家鹅mtDNA序列结构与遗传多样性分析

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1、四川农业大学硕士学位论文家鹅mtDNA序列结构与遗传多样性分析姓名：刘安芳申请学位级别：硕士专业：动物遗传育种与繁殖指导教师：王继文20030501摘要本研究采用PCR和DNA测序技术测定T6个中国家鹅品种和2个欧洲鹅品种25个个体线粒体DNA(mitochondrialDNA，mtDNA)部分序列，分析了序列的相似性及雁属鹅种间的遗传多样性、2个tI斟A基因(tRNAm、tRNA。叶)的二级结构和细胞色素b(cytochromeb,Cytb)跨膜螺旋结构及序列的变异特征。结果表明：得到的家鹅线粒体DNAl401bp序列包括ND5基因部分序列77bp、细胞色素b基因全序列l143bp

2、、tRNAm全序列68bp和依NAP”全序列69bp；线粒体DNA1401bp序列与基因库中自额雁(Anseralbifrons)、钻水鸭(Aythyaamericana)的序列相似率分别为97％、88％，灰雁和鸿雁家鹅c”b的氨基酸序列与白额雁的相似率分别为99．7％和100％，表明本次实验所测序列是真实可靠的；2d"tRNA基因三叶草结构的氨基酸臂、反密码子环在鸿雁、灰雁和自额雁种间没有发生变异；家鹅Cytb基因的核苷酸序列在膜内、膜间和膜外的变异位点数分别为12、9和10，膜内、膜间的变异均属同义替换，而膜外有两个位点发生了非同义替换，表明跨膜螺旋的膜外区域变异程度高于膜问和膜

3、内，但膜间亲水氨基酸的比例为5．26％，远小于膜外(鸿雁16．58％、灰雁16．31％)和膜内(17．38％)；8个家鹅品种25条序歹tJ(1401bp)共检测至IJ22个变异位点，3种单倍型，单倍型多样度和核苷酸多样度分别为O．547和0．00775，核苷酸平均差异数为10．86：支持家鹅具有两种不同起源的观点：用线粒体DNA细胞色素b及相邻的tRNA作为分子标记，能准确检测出雁属鹅种间的遗传变异，却不能检测出种内品种间的遗传多样性。关键词：家鹅；mtDNA；tRNA的二级结构；Cytb；相似性；遗传多样性前言DNA序列测定与分析是基因工程和分子生物学领域最重要的技术之一，是了解基

4、因结构和功能的基础，也是遗传工程的重要技术之一。核酸分子携带生命活动的遗传信息，阐明DNA的核苷酸排列顺序在基因的表达、结构与功能的研究中是必不可少的。遗传变异的本质就在于遗传信息载体—-DNA分子一级结构的变异，直接对DNA序列的分析比较是揭示遗传变异最理想和最直接的方法、是最准确有效的检测手段(张亚平，1996)。蛋白质的一级结构决定着高级结构，而高级结构决定着蛋白质的功能(刘秉文，2000)，因此通过研究DNA序列一级结构的变异特点和二级结构的特征及区域间的变异模式，可为高级结构的研究及蛋白质功能预测打下基础。线粒体DNA(mtDNA)是真核生物唯一的核外遗传物质，具有分子结构

5、简单、进化速率快等特点，自90年代以来成为研究种间和种内不同群体间遗传分化的有力工具(Brown等，1983；张亚平等，1992)。在家鹅的遗传多样性研究中也得到了应用，采用的技术主要是线粒体DNA的RFLP、RAPD(Shields，1987：孙允明，1993；郝家胜等，1999；郝家胜等2000：史宪伟等，1997)，而直接从mtDNA序列角度研究家鹅遗传多样性很少。本研究的目的在于测定6个中国鹅种和2个欧洲鹅种的线粒体DNA部分序列，对2个tRNA基因nRNAnn、tRNATM)的二级结构和细胞色素b(eytoehromeb，Cytb)的跨膜螺旋结构及序列的变异特征进行分析，以

6、了解家鹅tRNA基因三叶草结构的保守性、稳定性及编码基因Cytb碱基序列在跨膜螺旋各区域的变异，为迸一步探讨其结构和功能的关系打下基础：通过对8个家鹅品种线粒体DNA部分序列的多态性分析，从分子水平上了解家鹅遗传多样性的现状，以期为家鹅种质资源的保护、遗传育种及合理开发利用积累一定的理论基础资料。1．文献综述1．1DNA序列的相似性与同源性相似性(simil撕劝和同源性(1lomology)是两个有区别的概念，相互之间并没有直接的等同关系，但在早期的分子生物学文献中，相似性(Similarity)与同源性0aomology)是完全等同的(Bock，1977)。相似性(similari

7、ty)就是简单比较得出两者之间的相同程度；同源性是具有严格定义的进化学词汇：在进化上起源同一，同源性可以用来描述染色体一“同源染色体”、基因一“同源基因”和基因组的一个片断一“同源片断”(何舜平，1999)。相似性的含义比较广泛，除了指两个序列之间相同碱基或残基所占比例外，在蛋白质序列比对中，有时也指两个残基是否具有相似性，如侧链基团的大小、电荷、亲水性、疏水性等。当相似程度高于50％时，容易推测检测序列和目标序列可能是同源序列；而当相似性程度低于20％时