山羊Y染色体序列组装及其功能研究

Y染色体雄性特异区域（Male-Specific region of the Y chromosome, MSY）的基因不仅与性别决定相关，而且与雄性生育能力、精子发生和生长性状密切相关，是生长和繁殖性状的重要遗传基础。本实验通过绒山羊BAC文库Y染色体特异区域的筛选与序列测定，结合染色体微分割和新一代测序技术完成整个Y染色体的序列组装；将从睾丸组织转录组中获得的序列与染色体的序列比较，结合人Y染色体信息注释山羊Y染色体，解析基因的结构和预测相关基因的功能；通过不同个体重测序，初筛单倍型并验证，利用验证后的单倍型和MSY基因多态完成性状与标记间的关联分析，获得与繁殖和生长性状显著相关的遗传标记。完成Y染色体的序列装配和基因注释将为开发Y染色体特异分子遗传标记、进行雄性家畜的标记辅助选择和制定育种新策略奠定坚实基础，而且对于比较基因组的研究也有重要意义。

雄性绒山羊在繁殖中具有重要作用，种公羊的培育和繁殖主要取决于Y染色体上与繁殖性状相关基因的作用机制。本研究首先通过对绒山羊基因组BAC文库进行了Y染色体序列的筛选、FISH鉴定和测序组装；其次对组装的序列进行相关功能研究；再次进行了山羊单条染色体分离研究；最后比较了性成熟前后绒山羊睾丸转录的比较研究，以进一步探索山羊雄性性状的功能基因。主要有如下结果：.1. 本研究通过PCR技术从绒山羊基因组BAC文库中筛选Y染色体的BAC，经克隆测序和BAC末端测序比对初步确定为绒山羊Y染色体BAC，并利用FISH技术其进行了进一步鉴定，确定其为Y染色体BAC。.2. 应用软件对Y染色体的BAC进行测序拼接，得到contig 335个， 614B22、 516O16、405D22、570A19 分别为103、135、67和30个；scaffold 314个，分别为98、126、62和28个。其中516O16最长，405D22最短。.3. 570A19和516O16的转录因子起始位点和结合位点的预测，分别得到4个和1个起始位点、多个结合位点及转录结合因子，具有多个ORF，并确定其分别为TSPY和USP9Y蛋白编码框。570A19只预测到一个保守的跨膜螺旋区域；516O16有一个保守的跨膜螺旋区和一个结构域-UCH，表明TSPY和USP9Y基因在物种间的保守性较低。.4.使用Nocadala和秋水仙碱两种同期化试剂对成纤维细胞同期化条件进行摸索，nocodala 300ng/ml的浓度对于山羊成纤维细胞同期化效果较好，但同期化率仍达不到50%以上。利用conA和PHA对淋巴细胞刺激，conA处理54小时同期化效果好。流式染色体分选表明该方法可以获得单条染色体，使用激光显微切割可以分离完整的单条Y染色体。.5. 比较分析了6月龄羔羊和2岁成年公羊的睾丸转录组，获得了转录表达差异的基因796个， GO功能显著性富集表明在性成熟前后极低密度脂蛋白颗粒间隙的正负调控进程富集程度最高。细胞组分变化表明中密度脂蛋白发生显著性富集。说明性成熟前后睾丸功能的变化与中间密度脂蛋白密切相关。. 此研究为后续深入研究绒山羊Y染色体基因功能、时空调控及基因间的相互关系，进一步促进绒山羊遗传资源的保护利用、实施性别控制、缩短公羊选育时间和提高其生产效率提供理论依据。