猪肌内脂肪沉积相关功能基因的研究进展*

 肌内脂肪含量是影响猪肉品质的最重要因素之一,目前已鉴定多个与肌内脂肪沉积相关的功能基因,为通过提高肌内脂肪含量改善肉品质提供了分子基础。综述了近年来关于猪肌内脂肪沉积相关功能基因的最新研究成果,为深入开展这些功能基因的研究提供参考。     

高低肌内脂肪猪背最长肌关键基因表达差异分析

【目的】筛选出高肌内脂肪(Intramuscular fat,IMF)沉积的关键基因并进行表达验证,为揭示猪肌内脂肪沉积的分子调控机制提供理论依据。【方法】根据NCBI-GEO数据库中高、低肌内脂肪巴克夏群体的转录组数据,利用DESeq2进行差异表达基因筛选(|log₂Fold Change|≥1,FDR<0.05),采用Metascape对差异表达基因进行功能富集分析,通过MCODE筛选及鉴定出高肌内脂沉积的关键基因,并采用实时荧光定量PCR在地方猪(柯乐猪)和外种猪(杜长大猪)上进行关键基因表达量验证。【结果】从高、低肌内脂肪巴克夏群体6个文库中共鉴定出7661个基因,高肌内脂肪群体样本的脂质代谢相关基因总表达量显著高于低肌内脂肪群体样本(P<0.05,下同),其中差异表达基因有133个[110个上调(在高肌内脂肪群体高表达),23个下调(在低肌内脂肪群体高表达)]。上调差异表达基因主要富集于胶原蛋白绑定、细胞外基质组装、脂肪酰辅酶A生物合成过程、固醇代谢过程和脂质代谢调控过程等GO功能条目,以及脂肪乙酰辅酶A生物合成、ChREBP激活代谢基因、脂肪酸代谢等信号通路上;下调基因主要富集于线粒体组装、多细胞生物学过程、辅酶绑定和缺氧反应等GO功能条目,以及基于NFKB的TNFA信号、白细胞介素4和白细胞介素13信号和干扰素信号等信号通路上。通过MCODE分析共筛选获得5个关键基因,分别是SLC25A5、FN1、FASN、ACACA和PRKDC基因;挑选SCD、FASN和ACACA基因进行表达量验证,结果发现这3个基因的相对表达量均表现为柯乐猪高于杜长大猪,其差异达显著或极显著(P<0.01)水平,进一步佐证SCD、FASN和ACACA基因在高肌内脂肪猪群体中高表达。【结论】在巴克夏猪高肌内脂肪群体中高表达的SCD、FASN和ACACA基因,在高肌内脂肪的柯乐猪中也呈显著或极显著高表达,因此这3个关键基因有望作为筛选和培育高肌内脂肪猪品种的分子标记,同时为研究肌内脂肪沉积的分子调控机制提供技术支撑。     

兰尼定受体基因(RYR1)在藏猪背最长肌组织中的差异表达

兰尼定受体(rynodine receptor 1,RYR1)基因又称氟烷基因,已证明为猪应激综合征发生的主效基因.该基因的表达常常和猪肉质性状劣变相关联,因而具有较重要的研究前景.为了研究该基因在个体不同发育时期表达的规律性变化,为进一步深入研究该基因和肉质性状间的关系,本研究采用实时荧光定量PCR方法检测了藏猪背最...     

鸡核受体辅激活蛋白1基因的荧光定量PCR检测

鸡核受体辅激活蛋白1基因(NCOA1)mRNA的表达对性腺的发育、成熟均起关键作用,并且与繁殖性状相关。为了建立荧光定量PCR技术检测鸡NCOA1表达量的方法,根据GenBank中NCOA1基因序列设计合成了引物,以β-action基因为内参基因,对荧光定量PCR方法进行了评估。结果表明：构建的标准曲线线性关系良好,建...     

鹿茸不同生长期MALAT1基因的差异表达

以不同生长期的鹿茸尖端组织为材料,采用mRNA差异显示技术检测不同生长期鹿茸尖端间充质组织的差异表达基因。对其中一条差异表达片段进行克隆测序分析,得到400 bp左右的片段,与野猪的非编码基因MALAT1有高度同源性,同源性为90%。进一步实时荧光定量RT-PCR鉴定发现,该基因在鹿茸生长发育的前期和中期表达量高于后期,该基因在鹿茸快速生长期的上调表达暗示其在鹿茸生长发育过程中发挥作用,是鹿茸生长发育相关基因的候选基因。     

