劉嬌嬌馬友記
(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,蘭州 730070;2. 甘肅省肉羊繁育生物技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室,民勤 733300)
三個(gè)綿羊群體MC4R基因多態(tài)性及生物信息學(xué)分析
劉嬌嬌1,2馬友記1,2
(1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,蘭州 730070;2. 甘肅省肉羊繁育生物技術(shù)工程實(shí)驗(yàn)室,民勤 733300)
旨在探討綿羊黑素皮質(zhì)素受體-4(melanocortin-4 receptor,MC4R)的分子機(jī)理,采用PCR-SSCP方法對(duì)3個(gè)綿羊群體(甘肅肉用綿羊新品種群、小尾寒羊和湖羊)的MC4R基因外顯子進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)和生物信息學(xué)分析。結(jié)果表明,3個(gè)綿羊群體均存在3種基因型AA型、AB型和BB型,優(yōu)勢(shì)基因型為BB,其中優(yōu)勢(shì)等位基因?yàn)锽;測(cè)序結(jié)果表明,野生型BB型和突變型AB型相比,AB型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A突變,第495位發(fā)生C→T突變;AA型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A突變,出現(xiàn)AA的純合,第495位發(fā)生C→T突變,出現(xiàn)CC純合;3個(gè)綿羊群體中小尾寒羊的多態(tài)信息含量屬于中度多態(tài)(0.25 綿羊;黑素皮質(zhì)素受體-4;多態(tài)性;生物信息學(xué) MC4R(Melanocortin-4 receptor)是下丘腦腹內(nèi)側(cè)核(VMH)分泌的一種肽類物質(zhì),它是G蛋白偶聯(lián)受體(G protein coupled receptors,GPCRs)超家族的一個(gè)成員,在人和鼠的體重、能量穩(wěn)態(tài)和采食量的調(diào)控中具有重要作用[1]。MC4R在哺乳動(dòng)物中,具有介導(dǎo)瘦蛋白(Leptin)的功能,是一個(gè)調(diào)節(jié)能量動(dòng)態(tài)平衡的重要信號(hào)分子[2]。MC4R是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的與人類顯性遺傳疾病性肥胖相關(guān)的靶位點(diǎn)[3]。鼠和人遺傳學(xué)研究顯示MC4R基因在采食量和能量平衡調(diào)控中具有重要作用,缺乏MC4R基因的鼠易多食、肥胖,說(shuō)明MC4R基因在采食量和能量平衡調(diào)控中具有重要作用[4,5]。MC4R 在哺乳動(dòng)物下丘腦、丘腦、胎盤(pán)、十二指腸、腦干、脊索、胰腺、胃,雞腎上腺、性腺、脾、脂肪和腦等組織均有表達(dá),具有多種生物學(xué)活性。在貉子[6]、豬[7,8]、牛[9]、雞[10]中,MC4R基因突變已經(jīng)被確定為生長(zhǎng)性狀的遺傳標(biāo)記。甘肅肉用綿羊新品種選育群是利用杜泊、無(wú)角陶賽特等引入品種為父本,小尾寒羊和蒙古羊?yàn)槟副?,采用?fù)雜育成雜交培育出的生長(zhǎng)發(fā)育快、抗病力強(qiáng)、繁殖力高的適應(yīng)甘肅河西走廊生態(tài)條件的肉用綿羊新品種群;湖羊是原產(chǎn)于太湖流域的高繁殖力品種,目前已引入到甘肅肉用綿羊新品種選育群的核心育種區(qū)域且表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性。本研究在分析MC4R基因在小尾寒羊、湖羊和甘肅肉用綿羊新品種群中的多態(tài)性的基礎(chǔ)上,應(yīng)用生物信息軟件對(duì)其生物信息學(xué)分子特征進(jìn)行分析,以期為下一步的育種工作提供理論依據(jù)。 1.1 材料 1.1.1 血樣采集 小尾寒羊(134只)、湖羊(120只)和甘肅肉用綿羊新品種群羊(134只)均來(lái)自甘肅永昌肉用種羊場(chǎng),頸靜脈采血10 mL,ACD 抗凝劑,-20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p> 1.1.2 主要試劑 所需要的試劑主要有:蛋白酶K、PCR mix酶,6×Buffer、PCR產(chǎn)物回收試劑盒、瓊脂糖、丙烯酰胺、甲叉雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨等。采用西班牙的瓊脂糖,來(lái)自于百泰克的PCR mix酶。 1.2 方法 1.2.1 血液基因組DNA的提取及檢測(cè) 采用傳統(tǒng)的酚氯仿法提取基因組DNA,用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。 