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牦牛ACSL1基因启动子多态性及其与乳品质性状的关联分析

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农业生物技术学报 2019年第9期27卷 1596-1603页

作者：赵志东田宏山蒋艳艳石斌刚刘秀李旭鹏王登哲陈金林胡江甘肃农业大学动物科学技术学院/甘肃省草食动物生物技术重点实验室西藏自治区那曲地区草原站

长链脂酰辅酶A合成酶1 (long chain acyl-CoA synthetase 1, ACSL1)在甘油三酯、磷脂、胆固醇酯的合成及脂肪酸氧化中起关键作用,是乳品质性状的重要候选基因。牦牛(Bos grunniens)乳营养丰富,乳脂率高;但受分布地域环境、经济及生产条... 详细信息

长链脂酰辅酶A合成酶1 (long chain acyl-CoA synthetase 1, ACSL1)在甘油三酯、磷脂、胆固醇酯的合成及脂肪酸氧化中起关键作用,是乳品质性状的重要候选基因。牦牛(Bos grunniens)乳营养丰富,乳脂率高;但受分布地域环境、经济及生产条件制约,对其乳品质性状的遗传机理研究较少。本研究以甘南牦牛为研究对象,采用DNA测序方法,检测牦牛ACSL1基因启动子区多态位点,分析不同基因型、组合单倍型与甘南牦牛乳品质性状的相关性。结果表明,甘南牦牛群体ACSL1基因启动子区存在g.2079A>T、g.2409G>A突变和g.1235.1236delTG插入/缺失突变。ACSL1基因启动子F1区,基因型MN牦牛个体的乳蛋白率显著高于MM型(P乳品质性状潜在的分子遗传标记,进而为丰富牦牛乳品质性状分子遗传研究提供理论依据。

关键词：牦牛长链脂酰辅酶A合成酶1基因(ACSL1) 启动子多态性乳品质性状分子标记

牦牛乳铁蛋白基因多态性及其与乳品质性状的关联分析

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中国畜牧兽医 2021年第5期48卷 1655-1663页

作者：杨晓斌何莉莉张扬周瑞锋后康丽张芸芸王月丽李青青石斌刚胡江甘肃农业大学动物科学技术学院/甘肃省草食动物生物技术重点实验室兰州730070

试验旨在检测牦牛乳铁蛋白(lactoferrin,LF)基因多态性,评估基因突变对牦牛乳品质性状的影响,以期丰富牦牛重要经济性状的分子遗传研究。应用PCR-SSCP方法,检测甘南牦牛、西藏牦牛和天祝白牦牛LF基因5′UTR和内含子4突变,结合甘南牦牛... 详细信息

试验旨在检测牦牛乳铁蛋白(lactoferrin,LF)基因多态性,评估基因突变对牦牛乳品质性状的影响,以期丰富牦牛重要经济性状的分子遗传研究。应用PCR-SSCP方法,检测甘南牦牛、西藏牦牛和天祝白牦牛LF基因5′UTR和内含子4突变,结合甘南牦牛乳品质测定,评估基因突变对其乳品质性状的影响。结果表明,牦牛LF基因5′UTR检测到c.-568 G>A的突变,等位基因A_(1)和基因型A_(1)B_(1)频率最高,为优势等位基因和基因型;内含子4检测到c.499+56 C>A突变,基因型A2B2频率最高,为优势基因型,等位基因A2为甘南牦牛和天祝白牦牛优势等位基因,而B2为西藏牦牛优势等位基因;各类群牦牛检测区域多态信息含量(PIC)介于0.25~0.50,属中度多态。关联分析表明,甘南牦牛LF基因突变影响部分胎次甘南牦牛乳品质性状,其中5′UTR第2胎基因型A_(1)A_(1)和A_(1)B_(1)个体无脂固体物质百分含量显著高于B_(1)B_(1)个体(P<0.05);内含子4第3胎基因型A2B2和B2B2个体乳脂率显著高于A2A2型个体(P<0.05),第4胎基因型B2B2个体的乳脂率显著低于A2A2和A2B2型个体(P<0.05)。以上结果表明,甘南牦牛、西藏牦牛和天祝白牦牛LF基因存在多态性,甘南牦牛LF基因5′UTR、内含子4突变分别影响无脂固体物质含量和乳脂率,可以作为潜在的分子遗传标记。

关键词：牦牛 LF基因 PCR-SSCP 乳品质性状

牦牛KRTAP6、FASN基因多态性及FASN基因突变与乳品质性状关联研究

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牦牛KRTAP6、FASN基因多态性及FASN基因突变与乳品质性状关联研究

