàn)品種較多 ,建議在單一品種大群體內(nèi)進(jìn)行此項(xiàng)分析，可能對 且 因已經(jīng)測序完畢， 具體機(jī)制 有的仍是未知，可以考慮從該基因的其他區(qū)域繼續(xù)找尋多態(tài)性進(jìn)行分析，以提供 料轉(zhuǎn)化效率 候選基因的更多理論基礎(chǔ)。 因與 6 個品種飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的關(guān)系 在對 因座位不同基因型的最小二乘效應(yīng)值分析及差異顯著性 檢驗(yàn)，在蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀中， 合型的效應(yīng)值明顯大于 異達(dá)到顯著水平（ 對于眼肌面積性狀， 合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值、 合型的效應(yīng)值則均發(fā)現(xiàn)顯著差異。但不極顯著（ 因與 6 個品種飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的關(guān)系 在對 因座位不同基因型的最小二乘效應(yīng)值分 析及差異顯著性檢驗(yàn)，對于飼料轉(zhuǎn)化性狀， 合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到極顯著水平（ 對于蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀， A 純合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到極顯著水平。 達(dá)到顯著水平。對于飼料的凈能轉(zhuǎn)化性狀， A 純合型的效應(yīng)值，達(dá)到顯 著水平（ P 合型的效應(yīng)值與 達(dá)到顯著水平。 因與 6 個品種飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的關(guān)系 在對 因座位不同基因型的最小二乘效應(yīng)值及差異顯著性檢驗(yàn)分析，對于日增重 A 純合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到顯著水平（ P 差不大，未達(dá)到顯著水平。對于眼肌面積性狀， B 純合型的效應(yīng)值、 極顯著的差異。但不極顯著（ P 合型的效應(yīng)值相差不大，差異不顯著。對于肉色性狀的影響， 合型的效應(yīng)值明顯大于 合型的效應(yīng)值，具有顯著的差異（ P 因與 6 個品種飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的關(guān)系 在對 因座位不同基因型的最小二乘效應(yīng)值及差異顯著性檢驗(yàn)分析，對于日增重 合型的效應(yīng)值明顯大于 合型的效應(yīng)值、 合型的效應(yīng)值，對日增重的影響達(dá)到極顯著水平。但 異不顯著。對于飼料轉(zhuǎn)化 性狀， 合型的效應(yīng)值的影響 合型的效應(yīng)值 合型的效應(yīng)值，并且都達(dá)到極顯著水平。對于蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀， 合型的效應(yīng)值與 到極顯著水平。但 A 純合型的效應(yīng)值相差不大，未達(dá)到顯著水平。對于凈能轉(zhuǎn)化效率性狀， 合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值有一定的差距，達(dá)到極顯著水平。但 合型的效應(yīng)值與 達(dá)到顯著水平。對于眼肌面積性狀， 合型的效應(yīng)值與 則均發(fā)現(xiàn)顯著的差異。但不極顯著（ P 異不顯著。對于里脊性狀， 合型的效應(yīng)值與 異不顯著。對于中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn) 65 外脊性狀， 合型效應(yīng)值明顯大于 合型的效應(yīng)值，有顯著的差異。但不極顯著（ P 論 （ 1） 應(yīng)用 是由于 709 712、 782、 792、795719 754、 790、 803、 804 787 T 的突變造成的； 因 增產(chǎn)物 切 多態(tài)性 是由于在 52 T C 的突變， 124 三種 由于在 79， 因型卻發(fā)生了 T C 的突變， 因型卻發(fā)生了 T G 的突變， 86， 169B 基因型卻發(fā)生了 T 566A、 個基因在 、 B。經(jīng) 同牛品種間在五個多態(tài)位點(diǎn)基因型分布存在 極 顯著性（ P。 （ 2）應(yīng)用 析方法在牛的 具有兩個等位基因 A、 B， 態(tài)的產(chǎn)生是由于堿基的 換造成的，六個牛群體多態(tài)位點(diǎn)基因型分布 結(jié)果表明：不同牛品種間在五個多態(tài)位點(diǎn)基因型分布存在 極 顯著性（ P 顯著性的差異（ P （ 3）牛的 因在 點(diǎn)上不同基因型之間對飼料轉(zhuǎn)化效率的影響有顯著的差異。 