不同物种Agouti基因编码区生物信息学分析摘要：为了研究不同物种Agouti基因的遗传多样性，该实验采用生物信息学方法比较分析了山羊、绵羊、牛、髯羊、野猪、马、犬、狒狒、黑猩猩、人、兔、家猫、鼠和猕猴Agouti基因编码区(CDS)的遗传多样性。
结果表明，来自14个物种的77条基因序列中检测到93个多态位点，共生成30 种单倍型，物种间及物种内Agouti基因序列编码区存在较丰富的遗传多样性。
关键词：物种；Agouti基因；遗传多样性Bioinformatics Analysis of Coding Regions of Agouti Gene amongSpeciesTian Teng-fei Li Xiang-long Zhou Rong-yan Li Lan-hui (College of Animal science and Technology, Agricultural University of Hebei, Baoding, 071001, China ) Abstract: In this study, the CDS of the Agouti gene sequences of Capra hircus, Ovis aries, Bos taurus, Ammotragus lervia,Sus scrofa, Equus caballus, Canis lupu s, Papio anubis, Pan troglodytes, Homo sapiens, Oryctolagus cuniculus, Felis catus, Peromyscus and Macaca radiata were analyzed using the method of bioinformatics. And the genetic diversity was analyzed. The results showed that a total of 93 polymorphic sites were detected from 77 sequencesof 14 species, from which 30 hapolotypes were sorted, and there was rich genetic diversity of the CDS of the Agouti gene within and among species.Key words: species; Agouti gene; genetic diversity现代分子遗传学研究表明，Agouti基因通常编码对抗黑素细胞刺激素受体(melanoeyte stimulating hormone receptor，MSHR)的信号蛋白(agouti signaling protein，ASP)。
Agouti信号蛋白由Agouti基因编码，人、鼠、狐狸、猪、绵羊等的Agouti基因相继被发现[1,2]，当Agouti基因表达时会引起棕黑素的产生，而Agouti不表达时则会引起真黑素的产生，从而调节真黑素和棕黑素之间的转换[3]，不同物种的Agouti基因及其信号蛋白有较高的同源性。
随着对Agouti位点进一步研究，表明Agouti基因位点控制着毛囊内真黑素和棕黑素的相对数量，结构复杂，是一个含多等位基因的位点。
林大光(1984)所述家兔的Agouti 位点主要有2个等位基因A和a， A为刺鼠毛基因，其作用是使毛纤维上出现分段着色，整根毛纤维呈深色—浅色—深色的状态，a为非刺鼠毛基因，其作用是使毛纤维颜色一致，A对a完全显性[4]。
近年来人们对Agouti基因位点的研究主要集中于鼠和人，Kwon（1994）等[1]发现人的Agouti基因位于染色体20q11·2区，编码的ASP由132个氨基酸构成，人与鼠的Agouti基因同源性高达85%，Agouti信号蛋白同源性高达89% (即89%的氨基酸序列完全一致)。
目前已证实Agouti位点不是一个单一基因，具有许多等位基因[5]，其中两个等位基因对某一颜色起着重要的作用，因此研究Agouti基因的编码区对研究动物的毛色变异具有重要作用。
本研究选用GenBank中已提交物种的Agouti基因的编码区序列，利用比较基因组学和生物信息学方法研究了该基因编码区的变异，以期探明该基因在不同种间及种内遗传分化，进而为动物毛色变异研究以及动物育种工作提供基础资料。
1.材料和方法1.1 序列来源从NCBI网站/的GenBank中下载山羊、绵羊、牛、髯羊、野猪、马、犬、狒狒、黑猩猩、人、兔、家猫、鼠和猕猴等14个物种的77条Agouti基因序列（表1）。