作者：石斌刚甘肃农业大学

学位级别：硕士

角蛋白关联蛋白(Keratins-associated proteins,KRTAPs)是毛纤维的主要结构成分,由KRTAPs基因家族编码,KARTAP6基因家族属于高甘氨酸/酪氨酸角蛋白(HGT-KRTAPs)基因家族,其突变影响毛纤维细度。脂肪酸合成酶(Fatty acid synthase,FASN)是脂肪酸合成代谢的关键酶,在动物体脂和乳脂的脂肪酸合成过程中发挥着关键作用。本研究应用PCR-SSCP技术检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛和野血牦牛KRTAP6家族基因编码区及FASN基因启动子区、第34外显子突变,分析其多态性和序列变异特征;结合甘南牦牛乳品质性状测定,分析FASN基因突变对乳品质性状的影响。主要结果为:1.牦牛KRTAP6家族基因编码区多态性较丰富。(1)KRTAP6-1基因编码区检测到A、B、C、D、E 5种等位基因,序列比对发现4处SNPs及1处45bp的插入/缺失突变,其中非同义突变c.173G>C和c.175G>T导致氨基酸残基***58Ser和***59Cys的改变,45bp的插入/缺失突变导致16个氨基酸残基的缺失;等位基因A频率56.5%6.0%,为优势等位基因;甘南牦牛PIC值0.222呈低度多态,其他3个牦牛群体PIC值0.393.467呈中度多态。(2)牦牛KRTAP6-2基因编码区检测到A、B和C3种等位基因,序列比对发现3处SNPs和1处6bp的插入/缺失,其中非同义突变c.248A>G导致***19Cys的氨基酸残基改变,6bp的插入/缺失突变导致2个氨基酸残基的缺失;等位基因A频率73.2%7.3%,为优势等位基因;甘南牦牛PIC值0.387呈中度多态,其他3个牦牛群体PIC值0.203.246呈低度多态。(3)牦牛KRTAP6-4基因编码区检测到A、B、C、D和E 5种等位基因,序列比对发现6处SNPs,其中c.118A>G的非同义突变导致编码氨基酸残基***40Gly的改变;等位基因A频率73.7%2.8%为优势等位基因;4个牦牛群体PIC值0.265.387呈中度多态。(4)甘南牦牛KRTAP6-1、KRTAP6-2和KRTAP6-4基因编码区显著偏离Hardy-Weinberg平衡状态。2.序列比对及聚类分析发现牦牛KRTAP6-1、KRTAP6-2和KRTAP6-4基因位于第1号染色体上;牦牛KRTAP6-1基因外显子区碱基序列与普通牛、山羊和绵羊的同源性最高,系统进化与其亲缘关系远近一致。3.牦牛FSAN基因启动子区和第34外显子多态性较丰富。(1)启动子区检测到3种等位基因A,B和C,序列比对发现c.1-1948.T>C和c.1-1910C>A的碱基突变;等位基因A频率74.4%5.2%为优势等位基因;PIC值0.366.376为中度多态。(2)第34外显子区检测到2种等位基因D和E,序列比对发现c.15281+74 A>T的碱基突变;等位基因D频率77.6%9.5%为优势等位基因;3个牦牛群体PIC值0.272.286为中度多态。(3)启动子区和第34外显子区突变位点间形成4种单倍型,其中单倍型D1A2频率最高为66.74%,D1B2型频率最低为6.96%;两区域突变位点间存在一定程度连锁关系且接近连锁平衡状态。***基因突变影响甘南牦牛部分乳品质性状。启动子区基因型AA个体的乳脂率显著高于基因型AB和AC个体(P<0.05);第34外显子区基因型DD个体乳脂率显著高于基因型DE个体(P<0.05),而基因型DE个体乳糖百分含量显著高于DD型个体(P<0.05)。

关键词：牦牛 KRTAP6家族基因 FASN基因多态性乳品质性状

牦牛DGAT1基因多态性及其与乳品质性状关联研究

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牦牛DGAT1基因多态性及其与乳品质性状关联研究

作者：高小莉甘肃农业大学

学位级别：硕士

二酰基甘油酰基转移酶1(diacylglycerol acyltransferase 1,DGAT1)作为乳脂性状的重要候选基因,是合成甘油三酯的关键酶。本研究采用荧光定量PCR、DNA混合池测序及SSCP方法,检测牦牛(Bos grunniens)DGAT1基因组织表达,预测其蛋白结构和... 详细信息

