皱皮香猪WIF1基因结构变异WIF1-I8-sv889的研究

为探究WIF1(Wnt inhibitory factor 1)基因中WIF1-I8-sv889结构变异位点变异与皱皮香猪躯干被毛形成的关系,本试验采用冰冻组织切片观察皱皮香猪皮肤毛囊的组织学形态,采用PCR方法分析WIF1-I8-sv889位点在猪群中的分布频率,并通过在线软件UCSC、RegRNA 2.0对结构变异序列所含的功能元件进行分析。组织学研究显示,与正常香猪和大白猪皮肤相比,皱皮香猪毛囊毛根鞘伸入真皮层,形成棘突,且皱褶凹陷处毛囊聚集,相反皱褶凸起处毛囊较少;皱皮香猪皮肤毛囊中的毛球宽度显著增大(P0.05),单个毛囊中的毛干数极显著增多(P0.01)。在WIF1-I8-sv889结构变异断点两端设计特异性引物,扩增片段长1 383 bp,与参考基因组比,1 383 bp中889 bp为结构变异区间,缺失581 bp,倒置308 bp。群体分布结果显示,猪群中WIF1-I8-sv889位点呈现出丰富的多态性,检测到3种基因型:正常的II型、杂合的DI型和缺失的DD型,皱皮香猪中未检测到II型;与正常香猪和大白猪相比,皱皮香猪中D等位基因占优势(94.44%);经卡方检验,皱皮香猪D等位基因显著或极显著高于正常香猪和大白猪(P0.05;P0.01)。结果提示,WIF1基因中的WIF1-I8-sv889结构变异可能与皱皮香猪毛囊的形态发生有关。     

皱皮香猪3个基因组拷贝数变异的多态性分布

为探究皱皮香猪个体产生皮肤变异的根本原因,本文基于重测序数据,采用生物信息学分析皱皮香猪基因组中的拷贝数变异(CNV),通过荧光定量 PCR 方法检测皱皮香猪中 3 个 CNVs 的拷贝数变异规律,并与香猪和大白猪进行比较。结果表明:3 个 CNVs 在猪群中的拷贝数变异呈现出多态性变化,皱皮香猪中CNV1以拷贝数缺失型为主,其中的 MPC1和 RSK3基因可能与脂肪沉积有关;皱皮香猪 CNV2和 CNV3以拷贝数增加型占优势,其中的 CCL17和 CX3CL1基因参与皮肤等组织的炎症反应,可能通过剂量效应引起香猪皮肤产生褶皱。     

从江香猪CD53基因的组织表达和结构变异多态性研究

基于比较基因组学,在猪源白细胞表面抗原CD53基因中发现一段265 bp的结构变异(Structure Variant,SV).为了研究该结构变异在不同猪种中的多态性变化,本研究采用RT-qPCR检测从江香猪各组织中CD53基因mRNA的表达差异,并建立了结构变异CD53-I4-SV265的PCR检测方法,应用建立的检...     

ADCY3和IGF1基因结构变异与香猪繁殖性状的关联分析

试验旨在研究卵巢类固醇生成信号通路中腺苷酸环化酶3（adenylatecyclase 3,ADCY3）、胰岛素样生长因子1（insulin like growth factor 1,IGF1）基因结构变异的遗传多样性及其与香猪母猪繁殖性状的相关性。采用PCR技术对269头香猪进行ADCY3和IGF1基因结构变异研究,利用在线软件计算遗传杂合度（He）、遗传纯合度（Ho）、有效等位基因数（Ne）及多态信息含量（PIC）,并利用单因素方差分析、LSD法分析不同基因型与初产和经产香猪的总产仔数、产活仔数、初生重及乳头数等繁殖性状的关联性。结果显示,2个结构变异ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302在香猪群体中均存在多态性,均有3种基因型：DD、DI和II,2种等位基因：D和I。其中,ADCY3-I₁-sv506中DI基因型为优势基因型（0.569）,D为优势等位基因（0.601）;IGF1-I₃-sv302中II基因型为优势基因型（0.717）,I为优势等位基因（0.816）。ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302多态信息含量（PIC）均为中度多态（0.25<PIC<0.5）,杂合度分别为0.479和0.300。关联性分析结果发现,ADCY3-I₁-sv506位点DD基因型个体的初产和经产母猪总产仔数显著高于II基因型个体（P<0.05）;IGF1-I₃-sv302位点II基因型个体的初产、经产母猪总产仔数和经产母猪产活仔数均显著高于DI基因型型个体（P<0.05）。结果表明,2个结构变异位点ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302与香猪母猪的繁殖性能有直接关联,可作为香猪母猪繁殖性能选育的候选分子标记。     

