分子生物学在动物遗传育种方面的应用

关于分子生物学在动物遗传育种方面的应用第1页，课件共23页，创作于2023年2月目录一、前言二、待解决的重大科学问题三、若干分子生物学技术的应用四、我国近年来取得的成就五、展望第2页，课件共23页，创作于2023年2月一、前言

农业是我国众多人口赖以生存的基础.发展动物农业(畜牧业)对提高人民生活水平、保持社会安定团结具有重要的战略意义。根据英美等西方发达国家政府和国际粮农组织的预测,21世纪全球畜牧业的90%畜牧品种都将通过分子育种提供,而品种是整个牧业发展的首要关键。优良品种是发展畜牧业的基础,有了良种就能够在同样投入的条件下有更大的产生。第3页，课件共23页，创作于2023年2月八十年代以来,国际上的动物育种已进入了分子水平,朝着快速改变动物基因型的方向发展。我国要跟上这一科技形势,就要开展分子育种,也就是要研究畜禽遗传育种的分子生物学基础,为我国进入21世纪的畜牧业提供高产,优质高效发展的理论基础和高新科技。第4页，课件共23页，创作于2023年2月二、待解决的重大科学问题1.畜禽功能性基因组及重要经济性状(肉、蛋奶)的基因定位（ＱＴＬ）研究；２.畜禽超高产育种的分子生物学基础研究；３.畜禽遗传资源评价，保护和利用分子生物学基础研究。第5页，课件共23页，创作于2023年2月三、若干分子生物学技术的应用1、RAPD技术在动物遗传育种中的应用RAPD技术是一种新型的分子遗传标记技术，是以PCR扩增技术为核心发展起来的。第6页，课件共23页，创作于2023年2月（1）原理：以一系列人工合成的不同的随机排列顺序的寡聚核苷酸单链（通常为十聚体）为引物，对所研究的基因组总DNA进行PCR酶促体外扩增,扩增产物通过聚丙烯酰胺凝胶或琼脂糖凝胶电泳分离,经EB染色来检验扩增产物DNA片段的多态性。其多态性反映了基因组相应区域的多态性。第7页，课件共23页，创作于2023年2月（2）应用用于品种(系)类群鉴定及分类

例如对7个品种狗的RAPD资料进行分析结果表明，RAPD技术能够产生鉴别狗品种的DNA指纹图谱。群体遗传结构及遗传多样性分析

对四个品种鸡和两个品种火鸡品系进行RAPD分析，成功地扩增出鸡与火鸡的特异性DNA片段，并计算出群间遗传距离，绘出的遗传关系树状图与种群间的系统发育关系相一致。第8页，课件共23页，创作于2023年2月基因定位与遗传图谱的构建

如对近交小鼠品系用481条随机引物检出95个RAPD多态位点，结合重组近交系分析，构建了含有76个多态标记的遗传图谱。标记辅助选择

利用RAPD技术对洛岛红鸡近交系与白来航蛋鸡的杂交群体进行了研究，共检测到16个RAPD标记，这些标记可用于今后产蛋性状的QTL检测。第9页，课件共23页，创作于2023年2月2、DNA甲基化及其在动物遗传育种上的应用DNA甲基化是基因表达调控的一种重要机制,是哺乳动物DNA最常见的复制后调节方式之一。DNA甲基化通过图式和数量的改变,对生物遗传信息进行调节,在基因表达调控、发育调节等方面发挥重要作用。第10页，课件共23页，创作于2023年2月（1）定义DNA甲基化(methylation)在广义上就是指在DNA甲基转移酶的催化下，将甲基转移到胞嘧啶的5’位置上，使DNA分子中碱基结合甲基的过程，这是一种DNA复制后的酶促反应。第11页，课件共23页，创作于2023年2月（2）应用

