东方鲀生长激素基因进化树构建及其遗传多样性研究

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生长激素(Growth Hormone,GH)能使鱼增进食欲,提高饲料转换率,刺激鱼的体重和体长增长,促进发育,参与生长代谢调节。本研究基于畜禽、鱼类生长激素基因方面的研究,参照GenBank数据库中红鳍东方鲀和其它近缘物种的生长激素基因序列,设计了两对引物扩增出了暗纹东方鲀GH基因,构建了东方鲀生长激素基因的进化树,确证了该基因在进化史中的地位,另外以暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)、红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)、星点东方鲀(Takifugu niphobles)共82个个体为对象,运用PCR产物电泳检测、单链构向多态性(SSCP)技术和克隆测序技术检测到了GH基因的长度和序列多态性。研究结果如下:1、暗纹东方鲀GH基因含有6个外显子和5个内含子,编码196个氨基酸。2、从GenBank数据库中得到的24种脊椎动物的生长激素基因的mRNA序列以及氨基酸序列,通过Clustal W排列,用UPGMA法构建了GH基因的分子系统树。在UPGMA一致树中,25种脊椎动物分为两大类:第一大类包括野猪、狗、猫、褐鼠、小鼠、绵羊、牛、鸡、鸭、蝾螈、鳗鲡、鳝鱼和人;第二大类包括暗纹东方鲀、红鳍东方鲀、斑马鱼、草鱼、大比目鱼、大马哈鱼、斗鱼、杜父鱼、鲋鱼、金鲈、鲤鱼和鲶鱼。第一大类中,哺乳动物(猪、狗、猫、褐鼠、小鼠)先聚为一类,逐次与反刍动物(绵羊、牛)、家禽(鸡、鸭)、爬行动物(蝾螈)、鳝鱼、人以及鳗鲡聚为一大类。第二大类中,杜父鱼与金鲈首先聚为一类,然后逐次与斗鱼和东方鲀(暗纹东方鲀和红鳍东方鲀)聚为第1类;斑马鱼与草鱼,鲋鱼与鲤鱼各自先聚为一类,然后与大马哈鱼和鲶鱼聚为第2类。3、在GH基因内含子2中,存在9种长度类型,分别为A、B、C、D、E、F、G、H、I,变异频率达到24.22%。对这9种序列进行比对分析,发现9种长度类型A、G、T、C的平均百分比为17.15%、20.77%、37.38%、24.70%,其中G+C(45.47%)含量与A+T(54.53%)的含量差异不是很大;9种序列分别长351bp、327bp、319bp、303bp、295bp、291bp、287bp、283bp和271bp,引起长度变化的主要原因是短串联序列TCTG的重复次数(重复次数从20到40不等);发现4个突变位点,其中3个转换位点为83(C-T),101(A-G),296(G-A),一处颠换位点103(C-A)。用UPGMA法构建分子系统树,发现DD与II首先聚为一类,然后依次与GG、AA聚为一大类,BB与CC,EE与HH分别聚为一类,最后再与FF聚为一大类,由此可见GH基因内含子2在品种间的差异远大于品种内差异。4、在GH基因内含子5中,扩增的片断长度有差异,其中AA基因型长353bp,BB基因型长360bp,CC基因型长337bp,DD基因型长327bp,经Clustal W软件排列生成394个核苷酸位点,变异位点数为7个,占总位点数的1.77%。引起长度变化的主要原因是第28位A缺失,193-195位ATGATG缺失,244位G缺失,274-284位TGGTGAAGATG缺失,312-320位ATGATGATG缺失。发现7个突变位点,其中1处颠换即位点251(T-A),6处转换即位点181、190、268、251、262、271(C-T),颠换频率14.29%明显低于转换频率85.71%。5、在GH基因3′非翻译区存在两种长度多态性,分别为320bp和317bp,与GenBank (登录号为:FRU63807)的序列(316bp)有差异;共检测到6种基因型,分别命名为aa、bb、ab、bc、cd、dd,变异频率达4.36%,其中在暗纹东方鲀中检测到四种aa、bb、ab、bc,cd和dd基因型分别只在于星点东方鲀和红鳍东方鲀检测到;7个突变位点中有1处颠换即位点212(T-G),6处转换即位点120、180、227、265、287(C-T),和位点199(A-G)。6、在红鳍东方鲀、暗纹东方鲀和星点东方鲀这三个种中经过哈代-温伯格平衡鉴定,发现都不处于平衡状态;另外从基因杂和度、多态信息含量和有效等为基因数分析,在intron 2中具有较多的遗传学意义,其它位点的三个值都很低。
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