香猪ADCY2基因结构变异鉴定及其与生长性状的关联分析

为了探究香猪腺苷酸环化酶2(Adenylate Cyclase,ADCY2)基因结构变异与香猪生长性状的关系,本研究以233头断奶香猪为实验动物,定期测量体尺指标,采集耳组织提取基因组DNA,利用PCR技术分析香猪ADCY2基因结构变异的遗传多样性,并与香猪体尺指标进行相关性分析。结果显示,香猪ADCY2基因中存在1个长度为305 bp的结构变异位点(ADCY2-I2-SV305),该位点检出3种基因型：纯合缺失DD型、正常的II型和杂合的ID型,其中II基因型频率(67.09%)显著高于ID和DD基因型;I等位基因为优势等位基因。ADCY2-I2-SV305位点与香猪多个日龄的体宽、胸围和腹围显著相关,且II基因型的香猪个体各项体尺指标均显著高于ID和DD型个体,提示该结构变异的缺失型不利于香猪生长发育。对ADCY2-I2-SV305变异位点的功能元件分析发现,该位点中含有1个简单重复元件和1个SINE元件,以及5个miRNA结合位点,推测该位点的缺失突变将导致这些重复元件的丢失,不利于ADCY2基因的表达,进而影响香猪生长发育。综上,ADCY2基因的ADCY2-I2-SV305结构...     

皱皮香猪HAS2基因SNPs的鉴定及生物信息学分析

为了探究皱皮香猪全身性皮肤褶皱是否与透明质酸合成酶2（hyaluronan synthase 2,HAS2）基因变异有关,本研究以普通香猪为对照,采用特异性PCR方法克隆HAS2基因的外显子编码区,应用生物信息学方法分析测定基因编码区的碱基变异,检测变异位点在群体中的分布频率。结果显示,皱皮香猪HAS2基因中检测到4个SNPs位点：位于外显子1的T221A错义突变（导致亮氨酸替换为赖氨酸）和A228G同义突变,位于外显子2的T183C和外显子4的C537T同义突变。生物信息学分析发现,T221A和A228G位点构成4种单倍型,其中T-A为皱皮香猪群体的主要单倍型（27.5%）,且在皱皮香猪群体中紧密连锁（r²=0.253）,而且T221A和A228G突变可引起mRNA自由能和蛋白质结构发生变化,TA组合的自由能为-573.29 kJ·mol^-1,TG组合的自由能为-580.89 kJ·mol^-1,AG组合的自由能为-572.66 kJ·mol^-1;AA组合的自由能为-571.03 kJ·mol^-1;蛋白序列中亮氨酸替换为赖氨酸后,α螺旋由35.52%降为32.97%,自由卷曲由43.17%升至44.51%,同时引起蛋白序列三级结构的改变。位点T221A和A228G在香猪群体中呈现出丰富的多态性,均表现出3种基因型;关联分析结果显示,皱皮香猪T221A位点的A等位基因频率显著高于普通香猪（P<0.05）,A228G位点中皱皮香猪的G等位基因频率极显著高于普通香猪（P<0.01）。T183C位点的C等位基因频率和C537T位点的T等位基因频率在皱皮香猪和普通香猪间未达到显著性差异（P>0.05）。研究结果揭示,HAS2基因的外显子1中发生的两个碱基变异可能影响基因转录后mRNA的稳定性以及蛋白的三维结构,影响HA的合成量,并与皱皮香猪体侧皮肤不均匀增厚且发生褶皱有关。     