TPM1基因在猪背最长肌生长发育过程中的动态表达

【目的】探究原肌球蛋白（tropomyosin,TM）是否在猪背最长肌生长发育过程中发挥生物学功能。【方法】采用SYBR® Green II 荧光法进行荧光定量PCR分析TPM1基因在通城猪和长白猪中的组织表达谱,以及出生前和出生后背最长肌发育中（28个发育点）的表达变化。【结果】TPM1基因在两种猪中背肌和心肌中都有丰富地表达,在背最长肌发育过程中的表达趋势相似,即TPM1基因的表达量先增加后减少,但出现峰值的时间不同（通城猪中,TPM1基因在胚胎期75 d的表达量显著高于其它时间点,P＜0.05;长白猪中,TPM1基因在胚胎期90 d的表达量显著高于其它时间点,P＜0.05）。【结论】TPM1基因的表达与猪背最长肌生长发育及品种间肌肉表型差异有关。     

实时荧光定量PCR检测猪源Mx1方法的建立及应用

根据GenBank中的猪源抗病毒蛋白Mx1基因(poMx1)序列设计1对特异性引物,从Mx1基因全长片段中扩增和克隆了特异性的115 bp核苷酸片段。测序鉴定正确后将重组质粒进行定量并10倍倍比稀释作为扩增模板,通过SYBR GreenⅠ实时荧光定量PCR方法,建立Mx1的标准曲线及回归方程。结果显示:该标准曲线的回归方程为Y=-2.986 3 lg X+38.239 3(R2=0.998 5),灵敏度为1×102μL-1;应用该方法对猪瘟兔化弱毒苗接种猪肾细胞(PK-15)后产生的poMx1 mRNA进行定量分析,发现病毒感染细胞4 h后,poMx1的表达量最高(P<0.01),然后随着时间的增加而缓慢减少。结论:建立的SYBRGreenⅠ实时荧光定量PCR方法可以检测poMx1 mRNA的表达水平。     

绵羊肌肉LPL基因表达的发育性变化及其对肌内脂肪含量的影响

 【目的】研究绵羊肌肉中脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase，LPL）基因mRNA的发育性变化规律及其对肌内脂肪沉积的影响。【方法】选取2、30、60、90和120日龄的雄性哈萨克羊和新疆细毛羊各6只（120日龄只有新疆细毛羊），屠宰后取背最长肌检测肌内脂肪含量，用荧光实时定量PCR法检测肌肉LPL基因mRNA表达水平，分析在不同时期的变化及其与肌内脂肪含量的关系。【结果】随着日龄的增加，雄性哈萨克羊的IMF（Intramuscular Fat）含量持续上升，各生长时期差异显著（P＜0.05），而新疆细毛羊的IMF含量在各生长时期无显著差异（P＞0.05），雄性哈萨克羊的IMF含量30～90 d期间极显著高于新疆细毛羊（P＜0.01）；雄性哈萨克羊肌肉LPL基因的表达量在2日龄时最高，60日龄时降到最低，然后逐渐上升，2日龄时LPL表达量极显著高于其它日龄（P＜0.01）。新疆细毛羊的表达量在2日龄时较低，30日龄时升到最高，随后下降，到90日龄时降到最低，然后又逐渐上升；30日龄表达量与2、90、120日龄差异极显著（P＜0.01），与60日龄差异显著（P＜0.05）；60日龄表达量与2、90、120日龄差异显著（P＜0.05）；哈萨克羊LPL基因2～60日龄的表达量与IMF含量呈负相关，相关系数为-0.625（P＜0.05）；新疆细毛羊IMF含量与LPL基因表达量无显著相关性。【结论】新疆细毛羊和哈萨克羊背最长肌肌内脂肪沉积的发育性变化不同，在生长发育早期，哈萨克羊随日龄的增加其IMF上升，新疆细毛羊在各时期保持一个稳定的水平；LPL基因在哈萨克羊生长早期对其肌内脂肪的沉积可能有负调控作用，而对新疆细毛羊无明显作用。     

ADD1基因PCR-SSCPs标记与猪肌内脂肪含量及背膘厚的关系

采用PCR SSCPs方法在苏太猪脂肪细胞定向分化因子 1(ADD1)基因第 347和 374位点发现单核苷酸多态性(SNP) ,分别为ADD1第 90和 99位氨基酸密码子的第 3位碱基 ,但这两个位点碱基的替换均没有引起氨基酸序列的变化。通过对 10 0头苏太猪肥育猪背最长肌中肌内脂肪含量的相关分析 ,发现杂合子AB肌内脂肪含量最高 ,极显著地高于AA纯合子 (P <0 0 1) ,BB纯合子肌内脂肪含量介于AB和AA之间 ,并有高于AA纯合子的趋势 (P =0 11)。各基因型间背膘厚没有显著差异。提示ADD1基因该位点上的PCR SSCPs可能作为选择肌内脂肪含量 ,而不影响背膘厚的一个辅助选择标记     

