影响猪脂肪沉积主要候选基因的研究进展

QU Qiuhong;HUANG Ye;JIANG Qinyang;HUANG Yanna(College of Animal Science and Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China)     

FABPs作为猪肌内脂肪沉积候选基因的研究进展

对ＦＡＢＰｓ作为猪骨肉脂肪沉积候选基因的研究现状及前景作一综述。主要包括Ｈ－ＦＡＢＰ和Ａ－ＦＡＢＰ基因的性质,变异以及与肌内脂肪含量的关系。     

FABPs作为猪肌内脂肪沉积候选基因的研究进展

对FABPs 作为猪肌内脂肪沉积候选基因的研究现状及前景作一综述。主要包括H-FABP和A-FABP基因的性质、变异以及与肌内脂肪含量的关系。     

猪肌内脂肪沉积的营养调控及候选基因的研究进展

营养调控和基因调控方法相结合是改善猪肌内脂肪沉积的根本途径,已经发现多种不同的营养素(如能量蛋白水平、甜菜碱、矿物质、维生素、共轭亚油酸等)对猪肌内脂肪沉积有重要的调控作用,但目前影响猪肌内脂肪沉积的主效基因并未确定。本文主要综述了不同营养素对猪肌内脂肪沉积的调控作用以及主要的候选基因对猪肌内脂肪沉积作用的研究进展。     

联合多组学数据鉴定猪脂肪沉积的候选基因

脂肪沉积是猪生产及育种中最为重要的经济性状指标之一,其调控机制一直是研究热点,单一组学的研究方法不足以推测与还原出猪脂肪沉积复杂的调控过程。因此本研究联合多组学数据共同进行分析以鉴定猪脂肪沉积的候选基因。首先对同一猪场相同日龄和体重的461头大白猪进行基因分型,并将芯片数据填充至测序水平,然后对其中132个个体进行背最长肌mRNA测序,根据基因表达水平和包含15389322个SNP的测序数据进行eQTL分析鉴定到33756个cis-eQTL,且多为正向调控。之后基于猪的背膘厚度表型利用测序数据进行GWAS确定了312个显著SNP。最后通过GWAS与eQTL的共定位分析定位到一个显著信号位点SSC9:15828911,对应的调控基因为RAB30,且有研究表明其会参与脂肪的合成和代谢,可以作为影响猪脂肪沉积的候选基因。研究结果为猪脂肪沉积的遗传解析和猪肉质改良的分子育种提供理论依据和重要参考。     

基于全基因组差异甲基化分析鉴别影响苏姜猪体重的候选基因

本研究旨在分析不同体重苏姜猪的全基因组DNA甲基化差异,以期筛选出影响苏姜猪体重的差异甲基化基因（differentially methylated genes,DMGs）。利用全基因组重亚硫酸盐测序（whole genome bisulfite sequencing,WGBS）技术分析了3头180日龄高体重和3头180日龄低体重苏姜猪的全基因组DNA的甲基化程度、差异甲基化区域（differentially methylated regions,DMRs）和DMGs,对DMGs进行GO和KEGG分析,鉴别影响苏姜猪体重的候选基因。结果显示,苏姜猪全基因组范围内胞嘧啶（C）的平均甲基化率为4.1%,胞嘧啶（C）甲基化平均98.41%发生在CG序列上,CG序列环境下外显子、内含子和3'UTR的甲基化水平高于启动子和5'UTR。本研究共检测出1 657个DMRs和575个DMGs,8号染色体上DMRs分布最多,88.89%的DMRs的长度在500 bp以内,62.78%的DMRs分布在远端基因间区,98个DMGs显著富集于TOR信号的负调控、碳水化合物衍生物分解代谢过程、脂肪细胞因子信号通路、FoxO信号通路等53个GO条目和29个信号通路,鉴别到5个与苏姜猪体重相关的候选基因：瘦素受体（leptin receptor,LEPR）基因、肿瘤坏死因子受体相关因子6（tumor necrosis factor receptor associated factor 6,TRAF6）基因、生肌因子6（myogenic factor 6,MYF6）基因、钙依赖性分泌激活因子2（calcium dependent secretion activator 2,CADPS2）基因和表皮生长因子（epidermal growth factor,EGF）基因。本研究利用WGBS绘制了高、低体重组苏姜猪的全基因组DNA甲基化图谱,为深入研究苏姜猪体重差异的分子机制奠定了基础。     

