操銀紅

(西北民族大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院動物科學(xué) 甘肅蘭州 730124)

1 前言

隨著人們生活水平的不斷提高,交通運輸業(yè)的飛速發(fā)展,牦牛業(yè)的市場越來越寬闊。更多的牦牛毛、絨制品流入到內(nèi)地甚至是沿海地區(qū),滿足了不同人群對其的需求。尤其是牦牛絨毛制品,在新的生產(chǎn)加工技術(shù)手段不斷涌現(xiàn)的前提條件下,有了很大的改善。但是由于大多數(shù)牦牛絨毛色澤較深暗,所以在加工的過程中顏色工藝是最為難的,同時染色環(huán)節(jié)也是最容易出現(xiàn)問題的。所以必須對這一點進(jìn)行有效的改善。其中基因水平探究控制牦牛毛色遺傳作為重要的考慮因素。

2 毛色形成的機(jī)理

牦牛和其它種類的動物一樣,他的毛色根毛發(fā)中的色素有很大的關(guān)系,牦牛的毛發(fā)之所以呈現(xiàn)出深黑色或者是雪白色,主要是因為它的毛發(fā)中所含的黑色素與白色素在作怪。其中黑色牦牛的毛發(fā)中含有棕黑色素或褐黑色(phaeomelanin),形狀是圓形顆粒,性狀上易溶于堿中;另一種是真黑色素(eumelanin),二者之間的數(shù)量的多說以及集中分布的位置對牦牛毛發(fā)的顏色起著決定性的影響作用。Agouti,Pomc和Extension對于兩種黑色素的影響有著很大的作用,它們通過黑色素腎上腺皮質(zhì)激素受體1分別來編碼Agouti信號蛋白(ASP),黑色素細(xì)胞刺激激素(MSH)和MSH受體(MC1R)[1]。

3 牦牛MC1R基因

3.1 MC1R基因

黑色素皮質(zhì)激素受體1(Melanocortin Receptor 1,MC1R)由extension的編碼數(shù)字組成,是G蛋白耦合的重要組成者,從長度上來看主要由310個氨基酸(牛是317個、雞是314個)構(gòu)成,在某種程度上外顯性比較強(qiáng)。MC1R的蛋白有7個跨膜組成,其中作為不起眼的是G蛋白耦合狀體[2]?？梢詫C1R基因位置控制在18號染色體之上,長954bp。

3.2 牦牛MC1R基因的研究進(jìn)展

有學(xué)者對不同的牦牛類型進(jìn)行了對比性的分析,對黑色素皮質(zhì)素受體1(Melanocortin receptorⅠ,MC1R)基因編碼區(qū)進(jìn)行了克隆測序及分析。結(jié)果表明,牦牛的MC1R基因編碼區(qū)全長954bp,編碼317個氨基酸;這幾個牦牛與其它品種之間的毛發(fā)在MC1R基因?qū)Ρ戎邪l(fā)現(xiàn)共有13個堿基區(qū)別性,無堿基的增加與缺失會對編碼蛋白中的氨基酸的區(qū)別性產(chǎn)生很大的影響。系統(tǒng)進(jìn)化分析顯示,麥洼牦牛與斯布牦牛的MC1R基因相似性最近。高旭東等[4]為探索4個牦牛品種MC1R基因多態(tài)性的相關(guān)信息,相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)果顯示,與GenBank中牛MCIR基因序列(登錄號:AF445641.1)進(jìn)行對比,不同片段的擴(kuò)張出3 891 bp處發(fā)生C→G的變異,在3 912 bp處出現(xiàn)T→C的變異,產(chǎn)生CC、DD、EE、CD、CE和DE6種基因型。他[5]在研究牦牛MC1R基因多態(tài)性與毛色形成的相關(guān)性,表明天祝白牦牛和九龍牦牛均有3種基因型(AA、BB、AB),但天祝白牦牛的多態(tài)性較低,而九龍牦牛表現(xiàn)為中度多態(tài)。經(jīng)χ2適合性檢驗,2個牦牛品種在該基因多態(tài)位點上均偏離Hardy-Weinberg平衡。徐敏等[6]手機(jī)了上述集中不同的品種的32個個體的新鮮耳組織,同時并提取了他們的DNA,對不同的毛色分布情況進(jìn)行了統(tǒng)計,采用標(biāo)準(zhǔn)的分析研究措施對MC1R基因的序列展開了探究,發(fā)現(xiàn)牛MC1R編碼區(qū)126處存在一處特殊的SNP(單核苷酸多態(tài)性),MC1R基因序列具有多態(tài)性,表現(xiàn)為4種等位基因。