裸大麦PKABA1基因实时荧光定量PCR方法的建立

根据GenBank上小麦(M94726)、大麦(AB058924)和黑麦(DQ295068)的蛋白激酶外显子3的编码基因的同源序列比对,设计基因PKABA1的引物,建立了用SYBR Green Ⅰ实时荧光定量PCR检测裸大麦PKABA1基因在不同低温处理时间下mRNA表达量的方法.以样本循环数为纵坐标、以稀释倍数的对数为横坐标建立标准曲线,其相关系数(r2)达到了0.996,扩增效率99％,熔解曲线分析结果显示产物为特异的单峰,退火温度为(80.5±0.5)℃.结果表明,裸大麦PKABA1基因在不同低温处理时间下的表达量稳定,其实时荧光定量PCR法扩增效率高、特异性强、线性范围广、检测周期短,为PKABA1基因作为内参基因进行裸大麦功能基因表达的定量分析奠定了基础.     

利用mRNA差异显示技术克隆恶疫霉侵染诱导表达的草莓基因

为了解草莓与恶疫霉互作的分子机制,以接种后3、5和7 d的感病草莓品种‘FDP821’的冠部为材料,利用mRNA差异显示技术研究‘FDP821’与恶疫霉亲和互作前后基因表达的差异,获得78条差异表达的cDNA片段,通过分析从中分离出恶疫霉侵染诱导表达的10个草莓基因cDNA片段。BLASTX在线分析表明,这些草莓基因的功能涉及呼吸作用、衰老和核苷运输与代谢等。为阐明草莓与恶疫霉互作的分子机制提供了重要的线索。     

运用差异显示技术分离水花生在干旱胁迫下表达上调的基因

干旱发生时,水花生的须根将转变成又长又粗的肉质根,这有利于保水和从土壤深处汲取水分以减轻旱害.本研究中采用差异显示技术克隆干旱发生时与水花生根形态发生相关的基因,为进一步通过转基因提高农作物抗旱性奠定基础;共使用15对引物组合,回收到20个可能的在干旱诱导后表达上调的带,其中有一个能被反向northern所证实;而后对其进行了克隆和测序;同源性比对表明它可能是一个新基因的片段.半定量RT-PCR分析进一步证明该基因在干旱和盐胁迫下表达上调.     

mRNA差别显示技术及其在植物基因研究中的应用

mRNA差别显示技术是近年发展起来的一种用于分离和克隆正常与异常细胞之间差异表达基因的PCR方法 ,是目前筛选差异表达基因的有效方法之一 .自问世以来在动物遗传育种方面取得了很大的成绩 ,广泛用于人类及其他动物生长发育基因调控、基因克隆的研究 .在植物基因研究方面应用起步较晚 ,现已开始用于植物基因分析、杂种优势机理等方面的研究 .在此 ,该文介绍了mRNA差别显示技术的原理、步骤、优缺点及其发展 ,并对其在植物特异基因分离方面的研究及其应用前景做了探讨 .     

基于全基因组重测序筛选南阳黑猪脂肪沉积相关候选基因

为解析南阳黑猪种群中脂肪表型极端差异个体之间的遗传变异基础,本研究以南阳黑猪种群中体重相近但脂肪表型差异明显的6月龄全同胞或半同胞个体为研究对象,分别对其进行胴体性状和肉质性状统计分析,采用高通量测序技术对高脂肪组和低脂肪组的样品进行全基因组重测序,整合课题组前期转录组数据分析南阳黑猪脂肪沉积相关的遗传位点和功能基因。结果表明:1)高脂肪组肌内脂肪含量((4.96±0.62)%)显著高于低脂肪组((3.61±0.11)%)(P<0.05),高脂肪组平均背膘厚((43.74±2.33)mm)极显著高于低脂肪组((28.36±4.17)mm)(P<0.01),与肌内脂肪含量相关的性状(剪切力、pH_{45 min}、蒸煮损失和48 h滴水损失)在两组之间均存在显著差异,其余各项性状指标在两组之间无显著差异;2)本次测序共得到208.00 Gb有效序列数据,测序覆盖度达98.68%以上。在高-低脂肪组共检测到25 827 091个单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)、5 802 822个小片段插入和缺失(Insertion-deletion,InDel)、56 358个染色体结构变异(Structural variation,SV)及1 898个拷贝数变异(Copy number variation,CNV)。通过对SNP非同义突变和InDel移码突变进行功能注释,发现所鉴定到的209个组间差异基因主要参与到mTOR信号通路、甲状腺信号通路以及ABC 转运蛋白信号通路等与脂肪沉积相关的通路中;3)与课题组前期转录组数据联合分析后筛选到2个与脂肪分化相关的关键基因(PLP1和ITGA6),这些基因的多态性变化可能是影响南阳黑猪肌内脂肪沉积出现差异的关键。综上,本研究从全基因组水平上筛选到了南阳黑猪群体内影响脂肪沉积相关的基因和位点,为进一步研究猪脂肪沉积调控机制及品种选育奠定基础。     

