方翟 ,馬小龍 ,高慶華 *
(1.塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾843300;2.新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木畜牧科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,新疆阿拉爾843300)
綿羊主要組織相容性復(fù)合體,又稱為綿羊淋巴細(xì)胞表面抗原,存在于20號染色體上,是由Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類區(qū)域組合而成,多態(tài)性較高。前人研究結(jié)果表明,在Ⅱ類區(qū)域的DQ和DR亞區(qū)多態(tài)性集中[1]。其第2外顯子為功能區(qū),因此MHC的研究集中在DRB3基因第2外顯子上[2]。
MHC分子可作為動(dòng)物抗病力的遺傳標(biāo)記,主要原因在于眾多研究表明其多態(tài)性與家畜的抗病、易感性高度相關(guān)性[3]。MHC分子可以用來作為一個(gè)候選標(biāo)記基因的抗病性,是由于它的抗原呈遞和對動(dòng)物的免疫調(diào)節(jié)作用,它是動(dòng)物抗病育種和免疫遺傳學(xué)中的活躍部分[4-5]。MHC基因的高度多態(tài)性在疾病抗性及生殖調(diào)控中發(fā)揮著十分重要的作用,因此MHC基因已成為全球免疫學(xué)家的廣泛研究對象。1998年Hedrick首次利用MHC基因用檢測了瀕危物種的自然種群的遺傳變異。其后該基因被廣泛用于種群進(jìn)化、自然選擇、近交衰退、生存及繁殖的適應(yīng)性等研究[6]。另外,MHC的多態(tài)性是一種遺傳性狀,家畜任一經(jīng)濟(jì)性狀的遺傳都受其控制,控制MHC遺傳性狀的基因可能會(huì)有某種直接或間接的聯(lián)系,如能發(fā)現(xiàn)這種聯(lián)系,就可能應(yīng)用MHC的多態(tài)性來進(jìn)行優(yōu)良個(gè)體的選育或品種的改良。對動(dòng)物MHC遺傳多樣性的研究,可以為畜禽遺傳資源的保護(hù)和利用提供依據(jù)。
MHC基因在機(jī)體免疫系統(tǒng)上的重要作用,讓它成為家畜抗遺傳育種的研究熱點(diǎn)。脊椎動(dòng)物中MHC基因的突出特點(diǎn)是多態(tài)程度高而且多堿基突變。近幾年來,國內(nèi)與綿羊MHC-DRB3基因相關(guān)的研究陸續(xù)出現(xiàn),2002年劉云芳應(yīng)用PCR -RFLP方法對新疆部分綿羊品種MHC-DRB3基因的遺傳多態(tài)性進(jìn)行了研究[7];尚友國(2005)分析了山東四個(gè)地方綿羊品種DRB3基因的多態(tài)性[8];楊易等人(2006)對四川四個(gè)地方綿羊群體MHC-DRB3外顯子2的多態(tài)性也進(jìn)行了研究[9];另外,吐爾孫江·努爾麥麥提對新疆部分綿羊品種MHC-DRB3基因遺傳多態(tài)性研究中在和田羊的41個(gè)序列中共發(fā)現(xiàn)290個(gè)突變位點(diǎn)、在塔什庫爾干羊的32個(gè)序列中共發(fā)現(xiàn)203個(gè)突變位點(diǎn)[10],他們的結(jié)果都表明綿羊MHC-DRB3基因的多態(tài)性非常豐富。
本研究通過直接測序的方法對多浪羊的MHCDRB3基因第2外顯子進(jìn)行序列檢測和分析,了解多浪羊DRB3基因的多態(tài)性分布情況,并期望能篩選出幾個(gè)能夠作為遺傳標(biāo)記的多態(tài)位點(diǎn)。為今后多浪羊MHC-DRB3基因多態(tài)性的進(jìn)一步研究和多浪羊的育種提供理論以及技術(shù)上的參考加快多浪羊遺傳育種的進(jìn)展。
1.1.1 樣品
在塔里木大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)站選取23只多浪羊。多浪羊頸靜脈無菌采血10mL/只,肝素鈉抗凝,低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室備用。
1.1.2 PCR引物設(shè)計(jì)
參考劉云芳等[7]的文獻(xiàn)以及GenBank數(shù)據(jù)庫綿羊MHC-DRB基因Z11520序列,利用PrimerPremier5.0和OLIGO6.0軟件進(jìn)行DRB3基因第二外顯子的引物設(shè)計(jì),目的片段309bp;引物是由上海生工生物技術(shù)公司合成。
PrimerDRB3-F:5′-TCCTCATTAGCCTCTCCCCA-3′
PrimerDRB3-R:5′-TGGCCGCTGCACACTGAAACTCTC-3′
1.1.3 主要試劑
引物、2×PCRMix、血液基因組DNA提取試劑盒,均購自天根生化科技北京有限公司;瓊脂糖、2000DNAMarker、DNALoadingBuffer等。
1.2.1 PCR擴(kuò)增體系
PCR反應(yīng)體系見表1。
表1 PCR反應(yīng)體系
1.2.2 PCR擴(kuò)增條件
94℃預(yù)變性 4 min;94℃變性 30s、60℃復(fù)性30s、72 ℃延伸 1 min,72℃延伸 10 min,35 個(gè)循環(huán)。
將檢驗(yàn)合格的PCR產(chǎn)物編號,放置于有冰袋的泡沫箱子中,密封,寄送到上海生工生物工程有限公司上海測序部,雙通測序。
按照血液基因組DNA提取試劑盒的提取要求將采集到的多浪羊血樣進(jìn)行DNA提取,將提取物在EB中染色后在凝膠成像檢測儀內(nèi)檢測,得到一條DNA條帶,見圖1。
圖1 多浪羊DNA提取結(jié)果
(1-10為血液DNA提取物)
對23個(gè)多浪羊DNA樣液中的MHC-DRB3基因進(jìn)行PCR擴(kuò)增,擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)EB染色后在凝膠成像檢測儀內(nèi)檢測,結(jié)果得到了一條約309bp的特異性條帶,見圖2。
圖2 多浪羊MHC-DRB3基因的PCR擴(kuò)增結(jié)果
2.3.1 DRB3基因序列比對結(jié)果
用DNAMAN6.0軟件對23只多浪羊的同源性比較結(jié)果表明,23個(gè)序列之間的同源性在90%以上,見圖3。
圖3 DRB3基因序列檢測
多浪羊DRB3基因第2外顯子序列中,A、T、C、G 4種堿基的比例分別為22.5%、19%、24.1%和34.4%,GC的含量明顯高于AT。包括46個(gè)突變位點(diǎn),其中堿基置換22個(gè)。
本試驗(yàn)利用直接測序DR技術(shù)測定23只多浪羊的DNA序列,發(fā)現(xiàn)46個(gè)突變位點(diǎn),說明MHC-DRB3基因在多浪羊中的多態(tài)性極為豐富。這個(gè)結(jié)果可能與所檢測的多浪羊的來源有關(guān),各多浪羊來源于南將各個(gè)區(qū)域,存在地域差異。但本試驗(yàn)用直接測序法得到的試驗(yàn)結(jié)果表明,多浪羊MHC-DRB3基因的多態(tài)性極為豐富,它能夠在品種水平上反映多浪羊種內(nèi)的遺傳差異。
本研究對23只多浪羊的MHC-DRB3第2外顯子基因測序分析結(jié)果表明,多浪羊的MHC-DRB3基因第2外顯子在種內(nèi)具有較高的多態(tài)性。