[发明专利]三种山羊MC1R缺陷突变体及其应用

说明书

本发明属于山羊分子标记制备技术领域，具体涉及三个山羊MC1R缺陷突变体及其应用。本发明发现山羊MC1R受体存在三个缺陷突变体，其中导致受体缺陷的两个突变位点F250V和G255D都位于第六跨膜区上，另外一个导致受体缺陷的突变位点C267W位于第三膜外环上。这三个MC1R的缺陷突变体都丧失了对α‑MSH配体的亲和力，显著降低了诱导型和组成型cAMP水平，以及显著降低了诱导型和组成型p‑ERK水平。山羊MC1R缺陷突变体会导致真黑色素生成信号受阻，影响黑色被毛的形成。本发明的分子标记可应用于山羊毛色的标记辅助选择上。

技术领域

本发明属于山羊分子标记制备技术领域，具体涉及三种山羊MC1R缺陷突变体及其应用。本发明的分子标记从编码山羊MC1R缺陷突变体的基因中得到。

背景技术

毛色是认定畜禽品种的主要条件之一。被毛颜色取决于真黑色素和褐黑色素的比率。真黑色素增加，被毛呈现黑色；褐黑色素增加，被毛呈现黄或红色。两个基因座——Extension与Agouti基因座——调节着毛发或皮肤中的真黑色素和褐黑色素的量¹。其中，Extension基因座编码黑皮质素受体1(melanocortin 1 receptor，MC1R)，它是仅存在于黑色素细胞中的黑皮质素受体(melanocortin receptors，MCRs)，是G蛋白偶联受体的家族成员，具有7个跨膜区。对调控色素沉积具有关键作用²。MC1R受体的激活产生真黑色素，MC1R受体功能缺陷则产生褐黑色素。因此它是褐黑色素到真黑色素的开关。一般情况下，MC1R被促黑激素(melanocyte-stimulating hormone，MSH)激活，产生第二信使cAMP并磷酸化细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)³,cAMP介导黑色素细胞分化和黑色素生成⁴，磷酸化激活的ERK则促进黑色素细胞的增殖⁵。Agouti基因座编码Agouti信号蛋白(Agouti signalling protein，ASIP)，这个旁分泌的信号小分子是MC1R的拮抗剂和抑制剂，能使MC1R受体功能失活。Extension基因座(MC1R)与Agouti基因座(ASIP)存在上位效应间的互作。MC1R对ASIP的上位效应表现为：出现MC1R的隐性纯合缺陷突变受体，产生红/黄/浅色被毛(只有褐黑色素的合成)；或出现高组成型活性突变受体，产生黑/深色被毛(真黑色素合成)。而ASIP对MC1R上位的前提是有野生型MC1R受体的存在。ASIP的上位效应表现为：过量拮抗剂/抑制剂的表达，产生红/黄/浅色被毛(褐黑色素合成比率提高)；或拮抗剂/抑制剂的表达缺失，产生黑/深色被毛(真黑色素合成)。

MC1R基因富含多态，具有物种特异性。在多种哺乳动物中通过性状关联分析发现的MC1R高组成型活性突变位点就高达11个，包含小鼠中的S71L、E94K和L100P⁶、猪中的L99P、D121N和A240T⁷、绵羊中的M73K、D121N^8,9、牛中的L99P¹⁰、马中的S83P、狐狸中的C125R、熊中的Y298C、狗中的R306X位点。其共同特点是能产生高组成型(基础水平)的cAMP信号。针对山羊MC1R基因，Wu等¹¹在波尔山羊中发现了错译突变K226E。Fontanesi等利用6种不同毛色品种山羊发现了MC1R受体的5个自然突变体，包括A61A,A81V,F250V,Q255X和C267W¹²。Badaoui等¹³发现了在红色Palmera山羊排它性存在的G255D突变体。然而这些自然突变体对毛色性状的作用都是基于性状关联分析，其结果容易受到ASIP上位效应的影响。因此，本领域迫切需要对这些发现的自然突变体进行功能性鉴定，为毛色的标记辅助选择提供理论基础。

发明内容

本发明的目的就是提供三种功能确定的山羊MC1R突变体。本发明的另一目的是基于上述突变体，提供其作为分子标记的应用。