猪LYRM1基因对脂肪沉积的影响研究

旨在探究LYRM 1对脂肪沉积的影响。本研究采用qRT-PCR法检测LYRM1基因在10月龄白洗猪不同组织中的表达水平;PCR扩增白洗猪LYRM1基因的CDS区,构建pEGFP-N3-LYRM1重组质粒,利用脂质体转染法转染pEGFP-N3-LYRM1重组质粒进入白洗猪皮下脂肪前体细胞,通过检测细胞培养基中三酰甘油浓度,利用血清饥饿法和MTT法检测细胞凋亡水平;qRT-PCR检测LYRM1、PPARγ、ATGL、FAS基因的mRNA表达水平。结果显示,LYRM1基因在白洗猪脂肪组织中表达量最高;成功转染pEGFP-N3-LYRM1重组质粒进入白洗猪皮下脂肪前体细胞,转染试验组培养基中三酰甘油浓度大于空白对照组,试验组与空白对照组的细胞凋亡速率一致,未见显著差异;试验组LYRM1、PPARγ、ATGL、FAS基因的mRNA表达量极显著高于对照组(P<0.01)。综上表明,LYRM1基因超表达可提高三酰甘油的浓度,促进脂肪沉积,提高脂肪沉积相关基因mRNA的表达水平,间接提高脂肪沉积水平。因此认为,LYRM1基因可作为探究影响脂肪沉积的候选基因,为研究脂肪沉积机制提供理论基础。     

基于转录组测序鉴定猪肌内脂肪沉积相关生物学通路及候选基因

本研究主要从转录组的角度对猪肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)含量可能的沉积机理进行研究,以期找到IMF沉积相关的通路及候选基因。选择IMF含量差异较大的全同胞个体进行双末端链特异性转录组测序,并利用edgeR软件筛选相关基因;应用ClusterProfiler软件对差异基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,并对其进行分子模块(MCODE)分析,挖掘IMF相关候选基因。结果显示,共筛选出474个差异表达基因,其中329个显著上调,145个显著下调,富集参与20个生物学过程。结合GO网络分析,共筛选出15个与IMF相关过程,主要有离子跨膜转运的调节、葡萄糖跨膜转运膜电位的调节和脂肪酸代谢过程等。MCODE分析结果发现,差异表达基因PPP1CB、CLCA1、COX4I1、SGK1、PAK6、PC、KRAS、PAK6、MAST1、VWC2、CACNG家族基因(尤其PPP1CB、CLCA1、COX4I1、KRAS及CACNG家族基因)可能是调节IMF的关键基因,可作为IMF候选基因进一步研究。本研究鉴定出了IMF作用新通路,并筛选出IMF相关候选基因,可为IMF的沉积机理研究提供材料,为优质肉品质猪的育种提供参考。     

DNA甲基化差异对猪生长性状的影响

测定和计算了大白×梅山F1 个体180日龄活重、料肉比、日增重、90 kg日龄、相对生长率和(KR)Kleiber5个性状,应用甲基敏感扩增多态技术(MSAP)分析了DNA甲基化与以上生长性状的关系。共扩增出 1 274 个位点,其中在252个多态性位点中,有81个甲基化位点对生产性状产生显著的影响。整体上,亲子代间甲基化差异不显著。但是,经配对数据t检验分析,每对引物在亲子代间扩增的带数表现出一定的差异:梅山猪与F1 代的差异接近显著性标准,大白猪与F1 代的差异达到极显著(P<0 .05)。个体一般甲基化百分差异和个体中性甲基化百分差异对所研究的6个生长性状均无显著的效应(P>0. 05)。除180日龄活重外,个体特殊甲基化百分差异对其余5个性状均产生显著的效应(P<0 .05)。从有利于养猪生产力这一角度讲,5 个生长性状表现都随个体特殊甲基化百分差异的增加而下降。回归分析表明,个体特殊甲基化百分差异与 5 个性状回归关系显著(P<0. 05)。结果显示,DNA甲基化是影响杂种表现或杂种优势的因素之一,可以作为分子标记用于杂种优势的预测和相关的研究;对性状产生显著影响的甲基化位点在预测杂种表现中要优于其它甲基化位点。     