4 牦牛 Agouti基因

4.1 Agouti基因

對于該種類型的基因的準(zhǔn)確表達(dá)會對偽黑素的出現(xiàn)造成很大的影響,但是Agouti的無效表達(dá)卻會對直黑素的產(chǎn)生造成很大影響,對兩種不同的黑色素的的有效轉(zhuǎn)換產(chǎn)生很大的作用。Agouti基因位點也會出現(xiàn)一些變化,這些變化不但會對牦牛的毛色產(chǎn)生重大的影響,同時也會生物學(xué)的發(fā)展起到一定的作用。

4.2 牦牛Agouti基因的研究進(jìn)展

張建一等[7]以Agouti基因作為牦牛毛色調(diào)控的候選基因,探索Agouti基因編碼區(qū)序列多態(tài)性,為闡明Agouti與毛色形成的相關(guān)性及毛色形成機(jī)理奠定基礎(chǔ)。以天祝白牦牛和黑色被毛甘南牦牛皮膚總RNA為模板,采用RT-PCR技術(shù)擴(kuò)增,成功獲得了牦牛Agouti基因編碼區(qū)序列。采用生物信息學(xué)方法預(yù)測分析Agouti基因及其編碼蛋白的基本理化性質(zhì)、信號肽、疏水性、二級結(jié)構(gòu)等;采用DNA混合池測序法和直接測序法,檢測牦牛Agouti基因編碼區(qū)的序列變異。結(jié)果表明擴(kuò)增得到的Agouti基因的編碼區(qū)是一條長為593bp的DNA序列。黑色甘南牦牛和天祝白牦牛皮膚的Agouti基因序列相同,并與黃?；疽恢?。Agouti基因編碼蛋白屬于親水性蛋白,有一個明顯的信號肽,含有多個磷酸化位點。其二級結(jié)構(gòu)主要以α螺旋和無規(guī)則卷曲為主。Agouti基因編碼產(chǎn)物氨基酸鄰接系統(tǒng)樹表明,不同品種的牦牛,其中Agouti氨基酸的類型以及數(shù)量具有一定的類似性,并且牦牛Agouti基因編碼區(qū)中無多態(tài)性位點。

5 小結(jié)

作為牧民們的一種經(jīng)濟(jì)收入來源,牦牛毛發(fā)的顏色對于毛制品自身的市場價值有著很大的影響。所以,所以為了對它的毛發(fā)的顏色進(jìn)行有效的控制,基因多態(tài)性、在組織中的區(qū)別性表現(xiàn)及其不同基因間的相互影響會對毛發(fā)的顏色產(chǎn)生不同的影響。且候選基因多態(tài)性與毛色性狀間的關(guān)聯(lián)性也可以作為品種培育過程中的一個考慮的因素。通過上述相關(guān)研究,可以為今后工作的開展提供一定的依據(jù),Agouti基因與牦牛毛色性狀的影響以及牦牛的毛色遺傳機(jī)理、基因定位、基因表達(dá)調(diào)控等方面的工作具有有效的推動作用。

[1]Kobayashi T,Imokawa G,Down -regulation of silver locus protein in pheomelanogenic murine hair bulbs[J].Journal of Dermatological Science,1995,10:61-102.

[2]唐懿挺,鐘紅梅,姬秋梅,張成福,柴志欣,趙尚娟,白雪,信金偉,鐘金城.牦牛MC1R基因的克隆測序及其分析研究[J].生物技術(shù)通報,2011,06:88-93.