綿羊TYRP基因快速進(jìn)化以適應(yīng)海拔變化.pdf

1、為研究高海拔綿羊群體強紫外線輻射適應(yīng)性的分子機制，為綿羊群體間毛色多樣性形成機制研究提供理論參考。本研究以分布于不同海拔高度的綿羊群體:高原型藏羊、歐拉型藏羊、山谷型藏羊、烏珠穆沁羊、蘇尼特羊、灘羊、廣靈大尾羊、小尾寒羊和湖羊作為試驗材料，選擇與黑色素合成相關(guān)的光保護基因TYRP1和TYRP2，采用混合樣測序技術(shù)檢測綿羊群體內(nèi)這兩個基因的SNP位點，采用直接測序的方法對其進(jìn)行分型，并對這些位點的基因頻率及基因的單倍型頻率與海拔高度進(jìn)行關(guān)

2、聯(lián)分析;同時對12個物種的TYRP1和TYRP2基因系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系、基因相似性和選擇方向進(jìn)行系統(tǒng)分析，并且用Lositan軟件對9個綿羊群體內(nèi)檢測到的TYRP基因的SNP位點進(jìn)行受選擇狀況分析;利用生物信息學(xué)的方法對TYRP蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測分析，分析TYRP基因變異位點和TYRP蛋白結(jié)構(gòu)的關(guān)系，進(jìn)一步闡述TYRP的基因結(jié)構(gòu)與其蛋白質(zhì)功能之間的關(guān)系，為中國綿羊的選育工作和遺傳資源保護利用提供理論參考。研究結(jié)果如下:
　　1.混合樣測

3、序在綿羊群體內(nèi)TYRP基因中共檢測到35個SNP位點，其中TYRP1基因檢測到21個位點，TYRP2基因中檢測到14個位點。對這些位點的等位基因頻率與各綿羊群體所在海拔高度進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，TYRP1基因中有5個SNP位點的等位基因頻率和海拔高度顯著相關(guān)，分別是g.11121C＞T、g.11124T＞C、g.26549C＞G、g.26682C＞T和g.26730C＞A，其中g(shù).26682C＞T位點所在密碼子編碼的氨基酸為綿羊TYRP1蛋

4、白磷酸化位點，g.26730C＞A位點所在密碼子編碼的氨基酸位于綿羊TYRP1蛋白的跨膜區(qū)域，g.11121C＞T位點的等位基因頻率在高海拔群體分別與中低海拔兩個綿羊群體間差異顯著，同時在TYRP1基因中還有3個單倍型頻率與海拔高度顯著相關(guān);TYRP2基因中沒有檢測到與海拔變化顯著相關(guān)的變異。由此推測，TYRP1基因的變異在綿羊毛色形成中可能發(fā)揮著重要的作用。
　　2.對綿羊TYRP基因編碼的蛋白的生物信息學(xué)預(yù)測分析得到，綿羊TY

5、RP1基因編碼537個氨基酸，1-24位氨基酸區(qū)間為信號肽區(qū)域，跨膜區(qū)域有兩段，分別是7-24和479-501，磷酸化位點有27個，二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果顯示其螺旋結(jié)構(gòu)(He1ix)占14.71％，延鏈(Strand)占5.59％，環(huán)狀結(jié)構(gòu)(Loop)占79.70％，86-465位氨基酸為TYRP1蛋白的功能域;綿羊TYRP2基因編碼517個氨基酸，1-23位氨基酸區(qū)間為信號肽區(qū)域，跨膜區(qū)域為469-491，磷酸化位點有23個，二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)

6、果顯示其螺旋結(jié)構(gòu)占17.02％，延鏈結(jié)構(gòu)占3.48％，環(huán)狀結(jié)構(gòu)占79.50％，82-456位氨基酸為TYRP2蛋白的功能域。TYRP1和TYRP2蛋白的結(jié)構(gòu)具有很高的相似性。
　　3.TYRP基因在12個物種間正選擇檢驗發(fā)現(xiàn)，TYRP1基因受到顯著的正選擇作用，TYRP2基因主要受到純化選擇的作用。9個綿羊群體間35個SNP位點正選擇檢驗結(jié)果顯示，TYRP1基因中有5個SNP位點受到正選擇作用，一個位點受到平衡選擇。正選擇位點分別

7、是g.10941C＞G、g.11055C＞G、g.11168C＞A、g.26717C＞T和g.26790A＞C，其中g(shù).10941C＞G位點所在密碼子編碼的氨基酸位于TYRP1蛋白的信號肽區(qū)域，g.26717C＞T位點所在密碼子編碼的氨基酸在綿羊TYRP1蛋白的跨膜區(qū)域，g.11055C＞G位點所在的密碼子編碼的氨基酸位于綿羊TYRP1蛋白氨基酸序列的第46位，該氨基酸位點在物種間基因選擇方向檢驗結(jié)果中同樣受到顯著的正選擇作用，兩者檢測

8、的結(jié)果相一致;TYRP2基因中檢測到3個位點受到平衡選擇的作用，分別是g.28506C＞A、g.28629C＞T和g.40404A＞C，其中g(shù).28629C＞T位點所在密碼子編碼的氨基酸位于綿羊TYRP2蛋白的功能域，g.40404A＞C位點所在密碼子編碼的氨基酸為綿羊TYRP2蛋白的跨膜區(qū)域。由此可以推測，TYRP1基因受到的正選擇作用和TYRP2基因受到的平衡選擇的作用在綿羊群體適應(yīng)不同海拔高度的不同紫外線輻射強度的環(huán)境中可能發(fā)揮著