1.2.2 引物 參考MC4R基因序列(GenBank登錄號(hào):JQ710684)設(shè)計(jì)引物,引物由生工生物工程(上海)有限公司合成。序列及相應(yīng)的摸索條件見(jiàn)表1。 表1MC4R外顯子引物序列、摸索條件及PCR產(chǎn)物大小和位置 1.2.3 PCR擴(kuò)增 PCR反應(yīng)體系:25 μL,其中模板基因組DNA 1.0 μL,上下游引物各1.0 μL(10 pmol/μL),PCR mix酶12 μL,水10 μL。PCR反應(yīng)程序:94℃ 4 min;94℃ 45 s,61.2℃ 45 s,72℃ 1 min。PCR 產(chǎn)物用2%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),以確認(rèn)擴(kuò)增效果。 1.2.4 SSCP分析 將3 μL PCR產(chǎn)物和7 μL變性劑(98%甲酰胺、0.025%溴酚藍(lán)、0.025%二甲苯氰、10 mmol/L EDTA)混勻,98℃變性10 min,立即冰浴10 min變性,變性后的PCR產(chǎn)物在12%非變性聚丙烯酰胺Acr∶bis(29∶1)凝膠中在常溫環(huán)境下電泳,250 V 電壓10 min 后,改為160 V 電壓8 h。電泳結(jié)束后用硝酸銀染色,顯色后,用去離子水洗2遍。 1.2.5 測(cè)序 對(duì)目的PCR產(chǎn)物中的目的條帶用回收試劑盒進(jìn)行回收,檢測(cè)純度,送到上海生工生物工程(上海)有限公司進(jìn)行測(cè)序。 1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析 利用DNAman和Bioeditor軟件進(jìn)行測(cè)序結(jié)果分析;使用Popgene Version 32生物軟件計(jì)算等位基因頻率、基因型頻率、群體純和度(Ho)、群體雜合度(He)、有效等位基因數(shù)(Ne),并檢驗(yàn)是否處于Hardy-Weinberg平衡;利用PIC軟件計(jì)算多態(tài)信息含量(PIC)值;利用SAS 8.0軟件進(jìn)行顯著性分析;利用NCBI中的ORF find 確定尋找了MC4R的編碼區(qū),并進(jìn)行氨基酸的翻譯,利用BLAST對(duì)突變位點(diǎn)編碼的氨基酸序列進(jìn)行比對(duì),采用NetPhos 2.0 Server在線分析程序預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的磷酸化位點(diǎn),采用Interpro在線分析軟件預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)中包含的結(jié)構(gòu)域,采用PredictProtein在線預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)的二、三級(jí)結(jié)構(gòu)。 圖1 MC4R基因外顯子PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的SSCP分析 2.1 MC4R基因PCR-SSCP結(jié)果 對(duì)擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行SSCP分析,結(jié)果(圖1)顯示出現(xiàn)3種基因型,分別為BB、AB和AA型。 2.2 測(cè)序結(jié)果 測(cè)序結(jié)果發(fā)現(xiàn)BB型和AB型相比,AB型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A的突變,出現(xiàn)G/A的雜合,第495位發(fā)生C→T的突變,出現(xiàn)C/T雜合;AA型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A的突變,出現(xiàn)AA的純合,第495位發(fā)生C→T的突變,出現(xiàn)CC純合。第495位的C→T轉(zhuǎn)換并沒(méi)有引起對(duì)應(yīng)密碼子翻譯的氨基酸發(fā)生改變,由AGC變?yōu)锳GT,均翻譯成絲氨酸(Ser);第511位的C→T轉(zhuǎn)換后密碼子由GAA→AAA,翻譯的氨基酸由谷氨酸(Glu)轉(zhuǎn)換為賴氨酸(Lys)。 2.3 MC4R基因外顯子的群體遺傳學(xué)分析 通過(guò)對(duì)3個(gè)綿羊品種共388個(gè)樣本SSCP檢測(cè)結(jié)果(表2)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),甘肅肉用新品種群羊、小尾寒羊和湖羊的優(yōu)勢(shì)基因型均為BB型,優(yōu)勢(shì)等位基因均為B基因。