二酰基甘油酰基转移酶1(diacylglycerol acyltransferase 1,DGAT1)作为乳脂性状的重要候选基因,是合成甘油三酯的关键酶。本研究采用荧光定量PCR、DNA混合池测序及SSCP方法,检测牦牛(Bos grunniens)DGAT1基因组织表达,预测其蛋白结构和功能,检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛及野血牦牛3’-UTR、intron5-exon7、exon8及intron15-exon17区突变位点,分析不同基因型、等位基因及单倍型对甘南牦牛乳品质性状的影响。结果表明:***1基因在甘南牦牛不同组织间表达存在显著差异,乳腺、背最长肌、心脏和皮下脂肪高度表达,肾脏、小肠、大肠中度表达,脾脏表达量最低。2.预测牦牛DGAT1主要由脂肪族氨基酸组成,属亲水性蛋白,存在8个跨膜螺旋区,二级结构多以α-螺旋和无规卷曲为主的Mix型,定位于细胞膜上,推测该蛋白主要在细胞膜中发挥生物学功能。3.四类群牦牛DGAT1基因多态性较丰富。CDS区序列同普通牛比对存在5处SNPs位点;3’-UTR区检测到c.*197T>C突变;intron5-exon7区检测到c.562+32.562+33insCCCCGC插入/缺失突变,intron15-exon17区检测到c.1336C>T、c.1249-23C>T突变,其中c.1336C>T导致***447Cys转变;四类群牦牛DGAT1基因三个检测区均属中度多态(0.25GC(K232A)的双碱基突变,其中等位基因K频率为99%-100%。甘南牦牛DGAT1基因3’-UTR、intron5-exon7和intron15-exon17区多态位点存在连锁关系但接近连锁平衡。3区域共构建出12种单倍型。4.甘南牦牛3’-UTR区等位基因A有降低乳脂率、总固体物质百分含量的趋势,intron15-exon17区等位基因A有增加乳脂率、乳蛋白率、总固体物质及无脂固体物质百分含量的趋势,等位基因C有增加个体乳脂率的趋势,而等位基因B对个体乳脂率、总固体物质百分含量存在显著负效应。intron5-exon7区基因型与乳质性状无显著相关。5.甘南牦牛DGAT1基因单倍型A-A-A和B-A-C对乳蛋白率、无脂固体物质百分含量及乳脂率有显著正效应,单倍型A-A-B对乳脂率及总固体物质百分含量有显著负效应。即选留单倍型A-A-A和B-A-C或淘汰单倍型A-A-B可显著改善后代群体的乳品质性状。

关键词：牦牛 DGAT1基因基因表达多态性单倍型乳品质性状

牛LBP基因遗传多态性分析及对乳脂代谢的影响研究

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牛LBP基因遗传多态性分析及对乳脂代谢的影响研究

作者：李嘉灵广东海洋大学

学位级别：硕士

中国荷斯坦奶牛是我国主要奶牛品种,满足了大部分乳制品生产的需求。奶牛主要经济性状的分子育种是未来长期的工作任务。本课题组前期的转录组学分析结果表明,脂多糖结合蛋白（Lipopolysaccharide Binding Protein,LBP）可能是乳脂性状... 详细信息

中国荷斯坦奶牛是我国主要奶牛品种,满足了大部分乳制品生产的需求。奶牛主要经济性状的分子育种是未来长期的工作任务。本课题组前期的转录组学分析结果表明,脂多糖结合蛋白（Lipopolysaccharide Binding Protein,LBP）可能是乳脂性状的重要候选基因。LBP基因参与机体多种生命活动,并与脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）选择性结合,介导机体先天性免疫反应,还参与炎症反应和抗炎反应,近年来越来越多文献报道LBP还与脂肪代谢有关。本研究以中国荷斯坦奶牛为研究群体,以LBP为候选基因,寻找奶牛群体中LBP基因的SNPs位点,分析SNPs位点与试验群体中乳成分的相关性关系。在此基础上,在细胞水平上进一步验证基因的功能。通过构建牛LBP基因过表达和干扰载体,转染牛乳腺上皮细胞（b MEC）,验证LBP基因过表达和沉默后对奶牛乳腺上皮细胞中甘油三酯、胆固醇、脂肪酸含量、葡萄糖和组成及脂代谢相关基因的影响。采用DNA直接测序和PCR-RFLP法检测群体中LBP基因SNPs位点,分析SNPs与奶牛经济性状相关性,结果共检测出3个SNPs位点。其中I2-1095 G>A位点与乳糖呈显著相关（PC和I5-199 A>G位点与乳糖、体细胞数、乳脂、和校正奶显著相关（PC位点还与干物质和产奶量呈显著相关（P乳品质性状具相关性,且该基因的过表达和干扰影响脂代谢相关基因的表达。本试验为未来优质奶牛早期选育奠定基础,为深入挖掘相关基因对乳脂代谢的调控作用机制提供理论依据。

