家蠶Z染色體基因的劑量分析.pdf

1、劑量補償效應(dosage compensation effect)是指在XY型性別決定的生物中平衡X連鎖基因在兩種性別中的有效劑量的遺傳效應。不少生物，如哺乳類動物、果蠅、線蟲等的劑量補償機制已經(jīng)研究的比較清楚。而目前有關家蠶劑量補償機制的研究報道較少。家蠶的劑量補償機制是其性別調控機制的重要部分，其研究對完善家蠶性別調控網(wǎng)絡具有重要意義。 本實驗室先前已制作了家蠶全基因組芯片，最近又完成了家蠶基因組精細圖的繪制。為了確定家蠶

2、中Z染色體上的基因是否存在劑量補償，本研究利用家蠶全基因組芯片，檢測了Z染色體基因在雌雄中的mRNA表達水平，分析家蠶劑量補償。獲得的主要結果如下： 1.鑒定了位于家蠶Z染色體上的579個基因。其中490個基因具有功能注釋，57個為未知功能或假設蛋白等基因，還有32個基因與GenBank蛋白質數(shù)據(jù)庫中的蛋白質無任何相似性。分析顯示具有功能注釋的基因主要功能為結合活性、催化活性和運輸活性等。 2.利用家蠶全基因組芯片檢測了

3、家蠶雌雄不同組織或器官中Z染色體基因的表達情況。采用的組織或器官包括精巢、卵巢、以及分雌雄的體壁、馬氏管和頭。為了更好地重復所獲結果，精巢、卵巢、雌雄頭和雌雄前中部絲腺分別進行了3次生物學重復，雌雄體壁和雌雄馬氏管各進行了2次和4次生物學重復；同時，進行Cy5和Cy3熒光交換實驗消除系統(tǒng)誤差。檢測結果發(fā)現(xiàn)Z染色體中314個基因在性腺中表達，180個在體壁中表達，186個在頭中，155個在馬氏管中和132個在前中部絲腺表達。 3.

4、在性腺中表達的314個基因中78％的基因M：F的比值大于1，在體壁中，這比例為90％，在頭中為85％，在馬氏管中為74％，在前中部絲腺中為65％。這結果表明家蠶Z染色體基因在雌雄中表達量的比值大部分大于1，即家蠶Z染色體基因在雄中表達量整體上高于雌中表達量。t檢驗顯示家蠶Z染色體基因在雄中表達量顯著高于雌中，即家蠶缺乏劑量補償機制來消除由于Z染色體數(shù)目在雌雄中差異而導致的基因表達差異。 4.采用M：F的比值將Z染色體基因分成三

5、類：雄偏向性基因(M：F值≥1.5)、雌偏向性基因(M：F值＜0.5)和無偏向基因(M：F值在0.8到1.2之間)。結果發(fā)現(xiàn)，在體細胞中有94個雄偏向性基因，57個無偏向基因和6個雌偏向性基因。雄偏向性基因大多與結合活性、催化活性、運輸、轉錄調控、分子傳導、抗氧化劑活性、酶的調控和動力活性有關，而無偏向性基因缺乏酶調控活性和動力活性。對于雌偏向基因，它可能在雌特異的發(fā)育過程中發(fā)揮作用。 5.檢測了雌雄基因表達量M：F比值在Z染色

6、體上的分布。結果顯示，M：F值隨機地分布在Z染色體上，雄偏向性基因、雌偏向基因和無偏向基因的分布沒有區(qū)域性。 6.分析了Z染色體基因M：F比值與基因表達量的相關性，發(fā)現(xiàn)雄偏向性基因表達量較低，無偏向性基因的表達量較高。這個結果表明了Z染色體基因M：F比值在某種程度上與基因的表達量具有相關性。 本研究利用家蠶全基因組芯片檢測了Z染色體基因在雌雄中的表達情況，結果顯示家蠶缺乏劑量補償機制，同時發(fā)現(xiàn)家蠶Z染色體基因M：F比值與