群體純和度(Ho)、雜合度(He)、有效等位基因數(shù)(Ne)和多態(tài)信息含量(PIC)是評(píng)價(jià)群體內(nèi)遺傳多樣性的指標(biāo),小尾寒羊?qū)儆谥卸榷鄳B(tài)(0.25 表2 基因型和基因型頻率 表3 遺傳多態(tài)性分析 2.4 不同基因型在3個(gè)綿羊群體中分布的差異顯著性檢驗(yàn) 采用SAS 8.0軟件對(duì)MC4R基因外顯子不同基因型在3個(gè)綿羊群體中的分布差異進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),結(jié)果(表4)表明,甘肅肉用新品種群羊、小尾寒羊和湖羊3個(gè)品種的綿羊之間分布差異均不顯著(P>0.05)。 表4 3個(gè)綿羊群體在MC4R基因外顯子中分布的獨(dú)立性檢驗(yàn) 2.5 MC4R基因的生物信息學(xué)分析結(jié)果 2.5.1 MC4R基因編碼蛋白的理化性質(zhì) MC4R基因編碼蛋白的基本理化性質(zhì),用Protparam工具進(jìn)行在線預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果表明,該蛋白分子式為C1666H2621N413O456S26,其理論等電點(diǎn)為7.09,分子量為3.0472 kD。該蛋白共包含20種基本氨基酸,Leu含量最高,占11.4%,其中Trp含量最低,為0.9%。該蛋白共含有17個(gè)負(fù)電荷殘基(ASP+Glu)和17個(gè)正電荷殘基(Arg+Lys)??偲骄H水性為0.755,脂溶指數(shù)為118.31,不穩(wěn)定指數(shù)為49.06,為不穩(wěn)定蛋白。 2.5.2 MC4R基因編碼蛋白的疏水性/親水性預(yù)測(cè)和分析 MC4R基因編碼蛋白的親水性和疏水性分析運(yùn)用ProtScale在線軟件進(jìn)行。氨基酸親水性越強(qiáng)其分值越低,反之分值越高疏水性越強(qiáng)。圖2顯示,整個(gè)多肽鏈表現(xiàn)為疏水性。 2.5.3 MC4R基因編碼蛋白信號(hào)肽和跨膜區(qū)分析對(duì)MC4R基因編碼蛋白的信號(hào)肽分析,用SignalP3.0在線軟件進(jìn)行分析,SignalP3.0主要是預(yù)測(cè)信號(hào)肽的切割位點(diǎn)及其分泌途徑,結(jié)果(圖3)表明該蛋白存在信號(hào)肽,發(fā)現(xiàn)在第1-22位氨基酸可能為信號(hào)肽,并且可能在第22和23位氨基酸之間發(fā)生切割。MC4R 基因編碼蛋白的跨膜結(jié)構(gòu)經(jīng)TMHMM2.0分析,結(jié)果(圖4)表明,編碼蛋白序列有7個(gè)跨膜區(qū)域,屬于跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。 圖2 MC4R基因編碼蛋白疏水性分析 圖3 MC4R基因編碼氨基酸序列信號(hào)肽分析 圖4 MC4R基因編碼氨基酸序列跨膜區(qū)預(yù)測(cè) 2.5.4 MC4R基因編碼蛋白結(jié)構(gòu)域和蛋白質(zhì)功能位點(diǎn)預(yù)測(cè) 結(jié)構(gòu)域是蛋白質(zhì)亞基結(jié)構(gòu)中明顯分開(kāi)的緊密球狀結(jié)構(gòu)區(qū)域,是蛋白序列結(jié)構(gòu)和進(jìn)化單元,具有一定生物學(xué)功能。通過(guò)InterPro對(duì)MC4R基因編碼蛋白的結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè),結(jié)果(圖5)顯示,該序列在第61-302位氨基酸之間屬于G蛋白偶聯(lián)受體超家族結(jié)構(gòu)域,它具有7個(gè)結(jié)構(gòu)域,分別位于氨基酸位點(diǎn) 64-70、79-100、129-151、165-186、193-216、243-267和284-310。通過(guò)NetPhos 2.0對(duì)蛋白質(zhì)的磷酸化位點(diǎn)預(yù)測(cè),結(jié)果表明,該蛋白含有10個(gè)磷酸化位點(diǎn),分別位于第15、30、35、47、127、150、162、178、30和312位處。 2.5.5 MC4R基因編碼蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)的空間構(gòu)象與功能有密切關(guān)系,生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、加工和成熟是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,其中多肽鏈的正確折疊對(duì)其正確構(gòu)象的形成和功能的發(fā)揮至關(guān)重要。因而預(yù)測(cè)及分析蛋白質(zhì)的高級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)了解其空間構(gòu)象具有重要意義。MC4R基因編碼蛋白的 二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果(圖6)表明,該蛋白由51.5%的α螺旋、1 6.27%的β折疊 和32.23%的無(wú)規(guī)則卷曲組成??赏茢郙C4R基因編碼蛋白主要的二級(jí)結(jié)構(gòu)元件是α螺旋和無(wú)規(guī)則卷曲。