关键词：中国荷斯坦奶牛 LBP基因单核苷酸多态性乳品质性状乳脂代谢

牦牛STAT5A和THRSP基因组织表达及其突变对乳、肉品质的影响

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牦牛STAT5A和THRSP基因组织表达及其突变对乳、肉品质的影响

作者：陈彦丽甘肃农业大学

学位级别：硕士

信号转导与转录激活因子5A(Signal transduction and activator of transcription 5A,STAT5A)作为调控乳蛋白表达的乳腺特异性转录因子,是产乳性能候选基因。甲状腺激素应答蛋白Spot 14(Thyroid hormone responsive Spot 14,THRSP)是脂质合成的重要调节基因,在脂肪生成中起重要作用。本研究应用实时荧光定量PCR(quantitative Real-Time PCR,qRT-PCR)检测甘南牦牛STAT5A和THRSP基因在12个组织中的相对表达量,应用DNA混合池测序检测牦牛STAT5A和THRSP基因突变位点,应用聚合酶链式反应-单链构象多态性(Polymerase Chain Reaction-Single Strand Conformation Polymorphism,PCR-SSCP)检测该基因在甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛、西藏牦牛及野血牦牛群体中的突变并分析其群体遗传多样性,结合甘南牦牛产乳、产肉性能测定,分析STAT5A和THRSP基因突变对其乳品质性状的影响及THRSP基因突变对胴体及肉品质性状的影响。结果表明:***5A、THRSP基因在甘南牦牛12个组织中均表达。(1)STAT5A基因在乳腺组织表达量较高(PT和C.550+62 T>C SNP,5个牦牛群体PIC为0.0939.2387属低度多态;exon 5检测到等位基因A和B,存在1处c.606 G>A同义突变,5个牦牛群体PIC为0.2560.3571属中度多态;intron 8检测到等位基因A和B,存在2处c.1191+4 C>T和c.1194+81 T>C SNPs,等位基因B仅存在甘南牦牛群体中,且其频率C SNP,5个牦牛群体中,青海牦牛和西藏牦牛PIC为0.1889.2358属低度多态,甘南牦牛、天祝白牦牛和野血牦牛PIC为0.2583.3488属中度多态;3’UTR区检测到等位基因A和B,存在1处c.*231 G>A SNP,5个牦牛群体PIC为0.3641.3748属中度多态。(2)牦牛THRSP基因exon 1区检测到等位基因A和B,存在1处c.131 G>A错义突变,导致编码氨基酸***44Gln的改变,5个牦牛群体PIC为0.0270.1401属于低度多态。***5A基因突变影响不同胎次甘南牦牛乳品质性状;THRSP基因突变对甘南牦牛乳品质性状无影响,影响不同年龄段甘南牦牛胴体重。(1)intron 3-intron 4区第3胎甘南牦牛基因型AA个体乳蛋白率显著高于基因型AB个体(P<0.05);exon 5-intron5区第3胎甘南牦牛基因型BB个体乳脂率和总固体物质百分含量显著高于基因型AA个体(P<0.05),第3胎甘南牦牛缺失等位基因A个体乳脂率和总固体物质百分含量显著高于携带等位基因A个体,且携带等位基因B个体乳脂率和总固体物质百分含量显著高于未携带B个体(P<0.05);intron 9-exon 10区第2胎甘南牦牛基因型AB个体乳脂率和总固体物质百分含量显著高于基因型AA个体(P<0.05);3’UTR区第1胎甘南牦牛基因型AB个体乳蛋白率显著高于基因型AA个体(P<0.05)。(2)THRSP基因exon 1区5岁甘南牦牛基因型AB个体胴体重显著高于基因型AA个体(P<0.05)。

关键词：牦牛 STAT5A基因 THRSP基因组织表达多态性乳品质性状肉品质性状

牦牛ACACA基因遗传特征及其对乳、肉品质的影响

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牦牛ACACA基因遗传特征及其对乳、肉品质的影响

作者：石学红甘肃农业大学

学位级别：硕士

乙酰辅酶A羧化酶α(acetyl-CoA carboxylases alpha,ACACA)是脂肪酸从头合成的关键限速酶,在脂肪酸生物合成中起重要调控作用。本研究采用实时荧光定量PCR和重亚硫酸盐测序方法,检测0.5和4.5岁天祝白牦牛(Bos grunniens)ACACA基因组织... 详细信息

