[发明专利]一种青藏高原藏羊mtDNA D-loop全序列及检测方法

说明书

技术领域

本发明属于绵羊基因组学领域，具体涉及一种青藏高原藏羊mtDNA  D-loop全序列及检测方法。

背景技术

家畜遗传多样性是生物多样性的重要组成部分，是畜牧业生产的基础。通过研究家畜的遗传多样性可以进一步了解家畜遗传多样性的丰富程度和品种遗传的独特性程度，为合理开发利用家畜遗传资源提供依据，还可以为物种多样性的保护提供依据。

绵羊的线粒体基因组DNA（Mitochondrial DNA, mtDNA）呈典型的闭合环状双链结构，长度为15.6kb，能够自主复制和转录。线粒体DNA（mtDNA）是核外遗传物质，具有分子量较小、进化速度快、无组织特异性及严格的母系遗传等特性，在近缘种间和种内群体间具有丰富的多态性，是研究物种起源进化、分类的有力工具。根据碱性氯化铯密度梯度离心中双链密度不同可将 mtDNA的两条链分为重链（H）和轻链（L），两条链都参与复制和转录过程。对绵羊线粒体基因组的结构分析表明，mtDNA可分为编码区和非编码区。编码区内含 37个基因，包括 13个蛋白质基因，2个rRNA基因，22个tRNA基因。其中13个蛋白质编码基因分别是细胞色素b基因（Cytb）、细胞色素C氧化酶三个亚基Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ基因（CoⅠ、CoⅡ和CoⅢ），ATP合成酶亚基基因（ATPase 6和ATPase 8）和7个 NADH酶亚基ND1、ND2、ND3、ND4、ND5、ND6和ND4L；2个rRNA基因分别是12s rRNA 基因和16s rRNA 基因，紧紧相邻；线粒体的12S rRNA和 16S rRNA基因位于H链的tRNA Phe和tRNA Leu基因之间，以tRNA Val基因为间隔，12S rRNA基因比16S rRNA 基因更保守。22个tRNA基因位于rRNA和13个蛋白质基因之间。除了ND6和8个tRNA基因在L链编码外，其余大多数蛋白质编码基因和2个rRNA 基因都是由H链编码。

mtDNA 控制区又称为替代环区（D-loop）或D-环，位于tRNA^Pro和tRNA^Phe基因之间，它是线粒体基因组中最主要的一段非编码区，也是线粒体碱基序列和长度变异最大的区域，进化速度是其他区段的5倍，具有碱基替换速率快、存在丰富的序列变异等特点，特别适合于检测种群内及种群间的遗传多样性。D-loop的碱基替换率比mtDNA分子的其他区域高5～10倍，是核单拷贝基因的25~100倍；它是整个线粒体基因组中序列和长度变异最大的区域。D-loop是mtDNA分子内的高变区，且为A-T富集区，依照碱基A的比率，D-loop可分为左功能区、中间保守区、右功能区三部分。左功能区和右功能区在遗传上为高变区，且为AT富集区；保守序列区（conserved sequence block，CSB）为G碱基富集区，且在不同的物种上结构不尽相同，多数动物的中间保守区内存在不同的重复序列。不同的物种重复序列所在的位置及重复单元序列不同，同种物种不同个体的单元序列重复数也不尽相同，这种差异在个体间表现为mtDNA分子的长度差异（molecule size variation），在个体内则表现为异质型现象（heteroplasmy）。因控制区不编码基因，故产生的突变可以不断地得到积累而对线粒体的功能不产生影响，因此具有更大的进化速率。由于具有单倍性、低重组率、母系遗传及进化速度快等特点，mtDNA已经被广泛地应用于遗传学、系统进化学及物种鉴定等领域。