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东方田鼠线粒体基因组序列及Y染色体部分序列的测定及分析

作 者: 姜宪环
导 师: 肖君华
学 校: 东华大学
专 业: 生物化工
关键词: 东方田鼠 线粒体基因组 长片段PCR 系统发生
分类号: Q953
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 23次
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内容摘要


东方田鼠(Microtus fortis)属啮齿目、仓鼠科、田鼠亚科、田鼠属,主要分布在我国,以及和我国接壤的俄罗斯、朝鲜、蒙古等某些地区。20世纪70年代以来,东方田鼠在洞庭湖区暴发成灾,不仅对当地的农林业造成巨大的损失,在迁移时还经常引发钩端螺旋体、流行性出血热等病疫。同时,东方田鼠还是重要的实验动物资源,我国学者现已利用东方田鼠构建出抗血吸虫病、糖尿病和卵巢癌等多种模型。对东方田鼠的生态防控以及作为实验动物的资源利用,都需要对其种群遗传结构进行先行研究。线粒体DNA和Y染色体序列是研究物种母系和父系遗传进化史的有效工具。田鼠属包含60多个物种,进化速度非常快,是研究系统进化的好材料。近年来,研究者们根据mtDNA序列研究田鼠系统进化关系,并已测出田鼠属Microtus kikuchii和Microtus levis的mtDNA基因组全序列。父系遗传结构仅在人类群体遗传学研究中被广泛应用,而在其他哺乳动物中研究很少。本课题采用长片段PCR(LA-PCR)和PCR引物步移测序等方法,首次测得了东方田鼠长江亚种(Microtus fortis calamorum)线粒体基因组全序列和Y染色体序列,主要结果如下:1.东方田鼠长江亚种线粒体基因组为双链环状分子,序列总长为16310bp, GenBank登录号为JF261175;包含了与其他脊椎动物一致的37个基因(13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因)和1个控制区(CR)。其基因组组成有很强的AT偏向性,全线粒体序列H-链的碱基百分含量为:A%(32.6)>C%(27.7)>T%(26.2)> G%(13.4), A+T%(58.8)>G+C%(41.1)。2.东方田鼠长江亚种mtDNA的13个蛋白质编码基因最常用的起始密码子是ATG (COX1、COX2、ATP8、ATP6、COX3、ND4L、ND4、ND6、Cytb基因),其次是ATT(ND3和ND5)。ND1和ND2基因比较特殊,起始密码子分别是GTG和ATA。COX1, COX2, ATPase8, ATPase6, ND3, ND4L, ND5和Cytb基因的终止密码子是TAA; ND2和ND6基因的终止密码子是TAG;另外,COX3和ND4以不完整的T作为终止密码子。3.东方田鼠长江亚种mtDNA的22个tRNA基因中,有21个可以折叠成标准的三叶草二级结构;tRNAser(AGY)仅有59bp,二级结构缺少DHU环,这种tRNA结构在其他啮齿类动物中也很常见。4.东方田鼠长江亚种mtDNA控制区的结构包括三个部分:两个终止序列区(ETAS-1和ETAS-2)、中央保守区(Central Domain)和保守序列区(CSB-1)。但与已报道的两个田鼠种一样均没有发现CSB-2和CSB-3。5.东方田鼠长江亚种mtDNA的L-链复制起始区(OL)长度为35bp,可以形成茎环结构,与Microtus kikuchii和Microtus levis比较发现,其长茎以及相邻的序列十分保守。这3种田鼠的长茎相邻的保守序列为5’-TAAGG-3’,而其他哺乳动物为5’-GCCGG-3’。6.16种啮齿类动物线粒体DNA H-链的12个蛋白编码基因序列ML法和Bayesian法系统进化树表明,东方田鼠属于田鼠属的亚洲谱系。田鼠属5个种(18条序列)线粒体DNA Cytb基因序列的ML法系统进化树表明,东方田鼠与Microtus. middendorfii组成姐妹群。7.首次测得了东方田鼠长江亚种和指名亚种Y染色体上的7300bp序列,比对这两个亚种的序列后发现4个SNPs位点。本论文测出了东方田鼠线粒体基因组全序列和Y染色体上部分序列,这将为我国东方田鼠的母系和父系遗传结构研究打下坚实基础;此外,提出了一种新的获得Y染色体序列的策略。

全文目录


摘要  5-8
Abstract  8-10
目录  10-12
第一章 绪论  12-23
  1.1 研究背景  12-17
    1.1.1 东方田鼠的分类及地理分布  12
    1.1.2 东方田鼠相关的遗传学研究进展  12-14
    1.1.3 田鼠属的系统发生研究现状  14-17
  1.2 研究策略  17-19
    1.2.1 线粒体基因组全序列获得的策略  17-19
    1.2.2 Y染色体部分序列的测序策略  19
  1.3 研究意义  19-22
    1.3.1 东方田鼠实验动物化研究  19-20
    1.3.2 东方田鼠是我国重要的实验动物资源  20-21
    1.3.3 东方田鼠的生态防治  21-22
  1.4 本课题创新点  22-23
第二章 材料与方法  23-33
  2.1 材料  23
  2.2 实验仪器及试剂  23-25
    2.2.1 实验仪器  23-24
    2.2.2 实验试剂  24
    2.2.3 溶液配制方法  24-25
    2.2.4 实验计算机软件  25
  2.3 实验方法  25-33
    2.3.1 东方田鼠DNA抽提及保存  25-26
    2.3.2 线粒体体基因组和Y染色体部分序列测序引物设计  26-27
    2.3.3 Y染色体部分序列测序引物设计  27-29
    2.3.4 PCR和LA-PCR  29-30
    2.3.5 mtDNA基因组的序列的拼接、注释与分析  30
    2.3.6 利用mtDNA的系统进化分析  30-33
第三章 结果及讨论  33-49
  3.1 东方田鼠长江亚种mtDNA基因组研究结果及分析讨论  33-44
    3.1.1 东方田鼠基因组DNA抽提结果  33
    3.1.2 PCR和LA-PCR结果  33-34
    3.1.3 东方田鼠长江亚种的线粒体基因组基因结构  34-41
    3.1.4 线粒体基因组酶切图谱分析  41-42
    3.1.5 遗传进化分析  42-44
  3.2 Y染色体SNP挖掘结果与讨论  44-49
    3.2.1 Y染色体SNP挖掘结果  44-46
    3.2.2 讨论  46-49
第四章 结论与展望  49-52
  4.1 研究结论  49-50
  4.2 课题展望  50-52
参考文献  52-56
附录  56-77
硕士研究生阶段发表论文  77-78
致谢  78

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中图分类: > 生物科学 > 动物学 > 动物遗传学
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