乙酰辅酶A羧化酶α(acetyl-CoA carboxylases alpha,ACACA)是脂肪酸从头合成的关键限速酶,在脂肪酸生物合成中起重要调控作用。本研究采用实时荧光定量PCR和重亚硫酸盐测序方法,检测0.5和4.5岁天祝白牦牛(Bos grunniens)ACACA基因组织表达及PI启动子区CpG岛在皮下脂肪组织中的甲基化水平,研究该基因组织表达规律及皮下脂肪组织中的表观遗传机制;采用PCR-SSCP方法检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛、西藏牦牛和野血牦牛ACACA基因PI、PIA启动子区和intron5-intron6区突变位点,分析基因突变对甘南牦牛乳、肉品质性状和乳中脂肪酸含量的影响。结果表明:***基因在天祝白牦牛13个组织中表达量存在组织和年龄差异,0.5岁牦牛肝脏、脑、背最长肌和肾脏中高度表达且肝脏中表达量显著高于其他组织(P品质性状及乳中脂肪酸含量的关联程度,丰富了牦牛脂肪沉积的分子遗传研究理论基础。

关键词：牦牛 ACACA基因组织表达甲基化多态性乳品质性状肉质性状

牛ANGPTL5基因遗传多态性分析及对牛乳腺上皮和前体脂肪细胞甘油三脂含量的影响

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牛ANGPTL5基因遗传多态性分析及对牛乳腺上皮和前体脂肪细胞甘油...

作者：葛言亮吉林大学

学位级别：硕士

血管生成素样蛋白5(ANGPTL5)为ANGPTLs家族成员,主要表达于心脏、脂肪组织。目前,研究显示ANGPTL5参与体内血管生成,同时其在调节脂质合成与代谢方面也发挥着重要作用。本课题组前期研究结果显示,在日本和牛内脏脂肪和皮下脂肪中ANGPTL... 详细信息

血管生成素样蛋白5(ANGPTL5)为ANGPTLs家族成员,主要表达于心脏、脂肪组织。目前,研究显示ANGPTL5参与体内血管生成,同时其在调节脂质合成与代谢方面也发挥着重要作用。本课题组前期研究结果显示,在日本和牛内脏脂肪和皮下脂肪中ANGPTL5表达水平存在显著差异,表明ANGPTL5基因很可能参与并影响牛机体内脂肪沉积。因此,本试验以ANGPTL5作为影响牛脂肪代谢的候选基因,在中国西门塔尔牛和中国荷斯坦奶牛群体中对ANGPTL5基因的遗传多态性进行检测,并统计分析ANGPTL5基因的SNPs位点与乳品质性状和肉品质性状的相关性。为进一步研究ANGPTL5基因对牛脂肪代谢的影响,通过实时荧光定量PCR扩增,检测了牛脂肪组织、肌肉组织和各器官以及前体脂肪细胞中的表达水平。在细胞水平上,将构建的p BI-CMV3-ANGPTL5基因过表达载体和sh RNA干扰载体分别转染牛乳腺上皮和前体脂肪细胞,检测ANGPTL5基因对细胞内甘油三酯含量的影响。实验结果显示,在中国荷斯坦奶牛群体中共筛查到三个SNPs位点,分别为I1-1776G>A位点、I5-2743A>C位点和I5-2757T>C位点。其中,I5-2743A>C和I5-2757T>C位点与中国荷斯坦牛产奶和乳品质性状没有相关关系;I1-1776G>A位点与中国荷斯坦牛尿素氮含量显著相关(pA、I2-77T>C、I2-1505A>T和I2-1391C>T位点。其中,I1-1776G>A位点与中国西门塔尔牛前蹄重、后蹄重、肝脏重、脾脏重、背膘厚呈显著相关关系(pT位点与中国西门塔尔牛前蹄重、后蹄重、肝脏重、脾脏重、背膘厚呈显著相关关系(pT和I2-1505A>T位点与中国西门塔尔牛背膘厚呈显著相关关系(p乳品质性状均存在显著相关性;ANGPTL5基因表达促进细胞内甘油三酯合成。以上研究结果为解析ANGPTL5对脂肪代谢的功能提供研究基础,也为牛乳品质和肉品质改良以及分子育种提供功能基因和遗传标记。

关键词： ANGPTL5基因单核苷酸多态性肉质性状乳品质性状甘油三酯