利用蛋白表达谱iTRAQ技术筛选与绵羊角遗传调控相关的候选蛋白
iTRAQ-Based Quantitative Proteomic Analaysis for Identification of Candidate Proteins of Genetic Regulation for Horn in Sheep (Ovis Aries)
无角和两角表型是绵羊育种中的常见表型,有研究报道在欧洲和中国一些古老绵羊品种中存在多角表型.研究者通过构建多角绵羊家系,发现后代个体角型出现了性状分离,产生了多角、两角和无角后代,同时也出现了畸形角表型,畸形发生率大约为18%.目前,关于绵羊角遗传调控的分子机制尚不清楚.蛋白质是生命体行使生物学功能的主要承载者,角型数目的差异与角畸形个体的发生可能与某些核心蛋白的异常代谢相关联.本研究以蒙古多角羊和阿勒泰多角羊作为试验素材,针对多角、畸形角这两个表型,结合系谱信息,利用解剖学、X线影像、组织切片技术、同位素标记相对与绝对定量技术(iTRAQ)、蛋白免疫印迹技术和定量PCR技术,从组织学、蛋白组学、基因组学三个层次开展绵羊角遗传调控机制研究.主要研究结果如下:1.绵羊角的解剖、X线影像及组织切片分析.对三种表型的绵羊角进行形态学解剖,结果表明:正常角整体结构丰满,角形较大且匀称,骨心发育较好;畸形角整体结构干瘪,质地不均匀,形状扁小,骨心停止发育.对相同月龄、不同表型的绵羊角制作石蜡切片,经HE染色后观察其形态特征.结果表明:横切条件下,三种表型未见明显区别.纵切条件下,畸形角髓质不均匀,形状不规则,髓腔间距较小;正常角髓腔均匀,间距较广,正常两角和正常多角未见明显区别.对三种表型绵羊的头颅进行X线影像拍摄.结果表明:正常两角和正常多角形状规则,轮廓清晰,骨心匀称饱满,角质外鞘透亮度正常,无突变影;畸形角轮廓不清晰,骨心不发育或发育不完全,角质外鞘透亮度异常,有断裂痕迹,生长不匀称.2.三种不同表型绵羊角的蛋白组学分析.利用iTRAQ蛋白表达谱共筛选到绵羊角蛋白2356个,其中置信区间蛋白1345个.正常两角与畸形角组共137个差异表达蛋白,正常多角与畸形角组共91个差异表达蛋白,两角与多角组共66个差异表达蛋白.正常角与畸形角组的差异蛋白主要富集在细胞外基质、组织发育、细胞外基质分解代谢和胶原蛋白代谢等过程;两角与多角组主要富集在细胞分泌和细胞外基质分泌等分泌过程.ECM受体互作、焦点粘连和PI3K-Akt通路可能是角畸形发育的候选信号通路;调控多角发育的候选通路暂未找到.初步确定S100A9、S100A12、COL6A1、TNC、LAMB2、CHAD、PARVA、KRTAP6-1和ACAN可能是角畸形发育的关键蛋白.3.利用Western Blotting杂交和Q-PCR分别对iTRAQ结果做验证.蛋白水平上的表达趋势与iTRAQ结果相一致,RNA水平上的表达趋势与iTRAQ结果部分一致,说明使用蛋白表达谱iTRAQ技术筛选不同表型绵羊角的相关差异蛋白的结果可靠.4.根据实验室前期的全基因组关联分析(GWAS)结果,对调控多角性状的显著性SNP位点附近的候选基因多态性进行检测,结果显示,多角调控的候选基因具有多态性SNP位点.MTX2基因存在5个多态性SNP位点.HOXD3基因存在4个多态性SNP位点,HOXD12基因存在2个多态性SNP位点.MTX2基因的两处多态性位点可能具有调控多角性状形成的功能.将MTX2基因选作绵羊多角调控的候选基因.
- 作者：
- 陈潇飞
- 学位授予单位：
- 云南农业大学
- 专业名称：
- 动物遗传育种与繁殖
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 马月辉；叶绍辉；何晓红
- 中图分类号：
- S826
- 关键词：
- 多角羊；畸形；iTRAQ；差异表达蛋白
- Multi-horn sheep; Deformity; iTRAQ; Differentially expressed proteins;