全基因组重测序探索白虎遗传机制

2015-12-17    编辑:诺禾致源
白虎的遗传机制

研究背景

白虎是虎的亚种孟加拉虎(Panthera tigris tigris)野外发生的一种罕见突变型。与通常的毛色全白和红眼的白化动物不一样,其底色皮毛的颜色呈白色,条纹则呈现深褐色至黑色,而且眼睛呈灰蓝色。尽管野外白虎的记录最早可追溯到 16 世纪,其遗传机制却一直不为人所知。

方法流程

样品取材

7 只白虎和 9 只黄虎组成的家系:
3只亲本全基因组测序;13个子代RAD测序

 
文库类型

500 bp文库;RAD文库

测序策略

Illumina HiSeq 2000

 
主要分析

变异检测
GWAS分析
同源建模

 

研究结果

1、SLC45A2 中单个氨基酸的变化A477V导致了白虎表型的变化。SLC45A2是一种与黑色素合成相关的基因,其致病突变会导致culocutaneous albinism type 4白化病的产生。SLC45A2控制老虎的白色表型,而其发生的A477V的单氨基酸变化,则是造成隐性白色表型的原因(图1)。

2、SLC45A2 的同源模建分析表明 A477V 的替换变异导致了功能上的差异。含有560个氨基酸的SLC45A2中的A477残基,在脊椎动物中是高度保守的。对SLC45A2蛋白的三维空间结构进行了同源模建分析,发现A477V的替换突变使得SLC45A2的转运受阻(图2) 。

3、SLC45A2 中的变异主要是导致了虎中褐黑素的沉积。白虎SLC45A2中的错义突变主要是阻止了红/黄黑色素的合成,对于真黑素没有或者只有很小的影响。

4、白虎SLC45A2中的A477V是纯合基因型,A477V替换突变主要是影响色素的沉积,并没有导致其它的生理缺陷,白虎只是自然中的遗传多态性导致的变种,而且是老虎中一种值得保存的遗传多样性。

基于 RAD-seq 和全基因组测序的白虎突变图谱

图1   基于 RAD-seq 和全基因组测序的白虎突变图谱

白虎SLC45A2同源建模分析

图2   SLC45A2同源建模分析

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