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信号转导与转录活化蛋白3(STAT3)和信号转导与转录活化蛋白5A(STAT5A)系STAT家族的重要成员,是调控多种细胞激素和生长因子的多功能转录因子,它们的表达直接或间接受垂体-下丘脑-肾上腺(HPA)轴相关激素基因(如:GH)的调控。据此,推测这两个基因的遗传信息和表观遗传信息的改变,将对山羊的生产性能有直接或间接的影响。因此,本研究从两个角度——分子遗传与表观遗传角度,以西农萨能奶山羊和海南黑山羊作为研究对象,研究了STAT3和STAT5A基因SNP和DNA甲基化对生产性状的影响,并结合基因的mRNA表达信息,筛选显著影响山羊生产性能的SNP和DNA甲基化位点,期望为山羊的分子育种提供理论基础。1.山羊STAT3、STAT5A基因CDS区全长克隆及蛋白理化性质的预测通过overlap-PCR、TA克隆、RT-PCR等方法成功克隆了STAT3和STAT5A基因的CDS全长,并构建了系统进化树,分析了蛋白理化性质与二级结构,预测了蛋白结构域和表观修饰位点。2.山羊STAT3和STAT5A基因的SNPs对其生产性状的影响通过DNA池扩增测序、PCR-RFLP和aRCS PCR-RFLP等方法检测了西农萨能奶山羊和海南黑山羊共707个体的STAT3、STAT5A基因的SNPs,首次揭示了STAT3基因内含子2、10、11的3个新SNPs位点(45204C>T;62058 A>G;62230C>T);STAT5A基因外显子2(Tyr90Tyr)和内含子1、3(IVS1+254 C>T,IVS3+303T>C)的3个新SNPs,以及一个已知SNP(Pro268Pro)。关联分析表明,STAT3基因的3个新SNPs位点对西农萨能奶山羊的体尺性状有显著遗传效应(P<0.05);STAT5A基因的同义突变位点(Pro268Pro)对海南黑山羊体尺性状有显著的遗传效应(P<0.05)。提示这4个SNPs位点可在标记辅助选择(MAS)育种中作为提高山羊体尺性状的有效DNA标记。3.山羊STAT3和STAT5A基因SNPs对m RNA表达的影响通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法研究了STAT3和STAT5A基因的表达谱,并利用西农萨能奶山羊DNA与9个组织cDNA样品研究了STAT3和STAT5A基因各SNPs位点基因型与mRNA表达的关系。关联分析结果显示,肝脏和胰脏中STAT3基因45204C>T位点显著影响mRNA表达水平(P<0.05);肾脏中,STAT5A-XhoI位点显著影响基因表达水平(P=0.019)。提示山羊STAT3和STAT5A基因SNPs对mRNA表达有显著影响。4.山羊STAT3和STAT5A基因DNA甲基化修饰对其生产性状的影响利用泌乳期西农萨能奶山羊和海南黑山羊DNA样品及详细生产性状数据(产奶和体重),通过亚硫酸氢盐处理后直接测序(BSP)等技术,探究了STAT3和STAT5A基因各CpG岛甲基化状态与山羊生产性状之间的关系。研究结果表明,STAT3基因启动子CpG岛整体甲基化状态与海南黑山羊体重显著相关(P=0.02),并且低甲基化对应高体重性状;而STAT5A基因内含子8的CpG岛的第3、5个CpG二核苷酸位点分别与西农萨能奶山羊的产奶量和乳密度显著相关(P<0.05),且整体和岛内第3、4、5、6、9、10、11和12个CpG二核苷酸位点的甲基化状态与海南黑山羊体重显著相关(P<0.05),并且在所有显著的位点中都是低甲基化水平与高生产性状显著相关。表明该CpG岛的甲基化状态可能对山羊的体重、产奶量和乳密度有影响,可作为表观遗传标记辅助选择(epigenetics marker assisted-selection,eMAS)育种中提高山羊生产性能的有效表观遗传标记。