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在过去很长一段时间里,猪育种的研究重点一直是提高瘦肉率,加快生长速度等,但是单纯追求高产使猪的抗病性降低,因为许多抗性性状和生产性状呈负相关。随着人民生活水平的提高,畜牧生产中已开始高度重视猪的健康、抗病力和猪肉品质,因为健康并充满活力的猪将大大减少用药量及猪肉的药物残留,增加市场竞争力。这就使得研究者们相继提出了从分子水平揭示疾病发生的原因,从而利用遗传学方法从遗传本质上提高动物对病原的抗性。 蛋白酶体激活因子PA28(Proteasome activator 28)和PA700(Proteasome activator 700)基因家族是一个研究热点,因为它们与MHC Ⅰ类分子介导的抗原提呈有密切关系,与机体的免疫能力直接相关。本研究利用生物信息学与分子生物学技术相结合的方法,克隆和定位了这两个家族的12个基因(PA28家族的2个基因和PA700家族的10个基因),取得了如下结果: 1.结合猪EST数据库的信息和cDNA末端快速扩增(RACE)的方法,分离并鉴定了猪蛋白酶体激活因子PA28α和PA28β基因(PSME1和PSME2)的全长cDNA序列,GenBank数据库收录号分别为AF527990和AF527991。利用PCR的方法,克隆了PSME1和PSME2基因的基因组DNA全长序列并进行了序列分析,发现这两个基因有相似的基因结构,都由11个外显子和10个内含子组成。 2.用RT-PCR的方法,我们对PSME1和PSME2基因进行了组织表达谱分析。结果发现这两个基因在所检测的8个组织中均有表达,但在小肠和肾脏中的表达量相对低一些。 3.利用电脑克隆、RACE和RT-PCR的方法相结合,克隆了蛋白酶体激活因子PA700相关基因PSMC1、PSMC4和PSMC5共3个基因的全长cDNA序列,以及PSMC2和PSMD4基因的完整编码区(coding sequence,CDS)。进行了蛋白质序列的推导和功能域的预测。 4.根据猪EST数据库的已有数据,利用PCR的方法,分离了PSMC1-PSMC6和PSMD2-PSMD5共10个基因的基因组DNA片段并经测序确认。其中7个基因的序列已经提交给GenBank,获得了收录号。克隆了PSMC5基因的全长基因组DNA序列,发现该基因由12个外显子和11个内含子组成,所有的内含子和外显子的拼接位点都符合GT-AG规则。 5.用SCHP和IMpRH克隆板,对PSME1和PSME2基因进行了染色体区域定位和精细定位,结果表明这两个基因均被定位在猪7q12—q23,与T细胞受体因子α(T cell receptor alpha,TCRA)基因紧密连锁,LOD值分别为10.82和11.65。 6.用IMpRH克隆板,对PA700基因家族的10个基因进行了精细定位,结果表明,它们分布在8条不同的染色体上。PSMC1定位在7q;PSMC2定位于猪9号染华中农业大学博士学位论文色体;PSMC3基因定位于SsCZpl6;psMe4基因定位于sse6qlx一qxZ;PsMes和PsMD3基因都被定位于ssc12P;PsMc6和PsMDS基因均位于猪1号染色体的长臂;PsMDZ基因位于Ssc13q41;PsMD4荃因被定位在ssC4q21一q23。LOD值均大于8.仇 7.对琳28的2个基因和PA7OO的10个基因共12个基因进行了SNPs的检测,结果发现了10个可用PCR.R卫LP方法检测的SNPS,分别是PSMEI签因第8内含子的sphl·即LP(560C一560T);pSMCZ基因第5内含子的HPall一RFLp(279G一幻零);气PSMC3基因第3内含子的Mval·好LP(2 84G一18认);PSMCS基因第4内含子的Tail.RFLP(639G一639C)、第3内含子的D日el·RFLP(397A一397T)和第6外显子的Sael一RFLP(309C一309G)以及Munl.RFLP(120T一120C);PS刻吧6-基因第5内含子的M饰卜补LP(42A一42G);PSMD3基因第10外显子的Rsal一盯LP (286G一286C);PSMD4基因第9内含子的Hin61.R卫LP(703G一703A)。在PSMDZ基因中发现了用SSCP方法检测的多态性(10lC一10lT)。 8.对上述10个可用PCR·即LP方法检测的SNPs在二花脸、梅山猪、藏猪、清平猪、杜洛克和大白猪中进行群体遗传学分析,卡方检验结果表明,除了PSMC6和PSMD4基因,所有基因座的基因型频率在不同的品种中存在较大的差异。 9.在试验杂交群体(L X YT;YXLT)的上下代中检侧了这10个SNPs的遗传方式,均呈共显性遗传方式。 10.在荷兰学者赠送的资源家系中,对Ps坷FI基因第八内含子SPhl一孙LP的多态性与部分生产性状进行了关联分析,结果发现在不同基因型的个体中,猪断奶重存在显著差异(P<0.05)。 n.在我室与通城县畜牧局合作组建的试验群体中,采用方差分析的最小二乘分析法,对上述SNP,(除了PSM它1基因,PSMC弓基因介il-RFLP、Dde 1.R卫LP和P SMDZ基因)与部分生产性状(如:初生至上市平均日增重、达90kg或75kg的日龄、屠宰率、肌肉pH值等)、部分免疫性状(如:白细胞数、红细胞数、20周龄时血清中IgG的含量等)进行了初步的关联分析,结果发现,PSMCZ和PSMC6基因座不同基因型个体之间的性状没有显著的差异,PSMC3基因座不同基因型个体之间的三点平均背膘厚、红细胞数和红细胞压积存在极显著的差异(P<0.01),PSMCS基因座对猪的6一7肋间的背膘厚、三点平均膘厚、板油率和平均血细胞容积有不同程度的影响,而PSMD3基因座不同基因型个体之间的平均血细胞容积存在显著差异(P<0.05),PSMD4基因座不同基因型个体之间的肌肉pH值有显著的差异(P<0 .05)。