野交杂种猪NRAMP1基因的定量表达

采用Real time PCR方法对野交杂种猪的NRAMP1基因进行了研究。结果表明,在大脑、肺脏、淋巴结、白细胞和脾脏组织出现强的扩增,在肝脏、回肠、肾脏、肌肉、心脏出现弱的扩增。Real time PCR的结果证实该基因在不同组织中的表达量都有差异,其中在肾脏中表达的最高,在肝脏中表达最低,两者间相差71倍,从高到低依次是脾脏、大脑、肺脏、回肠、肾脏、淋巴结、结肠、心脏、肌肉和肝脏。     

不同产脂能力猪脂肪合成相关基因表达谱分析

旨在筛查不同产脂能力猪脂肪合成的相关差异表达基因,分析其与猪THRSP基因表达的关联性。实验采集5头瘦肉型和3头脂肪型猪的肝脏,提取总RNA,利用基因表达谱芯片技术检测猪肝脏全基因组表达谱,分析THRSP基因与脂肪代谢相关差异表达基因之间的关联性。结果表明,相对瘦肉型猪,脂肪型猪脂肪酸合酶(FASN)、葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)(P0.01)和乙酰辅酶A羧化酶α(ACACA)(P0.05)基因的表达显著上调,小GTP酶中Rab32和Rab4a显著上调,Rab27a则表现显著下调(P0.05);相关性分析显示GLUT4、FASN和ACACA基因表达的变化与THRSP基因呈显著正相关,Rab27a基因为显著负相关,Rab32和Rab4a基因则相关性不明显。     

湖羊肌肉MC4R基因表达水平与肌内脂肪含量的相关性分析

选取了初生、1～6月龄湖羊公羔和12月龄的周岁公羊各5只,采用real-time PCR检测湖羊不同部位肌肉黑素皮质激素受体4基因(MC4R)mRNA表达水平,分析MC4R mRNA表达的发育性变化及其与肌肉肌内脂肪含量的关系。结果发现:湖羊不同肌肉部位MC4R基因表达的发育性变化模式均为先上升后下降。其中3月龄背最长肌、后腿股二头肌和前腿肱二头肌的MC4R mRNA表达水平达到最大,与其余各月龄相比差异显著,而2月龄腰大肌的MC4R mRNA表达水平达到最大,5月龄MC4R mRNA表达水平在湖羊不同部位肌肉间表现有明显差异,但无明显规律,其后各月龄间均无显著差异。结论:湖羊背最长肌、腰大肌和后腿股二头肌MC4R mRNA表达水平与肌内脂肪(IMF)含量呈负相关关系。     

不同类型烟草种质的烟碱含量变化与相关基因表达水平

为研究不同类型烟草种质的烟碱含量变化规律与相关基因的表达情况,以烤烟K326、香料烟巴斯玛、白肋烟TN90、晾烟马里兰为材料,采用荧光定量PCR技术,测定了烟草不同生育时期上部叶、中部叶、下部叶的烟碱含量与烟碱代谢过程中相关基因PMT、QPT、CYP82E5V2、A622的表达水平。结果表明,随着生育期的推进,烟碱含量缓慢上升,打顶后急剧增加,除巴斯玛打顶后还继续上升外,K326、TN90和马里兰烟均表现为:打顶后烟碱含量急剧增加,后缓慢下降,再渐趋平稳。不同类型烟草种质的PMT在不同生育期均有表达,苗期PMT表达量较高,其变化趋势与烟碱含量的基本一致;QPT在烟草发育前期表达量较高,而后下降,至打顶前1周表达量出现一个峰值,打顶后表达量持续增加,与烟碱含量变化呈正相关;CYP82E5V2表达量在不同生育时期均维持在较高水平,呈波浪型,生长旺期时表达量上升,打顶前后均出现峰值,但巴斯玛成熟期时其表达量下降,打顶前CYP82E5V2表达量与烟碱含量变化呈正相关,打顶后期至成熟期两者呈一定程度的负相关;K326和马里兰烟的A622表达量呈波浪型上升,至成熟时仍维持较高水平,而TN90和巴斯...     

花叶病毒侵染的果蔗(Badila)的基因表达

采用荧光标记差异显示技术(d ifferential d isp lay,简称DD-PCR)对甘蔗花叶病毒(Sugarcane m osaic virus,SCMV)侵染的果蔗(Bad ila)基因表达进行研究.用随机筛选出的23对引物组合扩增出9条差异条带,其中4条是有明显差异表达的cDNA条带,5条是表达强弱的差异条带.同时对一些影响荧光标记DD-PCR的因素进行了分析.