荣昌猪仔猪性别间DNA甲基化水平的差异研究

应用HPLC方法检测了96头30日龄荣昌猪仔猪(公、母各半)耳组织全基因组DNA的甲基化程度,探讨性别间DNA甲基化水平的差异。结果表明:仔公猪、仔母猪的DNA甲基化含量分别为4.296%和3.902%,在统计上无显著差异(P0.05)。研究结果证实,性别不是影响荣昌猪仔猪DNA甲基化状态的主要因素。     

猪13号染色体上脂肪沉积相关QTL定位与候选基因研究进展

目前已有多个影响脂肪沉积的QTL定位于猪13号染色体上。作者综述了猪13号染色体脂肪沉积相关QTL的定位情况，并对该染色体上影响脂肪沉积的基因进行了介绍，以希望通过比较基因组学和位置候选克隆的方法，寻找猪脂肪沉积相关的候选基因，进而进行连锁分析或关联研究，找到适合在育种实践中进行应用的标记。     

昆明动物所在猪lincRNA基因DNA甲基化研究中取得新进展

<正>猪和人类有相似的心血管系统、代谢特征和器官大小。因此,近些年猪逐渐成为研究能量代谢、人类肥胖和器官移植的理想医学动物模型。数千年的人工选择已经使家猪具有了巨大的表型多样性,例如,不同的品种猪的脂肪和肌肉含量有很大的差异。因此,这些品系是研究脂肪沉积和肌肉发育的很好的模型。LincRNA是一类长链非编码RNA,在包括转录调控的多个生物学过     

影响肌内脂肪沉积的候选基因及分子机制研究进展

肌内脂肪(IMF)即肌纤维之间沉积的脂肪组织,其含量与猪肉品质呈正相关。脂肪组织过度发育会导致脂质过度累积,影响猪的胴体品质;反之,亦会使肉质变硬,影响口感,降低猪肉品质。合理改善IMF含量,对提高肉质尤为重要。因此,探究与IMF沉积相关的候选基因和分子机制已成为IMF研究中的热点内容。文章对调控猪脂肪沉积的候选基因及其分子机制的相关研究进展进行了综述,介绍了参与脂肪沉积调控过程的一些候选基因和信号通路的研究现状以及发展方向,如过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptor gamma,PPARs)、脂肪酸结合蛋白(fattyacidbindingprotein,FABPs)、脂蛋白酯酶(lipoprotein lipase,LPL)、CCAAT增强子结合蛋白家族(CCAAT/enhancer-binding protein family, C/EBPs)、C1q/肿瘤坏死因子相关蛋白6(CTRP6)、Krüppel样因子13(Krüppel-like factor13,KLF13)、脂滴包被蛋白1(Perilipin1,PLIN1)、FAM134B等候选基因对脂肪细胞的分化以及沉积的重要作用;MAPK信号通路、PI3K/Akt信号通路、AMPK信号通路、Wnt/β-catenin信号通路、TGF-β/BMPs信号通路等影响脂肪沉积的分子机制;长链非编码RNA、基因甲基化和去甲基化对脂肪生成和分化的调节作用,以期阐明调节IMF基因表达的潜在机制,揭示IMF沉积的分子基础,对猪IMF沉积的研究有全面了解。     

