基因拷贝数变异(CNV)的作用机理及其在动物遗传育种中的研究进展
2021-03-27田全召陈炳旭赵杨杨汪聪勇王红利鲁沛佳张子敬周森森杨国杰王二耀雷初朝黄永震
田全召,陈炳旭,赵杨杨,汪聪勇,王红利,鲁沛佳,张子敬,周森森,杨国杰,王二耀,雷初朝,陈 宏,黄永震*
(1 河南省鼎元种牛育种有限公司,河南 郑州 450000;2 西北农林科技大学 动物科技学院,陕西 杨凌 712100;3. 郏县畜牧局,河南 郏县 467100;4. 河南省农业科学院 畜牧兽医研究所/河南省畜禽繁育与营养调控重点实验室,河南 郑州 450002)
1 基因拷贝数变异CNV概述
基因变异是生物界普遍存在的现象。基因变异使生物体具有多样性,使生物体通过自然选择而进化。遗传信息改变的发生既可以在染色体水平上,它也可以在分子水平的DNA。染色体水平的变异称为染色体畸变,分为染色体数目变异和结构变异。由拷贝片段的缺失、重复、反转和易位引起的突变是基因拷贝数的突变,但不包括由转座子插入和缺失引起的突变,这些微小的变异却会造成巨大的遗传效应。2004年IAFFRATE等和2007年SeBAT等在自然遗传学中发表了两篇关于CNV的文章,他们首次报道了人类基因组中大量拷贝数变异多态性的存在[1-12]。在人类基因组中,CNV的分布是有规律的。在同源重复序列或DNA重复片段中经常出现,呈显著正相关,同时CNV的形成还与非同源突变有关。
2 基因拷贝数突变机理
根据人类基因组的研究,在基因组中CNV分布是具有规律性的,常发生在特定的重复序列区域或低拷贝重复区(LCRs)中。基因组DNA重复序列(SD)与CNV呈显著极性正相关,SD在全基因组的平均密度在4%~5%;在CNV含量丰富的区域可达25%;在CNV含量匮乏的区域中只有2%~3%。在对数据进行分析研究后,目前CNV的突变机理仍不确切,科学家有很多猜测,包括非等位同源重组(NAHR)、非同源末端连接(NHEJ)、DNA错误复制的FoSTeS机理等[12]。……
