家鵝mtDNA序列結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性分析

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1、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文家鵝mtDNA序列結(jié)構(gòu)與遺傳多樣性分析姓名：劉安芳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專(zhuān)業(yè)：動(dòng)物遺傳育種與繁殖指導(dǎo)教師：王繼文20030501摘要本研究采用PCR和DNA測(cè)序技術(shù)測(cè)定T6個(gè)中國(guó)家鵝品種和2個(gè)歐洲鵝品種25個(gè)個(gè)體線粒體DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)部分序列，分析了序列的相似性及雁屬鵝種間的遺傳多樣性、2個(gè)tI斟A基因(tRNAm、tRNA。葉)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞色素b(cytochromeb,Cytb)跨膜螺旋結(jié)構(gòu)及序列的變異特征。結(jié)果表明：得到的家鵝線粒體DNAl401bp序列包括ND5基因部分序列77bp、細(xì)胞色素b基因全序列l(wèi)143bp

2、、tRNAm全序列68bp和依NAP”全序列69bp；線粒體DNA1401bp序列與基因庫(kù)中自額雁(Anseralbifrons)、鉆水鴨(Aythyaamericana)的序列相似率分別為97％、88％，灰雁和鴻雁家鵝c”b的氨基酸序列與白額雁的相似率分別為99．7％和100％，表明本次實(shí)驗(yàn)所測(cè)序列是真實(shí)可靠的；2d"tRNA基因三葉草結(jié)構(gòu)的氨基酸臂、反密碼子環(huán)在鴻雁、灰雁和自額雁種間沒(méi)有發(fā)生變異；家鵝Cytb基因的核苷酸序列在膜內(nèi)、膜間和膜外的變異位點(diǎn)數(shù)分別為12、9和10，膜內(nèi)、膜間的變異均屬同義替換，而膜外有兩個(gè)位點(diǎn)發(fā)生了非同義替換，表明跨膜螺旋的膜外區(qū)域變異程度高于膜問(wèn)和膜

3、內(nèi)，但膜間親水氨基酸的比例為5．26％，遠(yuǎn)小于膜外(鴻雁16．58％、灰雁16．31％)和膜內(nèi)(17．38％)；8個(gè)家鵝品種25條序歹tJ(1401bp)共檢測(cè)至IJ22個(gè)變異位點(diǎn)，3種單倍型，單倍型多樣度和核苷酸多樣度分別為O．547和0．00775，核苷酸平均差異數(shù)為10．86：支持家鵝具有兩種不同起源的觀點(diǎn)：用線粒體DNA細(xì)胞色素b及相鄰的tRNA作為分子標(biāo)記，能準(zhǔn)確檢測(cè)出雁屬鵝種間的遺傳變異，卻不能檢測(cè)出種內(nèi)品種間的遺傳多樣性。關(guān)鍵詞：家鵝；mtDNA；tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)；Cytb；相似性；遺傳多樣性前言DNA序列測(cè)定與分析是基因工程和分子生物學(xué)領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，是了解基

4、因結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)，也是遺傳工程的重要技術(shù)之一。核酸分子攜帶生命活動(dòng)的遺傳信息，闡明DNA的核苷酸排列順序在基因的表達(dá)、結(jié)構(gòu)與功能的研究中是必不可少的。遺傳變異的本質(zhì)就在于遺傳信息載體—-DNA分子一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異，直接對(duì)DNA序列的分析比較是揭示遺傳變異最理想和最直接的方法、是最準(zhǔn)確有效的檢測(cè)手段(張亞平，1996)。蛋白質(zhì)的一級(jí)結(jié)構(gòu)決定著高級(jí)結(jié)構(gòu)，而高級(jí)結(jié)構(gòu)決定著蛋白質(zhì)的功能(劉秉文，2000)，因此通過(guò)研究DNA序列一級(jí)結(jié)構(gòu)的變異特點(diǎn)和二級(jí)結(jié)構(gòu)的特征及區(qū)域間的變異模式，可為高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究及蛋白質(zhì)功能預(yù)測(cè)打下基礎(chǔ)。線粒體DNA(mtDNA)是真核生物唯一的核外遺傳物質(zhì)，具有分子結(jié)構(gòu)

5、簡(jiǎn)單、進(jìn)化速率快等特點(diǎn)，自90年代以來(lái)成為研究種間和種內(nèi)不同群體間遺傳分化的有力工具(Brown等，1983；張亞平等，1992)。在家鵝的遺傳多樣性研究中也得到了應(yīng)用，采用的技術(shù)主要是線粒體DNA的RFLP、RAPD(Shields，1987：孫允明，1993；郝家勝等，1999；郝家勝等2000：史憲偉等，1997)，而直接從mtDNA序列角度研究家鵝遺傳多樣性很少。本研究的目的在于測(cè)定6個(gè)中國(guó)鵝種和2個(gè)歐洲鵝種的線粒體DNA部分序列，對(duì)2個(gè)tRNA基因nRNAnn、tRNATM)的二級(jí)結(jié)構(gòu)和細(xì)胞色素b(eytoehromeb，Cytb)的跨膜螺旋結(jié)構(gòu)及序列的變異特征進(jìn)行分析，以

6、了解家鵝tRNA基因三葉草結(jié)構(gòu)的保守性、穩(wěn)定性及編碼基因Cytb堿基序列在跨膜螺旋各區(qū)域的變異，為迸一步探討其結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系打下基礎(chǔ)：通過(guò)對(duì)8個(gè)家鵝品種線粒體DNA部分序列的多態(tài)性分析，從分子水平上了解家鵝遺傳多樣性的現(xiàn)狀，以期為家鵝種質(zhì)資源的保護(hù)、遺傳育種及合理開(kāi)發(fā)利用積累一定的理論基礎(chǔ)資料。1．文獻(xiàn)綜述1．1DNA序列的相似性與同源性相似性(simil撕勸和同源性(1lomology)是兩個(gè)有區(qū)別的概念，相互之間并沒(méi)有直接的等同關(guān)系，但在早期的分子生物學(xué)文獻(xiàn)中，相似性(Similarity)與同源性0aomology)是完全等同的(Bock，1977)。相似性(similari

7、ty)就是簡(jiǎn)單比較得出兩者之間的相同程度；同源性是具有嚴(yán)格定義的進(jìn)化學(xué)詞匯：在進(jìn)化上起源同一，同源性可以用來(lái)描述染色體一“同源染色體”、基因一“同源基因”和基因組的一個(gè)片斷一“同源片斷”(何舜平，1999)。相似性的含義比較廣泛，除了指兩個(gè)序列之間相同堿基或殘基所占比例外，在蛋白質(zhì)序列比對(duì)中，有時(shí)也指兩個(gè)殘基是否具有相似性，如側(cè)鏈基團(tuán)的大小、電荷、親水性、疏水性等。當(dāng)相似程度高于50％時(shí)，容易推測(cè)檢測(cè)序列和目標(biāo)序列可能是同源序列；而當(dāng)相似性程度低于20％時(shí)