運(yùn)用同源建模的方法,將MC4R基因編碼蛋白序列提交至SWISS-MODEL,該結(jié)果(圖7)與二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果基本一致。 圖5 MC4R基因編碼蛋白的結(jié)構(gòu)域預(yù)測(cè) 2.5.6 MC4R同源性比對(duì) 在各物種中MC4R基因具有高度的同源性,通過(guò)綿羊的MC4R基因與山羊(Capra hircus,NCBI登錄號(hào):NM_001285591.1)、牛(Bos taurus,NCBI登錄號(hào):EU366351.1)、野豬(Sus scrofa,NCBI登錄號(hào):EU169096.1)、人類(Homo sapiens,NCBI登錄號(hào):JX515605.1)及大猩猩(Gorilla gorilla,NCBI登錄號(hào):FJ373054.1)進(jìn)行同源性比對(duì),結(jié)果表明,他們的相似性分別為97%、94%、81%、83%和83%。 圖6 MC4R基因編碼蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè) 圖7 MC4R基因編碼蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型 綿羊MC4R基因有1 765 bp,含有998 bp的完整CDs,編碼332個(gè)氨基酸(GenBank登錄號(hào):JQ710684.1),只有一個(gè)外顯子,編碼332個(gè)氨基酸(GenBank登錄號(hào):AFJ95892.1)。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外關(guān)于綿羊MC4R基因多態(tài)性的研究報(bào)道有第1232位點(diǎn)的G→A 的突變與綿羊背膘厚度間存在關(guān)聯(lián),AG和AA 型較GG型具有較高的背膘厚度;第1 016位點(diǎn)的G→A轉(zhuǎn)換,湖羊基因型GG型,有較高的45 d斷奶體重[11]。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)3個(gè)綿羊群體均存在3種基因型,AB型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A的突變,出現(xiàn)G/A的雜合,第495位發(fā)生C→T的突變,出現(xiàn)C/T雜合;AA型個(gè)體在該基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)發(fā)生G→A的突變,出現(xiàn)AA的純合,第495位發(fā)生C→T的突變,出現(xiàn)CC純合。其中第495位的C→T轉(zhuǎn)換并沒(méi)有引起對(duì)應(yīng)密碼子翻譯的氨基酸發(fā)生改變,由AGC變?yōu)锳GT,均翻譯成Ser;第511位的C→T轉(zhuǎn)換后密碼子由GAA→AAA,翻譯的氨基酸由Glu轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)ys。MC4R基因編碼區(qū)第511位點(diǎn)的突變?cè)诓煌d羊群體中分布差異不顯著,但編碼的氨基酸不同,可能會(huì)引起黑素皮質(zhì)素受體的構(gòu)型不同,導(dǎo)致蛋白質(zhì)的功能可能有所差異,作為控制綿羊生長(zhǎng)性狀的潛在遺傳標(biāo)記位點(diǎn),還有待于進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。 3個(gè)綿羊品種的優(yōu)勢(shì)基因型均為BB型,優(yōu)勢(shì)等位基因均為B基因。小尾寒羊多態(tài)信息含量處于0.25-0.5之間,屬于中度多態(tài),甘肅肉用綿羊新品種群羊和湖羊?qū)儆诘投榷鄳B(tài)(PIC<0.25);χ2適合性檢驗(yàn)表明:除湖羊之外,其余2個(gè)綿羊品種均處于Hardy-Weinberg平衡狀態(tài);這2個(gè)品種的綿羊已經(jīng)形成了適應(yīng)各自生存環(huán)境的遺傳特性,該突變位點(diǎn)在所在群體內(nèi)能夠穩(wěn)定遺傳。而湖羊的非Hardy-Weinberg平衡狀態(tài),說(shuō)明該地區(qū)自然選擇或者人工選擇對(duì)該基因分布的影響較大,造成其分布的不平衡,這可能與育種中的個(gè)體選擇有關(guān)。顯著性檢驗(yàn)分析表明:該突變位點(diǎn)在3個(gè)品種綿羊相互之間分布差異不顯著。 生物信息學(xué)的預(yù)測(cè)對(duì)MC4R功能研究具有一定的指導(dǎo)意義。研究發(fā)現(xiàn)MC4R基因蛋白分子式為C1666H2621N413O456S26,其理論等電點(diǎn)為7.09,分子量為 3.047 2 kD,包含20種基本氨基酸,總肽鏈表現(xiàn)為疏水性,脂溶指數(shù)為118.31,流動(dòng)性較強(qiáng),不穩(wěn)定指數(shù)為49.06,屬于跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,這與張菊等[12]利用生物信息學(xué)方法,對(duì)MC4R編碼的蛋白進(jìn)行功能預(yù)測(cè)結(jié)果一致。 