用来预测畜禽杂种优势;杂种优势本质上源于亲子代基因的差异表达。经研究发现杂交种DNA甲基化降低与基因表达增强有关,可能与杂种优势表达有关。总体甲基化程度与杂种优势无关,而特异位点上的甲基化的改变对杂种优势有显著效应。第12页，课件共23页，创作于2023年2月可以作为检测动物生长性状、胴体性状的辅助选择标记。利用甲基敏感扩增多态技术(MSAP)分析了甲基化与生长性状的关系。发现如相对生长率、平均日增重等性状值随个体特殊甲基化百分差异的增加而降低。通过研究DNA甲基化对胴体性状的影响程度,发现胴体性状变化规律为:胴体重和平均背膘厚值随个体特殊甲基化百分差异的升高而升高;肩部最厚处背膘厚值随个体特殊甲基化百分差异的升高而降低。第13页，课件共23页，创作于2023年2月3、线粒体DNA（mtDNA）在动物遗传育种中的应用mtDNA具有分子量小,结构简单,母系遗传进化速度快,在种间、种内有丰富的遗传多样性的特点,已广泛应用于遗传学和进化生物学等领域的研究。mtDNA一般为裸露的环状闭合链结构,不与组蛋白结合。线粒体DNA具有相对恒定的信息容量。大多数动物mtDNA由37个基因(2个rRNA基因、22个tRNA基因、13个蛋白基因)和一段长度可变的非编码序列组成。第14页，课件共23页，创作于2023年2月（1）应用用于研究家畜起源进化及进化关系

通过分析亚洲和欧洲猪的mtDNA限制性图谱,认为汉普夏、长白、杜洛克猪为欧洲型;日本野猪、台湾地方猪、阿根廷微型猪为亚洲型。第15页，课件共23页，创作于2023年2月用于畜群遗传结构的研究

用24种限制性内切酶分析我国21个地方猪种,1个引进猪种和2个中国和越南的近缘猪种mtDNA的RFLP,计算它们的遗传距离,制出分子系统树。mtDNA对研究近缘种的群体遗传结构具有重要意义。第16页，课件共23页，创作于2023年2月与动物生产性能的关系

Brown曾用mtDNA研究了线粒体的呼吸代谢和牛生产性能的关系,发现线粒体的体外氧化磷酸化效率和ATP合成速度与荷斯坦牛产奶量的相关分别为0.25和0.48,第2年用限制性内切酶分析了奶牛的mtDNA多态性,结果发现,在接近第360位核苷酸上有内切酶HpaII位点的母牛系谱,其有比较高的产奶量和较低的乳脂率(P<0.01)。第17页，课件共23页，创作于2023年2月4、微卫星标记在猪遗传育种中的应用微卫星标记，又称为短串联重复序列或简单重复序列，是均匀分布于真核生物基因组中的简单重复序列，由2～6个核苷酸的串联重复片段构成，由于重复单位的重复次数在个体间呈高度变异性并且数量丰富，因此微卫星标记的应用非常广泛。微卫星位点通常通过PCR扩增，扩增产物通过电泳分析并根据大小分离等位基因进行检测。第18页，课件共23页，创作于2023年2月应用制作DNA指纹图鉴定亲缘关系群体遗传结构及遗传多样性的分析构建遗传连锁图谱定位QTL（数量性状基因座）和功能基因标记辅助选择群体近交分析基因鉴定(诊断)第19页，课件共23页，创作于2023年2月四、我国近年来取得的成就

1.构建了国际上第1张鸡随机扩增DNA多态标记（RAPD）遗传图谱;

2.精细定位了鸡性连锁矮小基因（dw)，并在国际上首次克隆报道了该基因的DNA序列;3.首次利用我国二花脸太湖猪与外国商业猪种约克夏杂交构建了亚洲最大的资源群;第20页，课件共23页，创作于2023年2月4.证明了雌激素受体（ESR）基因是一种广泛存在的、控制猪产仔数的主效基因;5.全面地对猪高温应激综合症（MHS）基因进行了研究并建立了分子诊断技术;6.在国际上首次确定了促卵泡素β亚基基因（FSHβ）是控制猪产仔数的主效基因;7.构建了目前国际上最大的鸡资源群，并在鸡“乌骨”和肉质基因的定位方面取得了突破性进展.第21页，课件共23页，创作于2023年2月参考文献吴常信,李宁(中国农业大学动物科技学院,北京

100094)__分子生物技术在中国动物育种中的应用王学峰，经荣斌，宋成义(扬州大学畜牧兽医学院)_RAPD技术及其在动物遗传育种中的应用尚邦华，连林生（云南农业大学动物科学技术学院，云南昆明650201）_微卫星标记在猪遗传育种中的应用进展蔡兆伟赵晓枫李建华张金枝徐宁迎(浙江大学动物科学学院杭州310029)《上海畜