表1 不同物种的Agouti基因序列来源Table 1 The source of sequences for Agouti gene in different species 物种(Species) 序列数(Sample size) 序列号(Access number)髯羊(Ammotraguslervia)1 EU420031山羊（Capra hircus） 3 EF587236, EU037983, GU076166绵羊（Ovis aries）9 EU057181, EU420022, EU420024, EU420025, EU420026, EU420027, EU420029, EU420030, NM_001134303牛（Bos taurus） 5 AH013175, NM_206843, X99691, X99692, XM_001790188野猪（Sus scrofa）11 AJ427478, AJ634673, AY308996, AY308997, AY308998, AY916525, GQ373180, NM_001001648, NM_001011646, NM_001011647,NM_001011648马（Equus caballus） 1 NM_001164017犬（Canis lupus） 1 NM_001007263狒狒（Papio anubis） 1 NM_001164331黑猩猩（Pantroglodytes）4 AB236870, AB236869, NM_001135627, AB236871 人(Homo sapiens) 4 BC104238, BC104239, L37019, NM_001672兔（Oryctolaguscuniculus）1 NM_001122939家猫（Felis catus） 2 AY237394, NM_001009190鼠（Peromyscus）10 EU020066, EU020067, EU020068, GQ340867, GQ340875, GQ340877, GQ340896, L06451, NM_015770, NM_052979猕猴（Macaca radiata）23AB236875, AB236877, AB236881, AB236876, AB299213, AB299214,AB236873, AB236874, AB299207, AB299208, AB299209, AB299210,AB299211, AB299212, AB299215, AB299217, AB299218, AB299219,AB299220, AB236872, AB236878, AB236879, AB2368801.2 分析方法先利用BioEdit 软件对77个不同序列的Agouti基因编码区进行比对分析，选取完整编码区序列(长度为435bp )进行比较后，利用DanSP 4.20软件对其进行遗传多样性分析，生成单倍型，并计算遗传距离。
再利用MEGA4.0软件的UPGMA方法进行聚类分析，构建聚类图。
2.结果与分析2.1 不同物种Agouti基因核苷酸多样性2.1.1 多态位点在所分析的共有片段为435bp的77条序列中，发现93个多态位点，百分率为21.38%，其中单一多态位点16个，百分率为3.69%；简约多态位点77个，百分率为17.70%。
不同物种内的多态位点数也各不相同，髯羊、山羊、绵羊、牛、野猪、马、犬、狒狒、黑猩猩、人、兔、猫、鼠和猕猴的多态位点数分别为2、9、6、8、38、48、53、54、59、63、41、94、99（表2），百分率分别为0.46%、2.07%、1.38%、1.84%、8.74%、11.03%、12.18%、12.41%、13.56%、14.48%、9.42%、21.61%、22.76%，其中鼠和猕猴的Agouti基因核苷酸变异较大，说明鼠和猕猴的Agouti基因多态性都比较丰富。
表2 不同物种Agouti基因序列多态信息Table 2 Polymorphic information of Agouti gene in different species物种（Species）多态位点数（S）突变总数（Eta）单一多态位点（SP）简约多态位点（PIP）髯羊(Ammotragus lervia) 2 2 2 0山羊（Capra hircus）9 9 9 0绵羊（Ovis aries） 6 6 5 1牛（Bos taurus）8 8 8 0野猪（Sus scrofa）38 38 38 0马（Equus caballus）48 48 48 0犬（Canis lupus）48 48 48 0狒狒（Papio anubis）53 53 53 0黑猩猩（Pan troglodytes）54 55 54 0 人(Homo sapiens) 59 59 59 0兔（Oryctolagus cuniculus）63 63 63 0 家猫（Felis catus）41 41 41 0鼠（Peromyscus）94 104 39 55猕猴（Macaca radiata）99 112 60 39S, 多态位点数; Eta, 突变总数; SP, 单一多态位点; PIP, 简约多态位点S, number of polymorphic sites; Eta, total number of mutations;SP, Singleton variable sites; PIP, parsimony informative sites2.1.2 单倍型及其多样性根据序列比对，在77条Agouti基因序列中发现30种单倍型。
各物种的单倍型多样性大小不一(表3)，该基因单倍型多样性表明种群间Agouti基因遗传变异丰富。