山羊毛囊发育和毛色相关基因的克隆与表达分析

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1、山东农业大学硕士学位论文山羊毛囊发育和毛色相关基因的克隆与表达分析姓名：陈维云申请学位级别：硕士专业：动物遗传育种与繁殖指导教师：王慧20120613山东农业人学硕：卜学位论文中文手两要济宁青山羊是我国特有的具有独特毛色和花形的羔皮和裘皮用山羊品种。青山羊被毛为黑毛和白毛混生，根据黑白毛比例不同，分为正青色(黑毛纤维在30．50％)、铁青色(黑毛纤维在50％以上)和粉青色(黑毛纤维在30％以下者)。青山羊的主要产品是猾子皮，出生三同以内所得羔羊皮为小猾皮，一月以上为大猾皮。为揭示济宁青山羊猾子皮花纹品质的分子遗传机理，本研究主要采用实时荧光定量PC

2、R和RACE等分子细胞生物学技术，对不同生长时期济宁青山羊皮肤毛囊类胰岛素生长因子l(Insulin．1ikegrowthfactorl，IGF—1)、成纤维细胞生长因子5(fibroblastgrowthfactor5，FGF5)、酪氨酸酶(Tyrosinase，TYR)基因相对表达量进行测定；对不同毛色的青山羊皮肤中TYR基因表达量进行测定：对TYR进行克隆测序得到该基因的cDNA全长并进行生物信息学分析。研究和分析与山羊毛囊发育和毛色相关的基因的结构及其表达调控机制，可为山羊毛用性状的改良提供遗传数据和理论依据。酪氨酸酶是黑素合成过程中的关键

3、酶，对哺乳动物毛色起重要作用。本研究利用’RT-PCR和RACE技术首次克隆并测序得到济宁青山羊皮肤TYRcDNA全长序列，并进行了生物信息学分析。结果得到213lbp的eDNA全长序列。该序列含有1593bp的开放阅读框架，编码530个氨基酸，该氨基酸序列与其它哺乳动物比对显示出高度的同源性‘(74％一99％)，而与两栖类、鱼类、鸟类等较低等的脊椎动物相比的同源性较低(56％．73％)。该氨基酸序列含有一个信号肽、一个跨膜结构域、五个N．糖基化位点和两个铜离子结合位点，这些结构在进化过程中都比较保守。实时荧光定量PCR检测结果显示，皮肤TYR的表

4、达量在铁青色青山羊(黑毛纤维大于50％)中最高，在粉青色个体(黑毛纤维小于30％)中最低。研究青山羊10个不同生长时期的TYR表达水平的结果显示，在青山羊的生长过程中，TYR表达水平具有一定的规律性，而毛色也会相应地变化。将定量结果与毛色性状进行对比分析以后，可以推测，在济宁青山羊皮肤中的TYR表达水平与毛色的深浅呈正相关。在毛囊发育过程中，IGF．1起着刺激组织的生长和分化的作用。IGF．1基因具有时空表达特性。对济宁青山羊不同发育阶段皮肤中IGF．1的差异表达进行定量分析，发现IGF．1在不同发育时期均有表达，且在大猾皮皮肤中的表达量最高。呈现

5、先升后降的趋势，在2月龄达到最大值，之后逐渐下降，但是到了成年会有一定的提升。该结果进一步验证了IGF．1表达的时空特性，对比绵羊的研究结果，不难看出，羊皮肤中IGF．1山羊毛囊发育和毛色相关雉因的克隆与表达分析mRNA的发育模式存在品种间的差异。在众多的毛囊调控因子中，目前只发现FGF5通过影响毛囊生长期的长短从而影响被毛的长度。本实验中测得FGF5mRNA在不同生长时期的青山羊皮肤中的表达量先升后降，在3同龄达到最大值，之后有所下降，在成年时期略有回升。结合不同时期青山羊的毛囊发育性变化规律可知，在3同龄即小猾皮时期，毛囊密度和毛囊直径都较小，

6、皮肤的厚度较薄，此时的FGF5mRNA的表达量最高，推测FGF5会抑制毛囊的发育，这与以自订的相关研究报道相一致，进一步验证了FGF5对毛囊发育的影响。关键词：济宁青山羊；皮肤；毛囊；酪氨酸酶：类胰岛素生长因子1；成纤维细胞生长因子5：荧光定量PCR：cDNA末端快速扩增山东农业人学硕I：学位论文MolecularcloningandexpressionanalysisofgenesinvolvedinthehairfollicledevelopmentandcoatcolorinJiningGrayGoatAbstractJiningGrayGo

7、at(caprahircus)istheworld—famousfur-bearingandbudgeusedanimalwithitsspecialcolorandpattern．ThecoatofJininggraygoathasblackandwhitehairsandtherearethreecoatcolorsaccordingtotheproportionofblackandwhitehair．Thedark-grayindividualshavemorethan50％blackfiber,whilethelight-grayonesh

8、avelessthan30％blackfiberandthegrayoneshave30％一50％blackfiber．T