秦川牛IRS-1、TNFSF11、TNFRSF11β基因SNPs检测及与体尺肉质性状相关性分析

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本研究以秦川牛IRS-1、TNFSF11、TNFRSF11β基因为候选基因,选取733头同等饲养条件下的18~24月龄健康秦川母牛为研究对象,采用混合DNA池、PCR-SSCP、PCR-RFLP并结合DNA测序技术,检测了该三个基因所有外显子的SNPs位点,并将所检测到的位点与秦川牛体尺肉质性状进行关联分析,以期寻找到与秦川牛体尺肉质性状密切关联的基因或基因型。检测结果显示:(1)经DNA测序发现在IRS-1基因外显子2346bp处(B1位点)和2394bp处(B2位点)分别发生了G→A突变和C→G突变,经分析发现分别为氨基酸序列第782处Glu和798处Leu的同义突变。通过SSCP带型分析分别出现CC、CD和AA、AB两种基因型,均未检测出第三种纯合基因型;卡方检验显示,B1位点在所检测牛群中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而B2位点则处于Hardy-Weinberg极度不平衡状态(P<0.01);且B1处CC基因型为优势基因型,C等位基因为优势等位基因,处于低度多态状态;B2处基因型AA为优势基因型,A等位基因为优势基因,处于低度多态状态;关联分析表明,B1位点不同基因型个体间在体斜长、腰角宽、胸围和眼肌面积方面差异显著(P<0.05),B2位点在腰角宽、胸深和背膘厚方面差异显著(P<0.05)。将两突变位点合并基因型进行单倍型分析发现,双杂合基因型个体(ABCD)除背膘厚和肌间脂肪含量两性状外其他所分析的各性状均显著高于其他基因型组合,且多标记位点的组合效应值高于单标记位点。因此,IRS-1基因对秦川牛体尺及部分肉质性状有显著的影响,可以作为秦川肉牛新品系培育早期选择的候选基因,其中组合ABCD可能是影响秦川牛体尺胴体性状的最佳基因型组合。(2)经DNA测序发现在TNFSF11基因第三内含子即34080bp处(C331区域)、第三内含子34096bp处(C332区域)和第四外显子34117bp处(C333)分别发生了C→T突变、T→C突变、A→G突变(Ser同义突变);经PCR-RFLP分析发现,秦川牛TNFSF11基因C331区域经创造酶切位点后可以为限制性内切酶HincⅡ特异切割为有GG、GH和HH三种基因型,C332区域可以为内切酶BseLⅠ特异切割为MM、MN和NN三种基因型,C333无合适的内切酶采用PCR-SSCP后出现PP、PQ和QQ三种基因型;与测序结果比对显示,秦川牛TNFSF11基因C331、C332、C333各所得基因型与测序结果显示相一致。卡方检验显示,C331和C333位点在所检测牛群中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而C332位点则处于Hardy-Weinberg极度不平衡状态(P<0.01);且C331处GH基因型为优势基因型,G等位基因为优势等位基因,处于中度多态状态;C332处基因型MM为优势基因型,M等位基因为优势基因,处于中度多态状态;C333处基因型PP为优势基因型,P为优势等位基因。关联分析表明,C331位点不同基因型个体间在腰高、腰角宽和胸围方面差异显著(P<0.05),C332位点在体斜长和腰高方面差异显著(P<0.05),C333位点在体斜长、腰角宽、坐骨端宽和眼肌深度方面差异显著(P<0.05)。经连锁不平衡检测发现两位点存在一定的连锁特性(r2=0.213),将两突变位点进行单倍型分析发现,HHMM基因型各性状均显著高于其他基因型组合,且多标记位点的组合效应值高于单标记位点。因此,TNFSF11基因对秦川牛体尺性状有显著的影响,可以作为秦川肉牛新品系培育早期选择的候选基因,其中组合HHMM和QQ基因型可能是影响秦川牛体尺胴体性状的最佳基因型组合,在选育中应加大其选择力度。(3)经DNA测序后发现秦川牛基因TNFRSF11β第二外显子第18871bp处存在C→T突变(即C43),分析后发现为Leu同义突变。经PCR-RFLP分析可知,C43区域突变可以为内切酶BoxI特异切割为RR和RT两种基因型,未检测到第三种纯合基因型;与测序结果比对显示,所得基因型与测序结果显示完全一致。但是经与性状关联分析发现,该处突变与所分析性状之间无显著性差异。由此可知,该处突变对秦川牛的体尺性状及所检测肉质性状影响不大,不建议在秦川肉牛新品系选育中使用。
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