綿羊的生長(zhǎng)性狀是其重要的經(jīng)濟(jì)性狀之一,國(guó)內(nèi)外的大量研究表明,MC4R基因在動(dòng)物體重、采食量和能量穩(wěn)態(tài)的控制中具有重要作用,是一個(gè)調(diào)節(jié)能量平衡與能量動(dòng)態(tài)平衡的重要信號(hào)分子,在人、豬和馬等哺乳動(dòng)物中主要影響機(jī)體脂肪、增重和采食等性狀[13]。而綿羊的多態(tài)性突變也會(huì)影響到背膘厚和初生重、斷奶重等生長(zhǎng)性狀,而本研究檢測(cè)到的位點(diǎn)在甘肅肉用綿羊新品種群羊、小尾寒羊和湖羊3個(gè)品種間沒(méi)有顯著性差異,若將該位點(diǎn)作為綿羊生長(zhǎng)性狀相關(guān)突變位點(diǎn)研究還需擴(kuò)大種群數(shù)量、品種種類并同生產(chǎn)性狀進(jìn)行進(jìn)一步的研究。 MC4R在甘肅肉用綿羊新品種群羊、湖羊和小尾寒羊群體中均存在3種基因型AA型、AB型和BB型,2個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)C495T、G511A;χ2適合性檢驗(yàn)表明,甘肅肉用綿羊新品種群羊和小尾寒羊均處于Hardy-Weinberg平衡狀態(tài);生物信息學(xué)分析表明綿羊MC4R是一個(gè)非常保守的蛋白,在綿羊的生長(zhǎng)發(fā)育中起著重要作用。 [1]蔣思文, Acobsson L, Kerje S, 等. 參考家系雞黑素皮質(zhì)素受體3基因多態(tài)性與體重關(guān)系研究[J]. 遺傳學(xué)報(bào), 2002, 29(4):322-325. [2]Walter MA, Spillett DJ, Thomas P, et al. A method for constructing radiation hybrid maps of whole genomics[J]. Nature Genetics, 1994, 7(1):22-28. [3]Hwa JJ, Ghibaudi L, Gao J, et al. Centro melanocortin system modulates energy intake and expenditure of obese and lean Zucker rats[J]. American Journal of Physiology, 2001, 281(2):444-451. [4]Huszar D, Lynch CA, Faichild-Huntress V, et al. Targeted disruption of the melanocortin 4 receptor results in obesity in mice[J]. Cell, 1997, 88(1):131-141. [5]Yeo GS, Farooqi IS, Aminian S, et al. A frame shift mutation in MC4R associated with dominantly inherited human obesity[J]. Nature Genetics, 1998, 20(2):111-112. [6]潘寶麗. 貉子MC4R、POUIFI基因多態(tài)性及其與生長(zhǎng)性狀關(guān)系的研究[D]. 長(zhǎng)春:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué), 2011. [7]趙曉楓, 聶光軍, 徐寧迎. 金華豬促黑激素皮質(zhì)素受體4基因多態(tài)性分析[J]. 養(yǎng)豬, 2004, 18(5):22-24. [8]李海濤. 豬PGC-1、Mc4R基因的多態(tài)性及其與主要經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)系的研究[D]. 哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008. [9]劉洪瑜. 牛脂肪代謝相關(guān)基因遺傳分析及其與秦川牛經(jīng)濟(jì)性狀關(guān)聯(lián)分析[D]. 楊凌:西北農(nóng)林科技大學(xué), 2009. [10]仇雪梅, 李寧, 鄧學(xué)梅, 等. 雞 MC4R 基因的 SNPs 及其與屠體性狀的相關(guān)研究[J]. 中國(guó)科學(xué)C輯生命科學(xué), 2006, 36(2):127-133. [11]張高振. MC4R基因多態(tài)性及其與湖羊早期生長(zhǎng)性狀的相關(guān)研究[D]. 南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009. [12]張菊. 綿羊CAST、MC4R和BTG1基因的克隆、組織表達(dá)和遺傳多態(tài)性分析[D]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2009. [13]吳建平, 張利平. 