[發明專利]三種山羊MC1R缺陷突變體及其應用

有效

• 申請號: 201610116764.6
• 申請日: 2016-03-02
• 公開（公告）號: CN107022022B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 熊琪;陳明新;李曉鋒;索效軍;張年;楊前平;陶虎;劉洋;田宏;張鶴山;熊軍波
• 申請（專利權）人: 湖北省農業科學院畜牧獸醫研究所
• 主分類號: C07K14/72
• 分類號: C07K14/72;C12Q1/6888;C12N15/11
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 張紅兵

本發明屬于山羊分子標記制備技術領域，具體涉及三個山羊MC1R缺陷突變體及其應用。本發明發現山羊MC1R受體存在三個缺陷突變體，其中導致受體缺陷的兩個突變位點F250V和G255D都位于第六跨膜區上，另外一個導致受體缺陷的突變位點C267W位于第三膜外環上。這三個MC1R的缺陷突變體都喪失了對α?MSH配體的親和力，顯著降低了誘導型和組成型cAMP水平，以及顯著降低了誘導型和組成型p?ERK水平。山羊MC1R缺陷突變體會導致真黑色素生成信號受阻，影響黑色被毛的形成。本發明的分子標記可應用于山羊毛色的標記輔助選擇上。

技術領域

本發明屬于山羊分子標記制備技術領域，具體涉及三種山羊MC1R缺陷突變體及其應用。本發明的分子標記從編碼山羊MC1R缺陷突變體的基因中得到。

背景技術

毛色是認定畜禽品種的主要條件之一。被毛顏色取決于真黑色素和褐黑色素的比率。真黑色素增加，被毛呈現黑色；褐黑色素增加，被毛呈現黃或紅色。兩個基因座——Extension與Agouti基因座——調節著毛發或皮膚中的真黑色素和褐黑色素的量¹。其中，Extension基因座編碼黑皮質素受體1(melanocortin 1 receptor，MC1R)，它是僅存在于黑色素細胞中的黑皮質素受體(melanocortin receptors，MCRs)，是G蛋白偶聯受體的家族成員，具有7個跨膜區。對調控色素沉積具有關鍵作用²。MC1R受體的激活產生真黑色素，MC1R受體功能缺陷則產生褐黑色素。因此它是褐黑色素到真黑色素的開關。一般情況下，MC1R被促黑激素(melanocyte-stimulating hormone，MSH)激活，產生第二信使cAMP并磷酸化細胞外調節蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases，ERK)³,cAMP介導黑色素細胞分化和黑色素生成⁴，磷酸化激活的ERK則促進黑色素細胞的增殖⁵。Agouti基因座編碼Agouti信號蛋白(Agouti signalling protein，ASIP)，這個旁分泌的信號小分子是MC1R的拮抗劑和抑制劑，能使MC1R受體功能失活。Extension基因座(MC1R)與Agouti基因座(ASIP)存在上位效應間的互作。MC1R對ASIP的上位效應表現為：出現MC1R的隱性純合缺陷突變受體，產生紅/黃/淺色被毛(只有褐黑色素的合成)；或出現高組成型活性突變受體，產生黑/深色被毛(真黑色素合成)。而ASIP對MC1R上位的前提是有野生型MC1R受體的存在。ASIP的上位效應表現為：過量拮抗劑/抑制劑的表達，產生紅/黃/淺色被毛(褐黑色素合成比率提高)；或拮抗劑/抑制劑的表達缺失，產生黑/深色被毛(真黑色素合成)。

MC1R基因富含多態，具有物種特異性。在多種哺乳動物中通過性狀關聯分析發現的MC1R高組成型活性突變位點就高達11個，包含小鼠中的S71L、E94K和L100P⁶、豬中的L99P、D121N和A240T⁷、綿羊中的M73K、D121N^8,9、牛中的L99P¹⁰、馬中的S83P、狐貍中的C125R、熊中的Y298C、狗中的R306X位點。其共同特點是能產生高組成型(基礎水平)的cAMP信號。針對山羊MC1R基因，Wu等¹¹在波爾山羊中發現了錯譯突變K226E。Fontanesi等利用6種不同毛色品種山羊發現了MC1R受體的5個自然突變體，包括A61A,A81V,F250V,Q255X和C267W¹²。Badaoui等¹³發現了在紅色Palmera山羊排它性存在的G255D突變體。然而這些自然突變體對毛色性狀的作用都是基于性狀關聯分析，其結果容易受到ASIP上位效應的影響。因此，本領域迫切需要對這些發現的自然突變體進行功能性鑒定，為毛色的標記輔助選擇提供理論基礎。

發明內容

本發明的目的就是提供三種功能確定的山羊MC1R突變體。本發明的另一目的是基于上述突變體，提供其作為分子標記的應用。