對于日增重 性狀， 點(diǎn)上 合型的效應(yīng)值明顯小于 合型的效應(yīng)值，差異達(dá)到極顯著水平（ P 因座位 在 A 純合型的效應(yīng)值達(dá)到顯著水平（ P 因座位 在 點(diǎn)上 合型的效應(yīng)值明顯大于 合型的效應(yīng)值 也 達(dá)到極顯著水平（ P。 對于 蛋白轉(zhuǎn)化效率性狀在 異達(dá)到顯著水平（ P 到極顯著水平（ P； 對于飼料轉(zhuǎn)化性狀， 到極顯著水平（ P與 的效應(yīng)值的差異達(dá)到顯著水平（ P 因座位 在 點(diǎn)上 合型的效應(yīng)值的影響 與 純合型 P 對于飼料的凈能轉(zhuǎn)化性狀 ， 到顯著水平（ P A 純合型的效應(yīng)值、 合型的效應(yīng)值達(dá)到極顯著水平（ P。 （ 4）牛的 因在 點(diǎn)上不同基因型之間對肉質(zhì)性狀的影響有顯著的差異。 對于 里脊性狀 ， 因座位 在 點(diǎn)上 合型的效應(yīng)值明顯小于與 科學(xué)院碩士學(xué)位論文 分子生物學(xué)試驗(yàn) 66 雜合型的效應(yīng)值，差異達(dá)到顯著水平（ P。 A 純合型的效應(yīng)值與 合型的效應(yīng)值則均發(fā)現(xiàn)極顯著的差異 （ P。 對于 外脊性狀 ， 因座位 在 異達(dá)到顯著水平（ P； 因座位 在 大于 合型的效應(yīng)值，有顯著的差異（ P 對 于眼肌面積性狀， B、 P； 因座位 在 合型的效應(yīng)值則均發(fā)現(xiàn)極顯著的差異（ P。 因座位 在 B 雜合型、 P 對于肉色性狀的影響， 點(diǎn)上 合型的 效應(yīng)值明顯大于 有顯著的差異（ P。 縱上所述，本研究的結(jié)果表明： 因上多態(tài)位點(diǎn)的不同基因型之間對本研究的經(jīng)濟(jì)性狀有 顯著的差異 ，可以作為影響飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì)性狀的候選基因。 3. 研究的創(chuàng)新點(diǎn) 從分子水平上評定牛飼料轉(zhuǎn)化效率的遺傳特征及其遺傳規(guī)律，以期 為生產(chǎn)中培育出經(jīng)濟(jì)性能良好的畜禽品種和新品系提供理論依據(jù)。 采用 法發(fā)現(xiàn)在牛的 四外顯子由于堿基 G T 的突變引起的 05 因型與原序列一致， 因型卻發(fā)生了 G A 的突變， 因型發(fā)生了 G T 的突變。 用最小二乘法擬合線性模型對 統(tǒng)的基因的 五個多態(tài)位點(diǎn)不同基因型之間對生產(chǎn)性狀差異的顯著性進(jìn)行了檢驗(yàn)，進(jìn)一步證明類胰島素生長因子可以作為影響飼料轉(zhuǎn)化效率的候選基因。 為牛的飼料轉(zhuǎn)化效率分子篩選體系的建立進(jìn)行了初步的探討。 3. 待解決的問題 （ 1）完成牛 基因全序列的測定。 （ 2）在整個基因范圍內(nèi)尋找多態(tài)位點(diǎn)，分析各位點(diǎn)的標(biāo)記效應(yīng)對牛 飼料轉(zhuǎn)化效率和肉質(zhì) 性狀的影響、以及各位 點(diǎn)不同的基因型之間生產(chǎn)性狀的差異，進(jìn)一步明確作為影響飼料轉(zhuǎn)化 效率 候選基因的意義。 （ 3）在更多品種的群體中驗(yàn)證變異位點(diǎn)對 飼料轉(zhuǎn)化效率 性狀的影響。 （ 4）在 分析所發(fā)現(xiàn)的基因上的遺傳變異對相應(yīng)基因的轉(zhuǎn)錄子及翻譯蛋白含量 或活性的影響，以了解其影響飼料轉(zhuǎn)化 效率的 作用機(jī)制。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) 67 主要參考文獻(xiàn) 1. 秦志銳 奶牛的遺傳改良 1991 P： 59. 許尚忠 中國西門塔爾牛選育方法及其決策探討 中國西門塔爾牛新品種選育 2000 P： 1. 許尚忠 我國畜禽遺傳育種研究方向及特點(diǎn) 中國西門塔爾牛新品 種選育 2000P： 14. 常洪、黃澤榮 黃牛育種 1988 中國環(huán)境科學(xué)出版社 5. 張沅 動物育種各論 北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 6. 張沅 家畜育種學(xué) 中國農(nóng)業(yè)出版社 7. 張沅、張勤 畜禽育種中的線性模型 國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社 8. 盛志廉、陳瑤生 數(shù)量遺傳學(xué) 2001 科學(xué)出版社 9. 李俊雅 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