一种新的筛选复杂性状相关基因的方法

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复杂性状由遗传因素、表观遗传因素和环境因素共同决定,并在群体中呈现连续性变异。这些变异通常与DNA遗传多态有关,其中最常见的遗传多态是单核苷酸多态(SNP)。目前,复杂性状与SNP的关联研究已成热点,但仍有许多复杂性状的遗传基础还不是很清楚,这就需要更有效为的研究方法来推动它们的研究。最近,我们研究发现:在人类或酵母和线虫等模式生物中,某些复杂性状与次要位点含量(Minor Allele Content,MAC)存在很强的相关性,如在秀丽线虫的HW npr-1 RIAILs(Recombinant Inbred Advanced Intereross Lines)中,MAC同线虫离开食物频率(leaving rate)存在相关性。这就说明MAC通过某种方式调控了相关基因的表达,从而影响相应的复杂性状。线虫的觅食行为是一种受多基因调控的复杂性状,以往的研究证实:npr-1、glb-5以及tyra-3等基因参与调控这一行为,但具体的神经和分子机制还不是很清楚。  目标:建立一种新的筛选复杂性状相关基因的方法。  方法:本实验以线虫的觅食行为作为研究性状。利用基因表达差异显著性分析软件(SAM),从HW npr-1 RIAILs中筛选mRNA表达水平同时与MAC和leaving rate相关的基因,作为该行为相关基因的候选基因。然后,随机从候选基因中挑选部分基因,通过RNA干扰技术对这些基因的功能进行分析和验证,以证实该方法是否有效和可行。  结果:在HW npr-1 RIAILs的基因表达谱中,有492个基因的表达与MAC相关,173个基因的表达与leaving rate相关,27个基因的表达同时与MAC和leaving rate相关。从这27个基因中随机挑选4个表达上调基因(fbxa-103、lnp-1、ZC239.14和F42G2.2)和1个表达下调基因(nspd-7)进行RNA干扰验证。与阴性对照相比,fbxa-103、lnp-1和ZC239.14被干扰后,线虫的leaving rate均显著降低;nspd-7被干扰后,线虫的leaving rate显著升高。  结论:从基因组的整体遗传变异水平和性状两个方向筛选复杂性状相关基因的方法是有效和可行的。同时也初步揭示了MAC可以通过调控相关基因表达影响复杂性状,这为复杂性状的遗传基础研究提供了新的思路。
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