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热应激蛋白70(Heat Shock Protein 70,HSP70)基因是HSP70家族的成员之一,是一种诱导型表达的基因,当机体受到强烈的热刺激、紫外线照射或氧化物刺激等物理化学因素作用时,便会大量产生用于维持机体平衡的蛋白质。由于HSP70基因没有内含子,所以可以快速表达。人们认为HSP70蛋白在调节生物体的热耐受性中起主要作用,大量被诱导表达的HSP70蛋白可以与其他蛋白结合,防止发生结构不充分的结合和折叠,并进行蛋白的修复。同时,这个过程已被证实有其他分子量的HSPs如:HSP40、小分子量HSP等的参与。机体在应激情况下或在应激之后,高水平的HSP可能有利于对抗外界不良环境,使机体更快地得到恢复。
鸭子对于外界环境的变化反应很敏感,在热应激时的表现更为强烈。近年由于受到水面积减少的制约和出于对水环境保护的需要,不少地方都在进行由水养转变为旱养的探索,怎样才能减少鸭对外界环境的应激,以提高生产性能和经济效益,是一个很值得探讨的问题。
本研究基于比较基因组方法,参照鸡HSP70基因序列,通过分子遗传学实验技术,首次分离和克隆出鸭HSP70基因人部分编码区和3’侧翼区序列;通过同源性分析,确定为鸭HSP70基因核苷酸序列;同时在得到的部分鸭HSP70cDNA上进行验证。
首先是对鸭HSP70基因核苷酸序列的结构特征进行研究。利用三水白鸭、北京鸭和兴义鸭3个品种共24只,建立DNA池,通过PCR扩增和测序分析,在已获得的编码区中发现18个SNP,其中4个为颠换,其余为转换。
然后是应用实时荧光定量PCR的方法,在mRNA水平上研究鸭HSP70基因组织特异性表达的规律。将在人工气候箱饲养、实施热应激的7同龄雏鸭实验组,与在室温环境饲养的对照组进行比较。结果表明7日龄雏鸭受热应激后,HSP70在胸肌中的表达量最高,而在大脑中的表达量比肝脏低。
最后是通过对15个SNP位点PCR-RFLP分析和测序分型,并与在大脑、胸肌和肝脏中的表达量进行关联分析,S1、S10位点和4个单倍型块与肝脏的表达量有显著性关联(P<0.05)。这两个位点的基冈型和4个单倍型块的单倍型组合,部分有显著性差异(P<0.05)。