副猪嗜血杆菌感染猪脑组织中候选基因表达水平与DNA甲基化联合分析

为了揭示FRMD1、STXBP2和GBP1 3个候选基因在感染副猪嗜血杆菌(Glaesserella parasuis,GPS)仔猪脑部组织中的表达差异及启动子区DNA甲基化差异,试验将6头体重为8～10 kg的28日龄杜×长×大三元杂交断奶仔猪随机均分为对照组和GPS组,GPS组腹腔注射2×10⁹ cfu/mL的副猪嗜血杆菌SH0165菌株1 mL,对照组腹腔注射等量生理盐水,7 d后屠宰并取脑部组织,采用实时荧光定量PCR和重亚硫酸盐测序的方法检测候选基因的表达水平与启动子区DNA甲基化水平。结果表明：与对照组相比,感染副猪嗜血杆菌后仔猪脑组织中FRMD1基因的相对表达量极显著下调(P<0.01),STXBP2基因的相对表达量显著上调(P<0.05),GBP1基因相对表达量呈上调趋势(P>0.05)。感染副猪嗜血杆菌后仔猪脑组织中FRMD1基因启动子区甲基化频率由75.1%下降到65.5%(P<0.01),STXBP2基因启动子区甲基化频率由17.9%下降到8.9%(P<0.05),而GBP1基因启动子区甲基化频率由84.7%上升...     

猪IRS4基因多态性、表达差异及其与脂肪沉积性状的关联分析

本研究旨在检测猪IRS4基因多态性及其在17种组织中的表达水平,寻找基因内与脂肪沉积性状QTL效应相关的分子标记。本研究采用比较测序方法搜寻到IRS4基因的3个SNPs,分别是在启动子上的g.96CG,外显子上的同义突变g.1829TC和错义突变g.1794TC(p.Phe432Leu)。RT-PCR检测后发现,IRS4基因在垂体、下丘脑中高度表达,在其他组织中弱表达或不表达。在白色杜洛克×二花脸F2资源家系、苏太猪群体、二花脸群体、杜长大三元杂商品猪及中国地方野猪中,用PCR-RFLP方法对IRS4的3个SNPs位点进行判型,然后分析它们的基因频率及其与4点(肩、胸、腰、臀部)背膘厚、腹脂重、肌内脂肪含量和眼肌面积的相关性。结果发现,g.96CG位点在F2家系(含有SSCX QTL)中分离程度很低,被首先排除作为潜在因果突变(QTN)的可能性。g.1794TC和g.1829TC位点在所有检测的西方猪种(白色杜洛克和杜长大)是均为TT基因型,而它们的CC基因型频率在二花脸猪中分别为65%和100%。在不同群体中标记关联分析结果显示,g.1794TC与F2个体所有脂肪沉积表型均极显著相关(P0.01),但它在苏太猪中仅与IMF显著相关(P0.05),且与二花脸猪表型关联不显著(P0.05);g.1829TC则不仅与F2个体所有脂肪沉积表型均极显著相关(P0.01),而且与苏太猪的4点膘厚和眼肌面积呈显著或极显著相关。此外,生物信息学分析发现,g.1794TC错义突变可能对IRS4蛋白的功能影响不大。结果提示,该错义突变也不太可能是影响脂肪沉积的QTN,而g.1829TC与F2和苏太猪的脂肪沉积性状都显著关联,故其可作为这些性状选育的分子标记,并值得深入研究。     

DNA甲基化、组蛋白修饰与基因沉默

DNA甲基化、组蛋白去乙酰化和H3K9甲基化是3种最典型的与染色质凝聚状态有关的共价修饰方式，它们都与基因的沉默存在着联系，近年来的研究主要集中于DNA甲基化与各种组蛋白修饰之间的关系，以及染色质阻遏状态的自身强化循环关系上。组蛋白去乙酰化和H3K9甲基化可能有助于DNA甲基化模式的建立，此外，研究结果还显示CpG甲基化和其它组蛋白修饰存在相互作用。     

