T-Box突变存在于许多短尾巴狗品种(但不是所有)

Ancestral T-Box Mutation Is Present in Many, but Not All, Short-Tailed Dog Breeds

由于狗具有广泛的表型变异、独特的品种结构以及可用的基因组序列和遗传工具,狗已成为遗传研究的重要模型(Sutter和Ostrander 2004;Lindblad-Toh等人2005;Starkey等人2005;Tsai等人2007)。选择性育种丰富了许多品种的特殊形态特征,包括尾巴长度。尾巴的长度取决于尾椎的数量,而尾椎的数量在个体之间可以有很大的差异。如图1所示,一些狗品种的尾巴非常短(brachyury),甚至完全没有尾椎(anury)。在彭布罗克威尔士柯基犬中,已经确定了短尾巴表型的遗传原因(Haworth等人,2001)。T-box转录因子T基因第1外显子中的C189G突变影响了T蛋白的DNA结合特性,导致了短尾巴表型。C189G突变杂合的彭布罗克威尔士柯基犬有短尾巴,这种突变被认为会导致纯合子的胚胎死亡(Haworth等人,2001;Indrebo等人,2007)。小鼠的T基因突变导致早期胚胎死亡和中胚层组织的发育异常,包括尾巴和脊柱,从而表明T基因在哺乳动物发育过程中的重要作用(Wilson等人,1995)。除T基因外,其他基因如Pax1和Wnt-3a的突变也与小鼠的尾巴发育有关(Greco等人,1996;Wilm等人,1998)。

T-Box突变存在于许多短尾巴狗品种(但不是所有)
图1. 波旁指示猎犬,左边是无尾(anury)表型,中间是短尾(brachyury)表型,右边是长尾表型(照片:Michae¨l Comte)。

实验方法略

结果

我们通过对360只狗进行基因分型,包括156只短尾犬和204只长尾犬,分析了23个品种中是否存在已知的T-box转录因子T基因突变C189G(Ile63Met)。我们发现有17个品种的短尾犬携带该突变,6个品种的短尾犬没有携带该突变(表1)。此外,在一组属于9个品种的80只狗中没有发现这种突变,这些品种不会自然显示出短尾的表型(美国可卡犬、比熊犬、英国赛特犬、英国斯普林格犬、金毛寻回犬、长毛腊肠犬、西施犬、光滑腊肠犬和约克夏梗)。这些品种使Haworth等人(2001)分析的品种名单从19个增加到28个,从而证实了这一变体不是核苷酸多态性。

T-Box突变存在于许多短尾巴狗品种(但不是所有)
表1. 23个携带短尾巴表型的不同品种的T基因突变(C189G)的基因分型结果

在没有T基因突变的6个品种中,为了找到T基因中可能成为短尾巴表型基础的任何其他变异,我们对所有的编码外显子、外显子/内含子边界和非翻译区(UTR)进行了测序。测序没有在6个品种中发现任何致病性突变。除了Haworth等人(2001)描述的几个多态位点外,在迷你雪纳瑞犬中还发现了一个存在于5#UTR(G-6A)的新的核苷酸变化。然而,这种变化并不与表型分离,表明它是一个非致病性多态位点。这一事实倾向于排除整个T基因座对该迷你雪纳瑞血统中的表型的因果关系,其中短尾犬是长尾犬父母的后代。这些结果表明,T基因突变存在于许多但不是所有的短尾犬中,而且其他遗传因素也可能调节尾巴的长度。

在这里确定的属于17个品种的315只狗中,所有133只短尾狗都是C189G T基因突变的杂合体,所有182只长尾狗都没有携带该突变。这一结果表明了同型突变的完全渗透性和致死性。为了进一步研究同源致死性,我们使用芬兰犬业俱乐部的KoiraNet育种数据库(2008年)计算了瑞典瓦汉德犬(Swedish Vallhunds)的2个父母组合(长尾巴x长尾巴和短尾巴x短尾巴)的产仔数(图2)。共有来自2000年至2007年期间出生的56窝的253只小狗被纳入计算。长尾交配的平均产仔数为5.5只,短尾交配为3.9只。与长尾交配相比,短尾交配的产仔数减少了29%(P=0.0008)。观察到的29%的减少,暗示着子宫内的死亡,这与预期的短尾x短尾交配的产仔数减少25%是一致的,因为四分之一的小狗将从父母双方继承突变(纯合子T/T)。

T-Box突变存在于许多短尾巴狗品种(但不是所有)
图2. 瑞典瓦汉德犬种的产仔数比较。长尾x长尾交配的平均产仔数为5.5只/窝,短尾x短尾交配的平均产仔数为3.9只/窝。与长尾x长尾交配的平均产仔数相比,短尾x短尾交配的产仔数减少了29%(***P

THE END
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