鸟类分子遗传关系研究分析---基于Sox基因DNA 片段方法.ppt

鸟类分子遗传关系研究--- 基于 Sox 基因 DNA 片段方法“创新性实验计划”项目研究中期报告摘要?根据多种动物 Sox 基因的 HMG-box 序列设计一对特殊的简并引物, PCR 扩增了鹌鹑、鹧鸪和鸽子三种鸟类的 Sox 基因 DNA 片段,得到了大小和数目不同的 DNA 片段,结果在鹌鹑个体发现了两个约为 200bp 和 1100bp 的 DNA 片段,在鹧鸪个体发现了三个约为 200bp 、 1000bp 和 1200 bp 的 DNA 片段,在鸽子个体发现了五个约为 200bp 、 300bp 、 400bp 、 500bp 和 600bp 的 DNA 片段。此外,通过对其中 200bp 的 DNA 片段进行测序,通过序列比较,分析了三种鸟类间的分子遗传关系。本实验在建立鸟类的分子遗传特征标记和分析不同鸟类之间的分子遗传关系方面具有重要的意义。?人的睾丸决定基因(SRY) 的分离是性别决定及分化机制研究领域的一个重大突破, 它的发现诱发了 Sox 基因家族是在动物中发现的一类新的编码转录因子的基因家族,其产物具有一个 HMG 基序保守区其编码的蛋白质可以和 DNA 序列特异性结合,是一类重要的转录调控因子,其发现及其在进化中的保守性为性别决定机制及其在个体发育过程中的作用提出了新的研究课题。前言?目前,已在进化位置明显不同的各类物种如哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类、鱼类以及昆虫中克隆出了 40 多个 Sox 基因,而性别专一的 Sox ,现在一般认为 SRY 基因是逐渐积累的,含有性别决定基因的染色体经倒位,重排,避免交换, Sox 基因序列和功能进行了研究后今发现的所有 Sox 基因,按其 HMG-box 盒的同源性程度,可划分为A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共 10 个不同的亚族,分别参与诸如性别决定、骨组织的发育、血细胞生成过程、神经系统的发育以及晶状体的发育等多种早期胚胎发育过程。如 C组的 Sox4 基因参与心脏管腔发育, E组的 Sox9 基因参与睾丸的发育, F组中的 Sox11 基因参与中枢神经系统的发育。?分子遗传标记方法主要有以下五种: 1)线粒体 DNA ( mtDNA )分子标记; 2)基于 Southern 杂交的分子标记, 如限制性片段长度多态性(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP) ,荧光原位杂交( Fluorescence In Situ Hybridiztion, FISH )和单链构象多态性(Single- Strand Conformation Polymorphism , SSCP) ;3)基于 PCR 的分子标记技术,如随机扩增多态性 DNA ( Random Amplification Polymorphic DNA, RAPD ),扩增片段长度多态性( Amplified Fragment Length Polymorphism, AFLP )和单链构象多态-DNA 聚合酶链式反应(Single- Strand Conformation Polymorphism-Polymerase Chain Reaction, SSCP-PCR) ;4基于重复序列的分子标记,如微卫星 DNA 和小卫星 DNA ;5)基于 mRNA 的分子标记, 如逆转录 PCR (Polymerase Chain Reaction) 和差异显示逆转录 PCR [2]。?上述几种分子标记方法都存在各自的局限性,要么操作复杂,要么稳定性和重复性较差,有的还需要使用同位素等,而全基因组测序的方法又存在成本高、费时长等不足。在本研究中,我们设计了 Sox 基因 HMG-box 中的保守区的特殊简并引物, 在 47 个不同动物样品中进行 Sox 基因的扩增,在不同样品中得到了大小和数目不同的 Sox 基因的 DNA 片段,对于获得相似 DNA 片段的不同样品, 我们再结合测序方法进行分析,由此得到一个不同动物种类的分子遗传标记。本研究方法结合了上述两类方法的特点,具有既快捷、方便,又准确有效的优点,是一种新型的鉴别和分析不同动物的分子遗传特征和分子遗传关系的方法。?鹌鹑( Coturnix coturnix )和鹧鸪( Francolinus pintadeanus )均属鸡形目雉科,鸽子( columba ) 属于鸽形目鸠鸽科,三种鸟类在自然界分布广泛。?我们以三种不同的鸟类为材料,提取基因组 DNA, 利用大量不同物种中 Sox 基因 HMG-box 保守区序列设计特殊的简并引物,应用 PCR 、分子克隆和测序等方法在不同动物样品的基因