长白猪和梅山猪脂肪中脂肪沉积相关基因的表达差异

为了揭示瘦肉型的长白猪和脂肪型的梅山猪脂肪沉积相关基因的表达差异,采用qRT-PCR方法检测了两猪种背部皮下脂肪组织中硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、苹果酸酶(ME1)和解耦联蛋白3(UCP3)基因的表达量在30、60、90、120和150 d的变化。结果表明,两品种SCD的表达模式除90~120 d相反外,其他各日龄之间基本相同;ME1在30~120 d基本相同,而120~150 d呈现出相反的模式;UCP3除120~150 d相同外,其他各日龄之间呈现相反的模式。以上结果初步揭示了两猪种在生长发育过程中SCD、ME1和UCP3表达的发育性变化模式和品种差异,为深入研究脂肪合成代谢的调控机制提供了基础数据。     

SH2B1基因及miR-276-3p对猪背部脂肪沉积的影响

本试验旨在研究SH2B衔接因子蛋白1（SH2B adaptor protein 1,SH2B1）基因在猪不同组织和生长发育各阶段背部脂肪中的表达情况,预测调控该基因的miR-276-3p对猪背部脂肪表达的影响。应用实时荧光定量PCR技术检测SH2B1基因在猪脂肪、下丘脑等6种组织,以及在30、60、90、120和180 d猪背部脂肪组织中的相对表达量。靶标预测SH2B1基因的调控miRNA,并通过实时荧光定量PCR检测miR-276-3p对该基因的调控作用。结果显示,SH2B1基因在猪的6种组织中均有表达,且在脂肪组织中表达量最高,在肌肉组织中表达量最低。在猪生长发育各阶段背部脂肪中SH2B1基因均有表达,在前期（30和60 d）表达量较低,在中、后期（90、120和180 d）持续高表达,且显著高于前期表达量（P<0.05）。高、低背膘厚组背部脂肪中miR-276-3p与SH2B1基因均呈差异表达,且两者表达呈相反趋势,miR-276-3p在高背膘厚组中的表达量显著低于低背膘厚组（P<0.05）,而SH2B1基因在高背膘厚组中的表达量却显著高于低背膘厚组（P<0.05）。miR-276-3p可通过靶向负调控SH2B1基因,影响猪背部脂肪的沉积。本试验结果为进一步深入研究猪背部脂肪沉积和背膘厚差异的分子机制提供参考。     

SH2B1基因及miR-276-3p对猪背部脂肪沉积的影响

本试验旨在研究SH2B衔接因子蛋白1(SH2B adaptor protein 1,SH2B1)基因在猪不同组织和生长发育各阶段背部脂肪中的表达情况,预测调控该基因的miR-276-3p对猪背部脂肪表达的影响。应用实时荧光定量PCR技术检测SH2B1基因在猪脂肪、下丘脑等6种组织,以及在30、60、90、120和180 d猪背部脂肪组织中的相对表达量。靶标预测SH2B1基因的调控miRNA,并通过实时荧光定量PCR检测miR-276-3p对该基因的调控作用。结果显示,SH2B1基因在猪的6种组织中均有表达,且在脂肪组织中表达量最高,在肌肉组织中表达量最低。在猪生长发育各阶段背部脂肪中SH2B1基因均有表达,在前期(30和60 d)表达量较低,在中、后期(90、120和180 d)持续高表达,且显著高于前期表达量(P0.05)。高、低背膘厚组背部脂肪中miR-276-3p与SH2B1基因均呈差异表达,且两者表达呈相反趋势,miR-276-3p在高背膘厚组中的表达量显著低于低背膘厚组(P0.05),而SH2B1基因在高背膘厚组中的表达量却显著高于低背膘厚组(P0.05)。miR-276-3p可通过靶向负调控SH2B1基因,影响猪背部脂肪的沉积。本试验结果为进一步深入研究猪背部脂肪沉积和背膘厚差异的分子机制提供参考。     

猪TPM3基因数字化差异表达图谱研究

1946年,Bailey首次报道了原肌球蛋白(TM基因家族),其主要功能是作为调节蛋白影响肌细胞的发育过程,尤其是成熟阶段的肌细胞发育。原肌球蛋白以大量异构体形式广泛分布于各种真核细胞中。其中4个TM基因分别命名为TPM1、TPM2、TPM3、TPM4。猪TPM3(tropomyosin 3,γ-TM基因)为华南