干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 双峰家驼与野驼基因组研究

Arid

	双峰家驼与野驼基因组研究
	吉日木图; 陈纲粮; 张文彬; 孟和; 李亦学; 哈斯苏荣; 玉斯日古楞; 王振; 丁国辉; 李建美; 李擎; 贾志玲
完成单位	内蒙古农业大学
登记(发布)日期	2012
中文摘要	(一)骆驼全基因组测序来自蒙古国阿尔泰省自然保护区的8岁雄性野骆驼和来自中国内蒙古的6岁雄性阿拉善双峰驼的基因组进行测序得到其基因组大小在2.02-2.40Gb之间,有34%的重复序列。经过基因组预测得到了20821个编码基因,每个基因平均有8个外显子,1322bp的编码区(CDS);CDS中的GC含量为52%,明显高于整个基因组GC含量(41%)。4750个基因属于288个KEGG代谢途径。通过InterProScan注释,发现骆驼基因组中最普遍存在的蛋白区域是免疫球蛋白样区域。 (二)生物特性有关基因的分析 1.加速进化基因通过分析得到的加速进化基因主要富集在碳水化合物代谢、脂类代谢和调节代谢过程的信号传导通路,这些与代谢有关通路的加速进化可能有助于骆驼在沙漠环境中的生存。 2.杂合性特性在野骆驼基因组中,我们坚定出1982420个杂合单核苷酸多态性(SNPS),在家驼基因组中有2129442个杂合SNPS。与野骆驼相比,发现家驼外显子区域的杂合率普遍低,这可能是家驼的某些基因受人为选择的结果。此外我们利用10-Kb视窗操作系统扫描基因组,确定家驼基因组杂合率低于野骆驼的区域,共获得2816个杂合率较低区域,其中包含196个完整的基因。GO分析结果表明,这些基因主要在膜受体和信号传导中发挥作用,更确切的说,在嗅觉受体的活动中发挥重要作用。 3. 血糖水平特性骆驼胰岛素及其受体的结合能够引起胰岛素受体底物(IRSs)酪氨酸磷酸化,这将一次激活基因PI3K和AKT,促进葡萄糖的摄取与储存。尤其是这一过程中关键的两个基因PI3K和AKT在骆驼上具有快速分化的特征,可能改变他们对胰岛素的应答。 4. 细胞色素P450家族骆驼和其他哺乳动物的CYP基因在几个亚种中的分布非常不同。双峰驼含有11个拷贝数的CYP2J和2个拷贝数的CYP2E基因;只有1个拷贝数的CYP4A和2个拷贝数的CYP4F基因。CYP2C和CYP2J)能帮助使花生四烯酸转化为环氧-二十碳三烯酸(EETs),而CYP4F和CYP4A可以是花生四烯酸转化为20-羟基二十碳四烯酸(20-HETE)。因此骆驼细胞色素P450家族基因可能与其耐受高血糖等特性相关,其机制有待于进一步研究。 (三)线粒体基因组分析尽管野骆驼的线粒体基因组与其他哺乳动物的很相似,但在不同的分类群中线粒体基因组进化率有很大的差别。野双峰驼全线粒体基因序列含有16680bp,包括13个编码蛋白的密码子,两个rRNA,和22个tRNA基因序列的基本调控区域。这一基本区域在后生动物中都存在。它与所有的哺乳动物共用一套密码子,并且与其他的脊椎动物有形同的3个终止密码子。通过除去线粒体基因组的调控序列部分的基因序列推断该物种的分歧发生在中新世的早期,大于发生于1.1亿年前。通过对cytb基因序列的研究分析发现双峰驼和单峰驼的分歧发生于北美洲,在骆驼从北美洲向亚洲迁移前。全线粒体基因组序列分析发现双峰驼和L.pacos分歧于2.5亿年前,早于化石考证的时间。驯养的双峰驼和现存的野双峰驼的进化关系以及双峰驼确切的起源还没有研究清楚。我们从21个骆驼样本中确定出了线粒体细胞色素b的基因序列,其中包括18个驯养的骆驼(三个新疆双峰驼,三个苏尼特双峰驼,三个阿拉善双峰驼,三个红色双峰驼,三个褐色双峰驼和三个常态的双峰驼)和三个野骆驼(野双峰驼)。我们的系统进化分析法显示：现存的野双峰驼和驯养的双峰驼可能没有共同的祖先,至少在他们的母体起源上不是一样的亚种。完整线粒体基因组序列的分子钟分析表明：两个谱系的亚物种形成大概在70万年前的更新世早期就开始了。根据考古学测定早期已知的5000-6000年以前的驯养双峰驼,我们可以推断,现存的野骆驼和驯养的双峰驼不是直系,是一个单独的谱系。而且系统进化分析法表明,双峰驼在进化上出现了单源并且驯养的双峰驼起源于单个的野生群体。
中文关键词	骆驼 ; 基因组 ; 野驼 ; 家驼
成果类型	基础理论
中图法分类号	S824
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001621402
来源机构	内蒙古农业大学
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243131
推荐引用方式 GB/T 7714	吉日木图,陈纲粮,张文彬,等. 双峰家驼与野驼基因组研究[Z]. 基础理论,2012.