3个地方猪品种BOLL和STRA8基因结构变异位点的群体分布研究

为了探讨BOLL-I6-sv285（15号染色体BOLL基因第6内含子）和STRA8-I4-sv447（18号染色体STRA8基因第4内含子）这两个结构变异在地方猪与欧洲猪品种中的群体分布差异,试验采用PCR方法对从江香猪、江口萝卜猪、荣昌猪和大白猪4个猪品种进行基因分型,并通过在线软件miRBase、UCSC、RegRNA 2.0对结构变异序列所含的功能元件进行分析。结果显示,BOLL-I6-sv285为一段285 bp的插入,经群体验证,3个地方猪品种以DI和DD基因型为主,I等位基因的频率高于大白猪,插入基因型（Ⅱ）对应较高的产仔数,基因型与从江香猪产仔数之间呈显著相关（P<0.05）;STRA8-I4-sv447为一段447 bp的插入突变,群体中DD基因型占优势,从江香猪、江口萝卜猪和大白猪的I等位基因频率高于荣昌猪,插入基因型（Ⅱ）对应较低的产仔数,基因型与从江香猪产仔数之间呈显著相关（P<0.05）。本试验鉴定的BOLL-I6-sv285和STRA8-I4-sv447两个结构变异可作为从江香猪产仔数的候选分子标记。     

香猪CYP3A29基因3′-UTR结构变异及其与肌肉雄激素水平的关联分析

【目的】探究猪特有的细胞色素P450超家族3A亚族成员29(cytochrome P450 3A 29,CYP3A29)基因3′-UTR区核苷酸结构变异(structural variation, SV)对该基因表达的影响,解析该结构变异与香猪肉质性状形成的关系。【方法】以香猪、大白猪为研究对象,应用UCSC、miRBase、PITA、RBPsuite等软件预测CYP3A29基因3′-UTR区结构变异区间所包含的重复元件、miRNA和RBP结合位点;采用PCR方法对结构变异位点进行基因分型;计算群体基因型频率、基因频率及Hardy-Weinberg平衡状态;采用实时荧光定量PCR检测该变异对CYP3A29基因表达的影响;利用ELISA法检测香猪肌肉组织中CYP3A29蛋白含量和雄激素(T、DHT)水平,并使用SPSS 17.0软件对T、DHT含量与不同基因型进行Pearson相关性分析。【结果】生物信息学分析显示,CYP3A29基因3′-UTR的结构变异区全长303 bp,该变异区存在1个长为241 bp的短散在元件(short interspersed element, SINE),...     

从江香猪基因组中2个拷贝数变异区的多态性研究

为了研究从江香猪生长和繁殖差异与拷贝数变异拷贝数变异(copy number variation,CVN)之间的关系,采用实时荧光定量PCR方法,对从江香猪和大白猪基因组中的CNVR100与CNVR373的拷贝数进行了测定,并分析了从江香猪拷贝数与生长繁育性状之间的相关性。结果表明,从江香猪和大白猪基因组中都检测到CNVR100和CNVR373;与大白猪相比,从江香猪的CNVR100拷贝数较低,CNVR373拷贝数较高;相关性分析结果显示,从江香猪2个CNVRs与其体长和胸围有一定的负相关关系,表明这2个CNVRs的多态性可能对从江香猪的生长有一定的影响。     

香猪NRAMP1基因多态性与仔猪腹泻的研究

天然抗性巨噬蛋白1(natural resistance associated macrophage protein 1,NRAMP1)基因是与人、鼠的一些病原微生物(如分支杆菌中的沙门氏伤寒菌等)的易感性和抗性有关的重要候选基因。本研究利用PCR-RFLP技术,分析了香猪的NRAMP1基因第6内含子的NdeⅠ酶切位点的多态性;观测记录哺乳仔猪的腹泻情况,结果发现,NRAMP1基因的第6内含子的NdeⅠ酶切位点在各品种猪表现出丰富的多态性,该酶切位点的基因频率和基因型频率在各猪种中分布趋于一致,香猪不同品系基因型与腹泻指数统计分析结果显示,Ⅰ系、Ⅱ系差异不显著,11世代显著高于10世代。     