肉羊體脂脂肪酸與肉品質(zhì)關(guān)系的研究[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2000, 36(4):363-369. (責(zé)任編輯 狄艷紅) Polymorphism and Bioinformatics Analysis of Gene MC4R in 3 Sheep Populations LIU Jiao-jiao1,2MA You-ji1,2 To investigate the molecular mechanism of Melanocortin-4 receptor(MC4R),PCR-SSCP was used to detect the polymorphism and analyze the bioinformatics of gene MC4R exon in 3 sheep populations(Gansu meat sheep new breeding population,Small Tail Han sheep,and Hu sheep). The results showed that 3 genotypes of AA,AB and BB existed in 3 populations,and the dominant genotype was BB,the preponderant allele was B. The sequencing analysis indicated that comparing wild BB and mutated AB,G→A mutation in locus 511 and T→C mutation in locus 495 happened in AB;G→A mutation in locus 511 with AA homozygosity and T→C mutation in locus 495 with CC homozygosity happened in AA. The PIC of Small Tail Han sheep was moderately polymorphic(0.25 < PIC < 0.50),Gansu meat sheep new breeding population and Hu sheep belonged to low polymorphism(PIC < 0.25). Except the Hu sheep,the other 2 sheep breeds were in Hardy-Weinberg equilibrium by χ2test. Bioinformatics analysis showed that the amino acid sequence of MC4R had hydrophobic region significantly,7 transmembrane helical regions and signal peptide. The main elements in the second structure of the encoded protein were the α helix and random coil. Homology analysis demonstrated that the similarity of gene MC4R in sheep with goat,cattle,pig,human,and gorilla was 97%,94%,81%,83% and 83% respectively,indicating that MC4R was an evolutionarily conserved protein,and played an important role in growth o f sheep. sheep;gene MC4R;polymorphism;bioinformatics 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.04.011 2015-06-23 國(guó)家科技十二·五支撐計(jì)劃(2011BAD28B05),甘肅省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究與應(yīng)用開(kāi)發(fā)項(xiàng)目(GNSW-2012-19),甘肅省高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(2014) 劉嬌嬌,女,碩士研究生,研究方向:動(dòng)物生產(chǎn)學(xué);E-mail:714643318@qq.com 馬友記,博士,教授,研究方向:羊生產(chǎn)系統(tǒng)與工程;E-mail:yjma@gsau.edu.cn1 材料與方法
2 結(jié)果
3 討論
4 結(jié)論
(1. Faculty of Animal Science and Technology,Gansu Agriculture University,Lanzhou 730070;2. Gansu Engineering Laboratory of Sheep Breeding Biotechnology,Minqin 733300)