香猪卵巢RARRES1基因第1外显子CG位点的甲基化及其与基因差异表达的关联

为验证和探索香猪卵巢转录组RNA测序检测到的视黄酸受体应答1（retinoic acid receptor responder 1,RARRES1）基因在香猪高、低产仔组之间差异表达的原因,本试验针对RARRES1基因第1外显子ATG下游富含CpG位点区段设计特异性引物,采用亚硫酸氢盐测序法（bisulfite sequencing PCR,BSP）研究卵巢RARRES1基因中的甲基化修饰水平;利用实时荧光定量PCR方法检测高、低产仔组香猪卵巢RARRES1基因的表达量,并探究其与基因甲基化水平之间的相关性。结果表明,与低产仔组相比,香猪高产仔组的甲基化水平较高;4个CpG位点均未被甲基化（CpG_7、CpG_11、CpG_12和CpG_15）,另外3个CpG位点（CpG_8、CpG_17和CpG_18）基本上全部发生了甲基化。此外,与低产仔组相比,香猪高产仔组中CpG_4（P>0.05）、CpG_9（P<0.05）和CpG_16（P<0.05）位点的甲基化占比较高,而CpG_6位点在香猪低产仔组中的甲基化比例较高,两组差异极显著（P<0.01）。实时荧光定量PCR结果显示,高产仔组香猪RARRES1基因的表达水平较高（P<0.05）。Spearman相关分析结果显示,CpG_9和CpG_16两个位点的甲基化比例与RARRES1基因的表达水平高度正相关（R²=0.896,P<0.01）,提示这两个位点的甲基化可能是香猪高产仔组RARRES1基因表达量较高的原因。     

从江香猪ApoA1基因的克隆及亚细胞定位研究

试验旨在克隆从江香猪载脂蛋白A1（apolipoprotein A1,ApoA1）基因,研究ApoA1基因在真核细胞中的亚细胞定位情况。通过提取从江香猪总RNA,采用RT-PCR、目的基因的连接、转化等方法构建携带有绿色荧光蛋白的pEGFP-C1-ApoA1重组质粒,并经菌落PCR、双酶切及测序鉴定正确后,转染HEK-293T细胞,36 h后观察荧光,分析ApoA1蛋白在真核细胞中的亚细胞定位情况。结果表明,从江香猪ApoA1基因与GenBank上公布的野猪序列相比,有6处发生了碱基突变,其中5处为有义突变,分别导致180位氨基酸由丙氨酸变为谷氨酸、185位氨基酸由组氨酸变为谷氨酰胺、186位氨基酸由缬氨酸变为亮氨酰胺、209位氨基酸由天冬氨酸变为甘氨酸;PSORT Ⅱ Prediction和荧光共定位试验结果均表明,ApoA1蛋白的表达主要集中在细胞外基质,约占总表达量的77.8%。本试验成功克隆了从江香猪ApoA1基因CDS区,且ApoA1蛋白的表达主要集中在细胞外基质中,为进一步构建ApoA1基因转基因动物模型、开展ApoA1基因与人类因肥胖引起的相关疾病关系的研究奠定基础。     

Cloning and Subcellular Localization of ApoA1 Gene in Congjiang Xiang Pig

This experiment was aimed to clone apolipoprotein A1(ApoA1) gene of Congjiang Xiang pig, and study the subcelluar localiztion of ApoA1 gene in eukaryocyte. The recombination plasmid pEGFP-C1-ApoA1 was constructed with RT-PCR and other methods, and detected by colony PCR,double digestion and sequencing, after successful construction of the recombination plasmid pEGFP-C1-ApoA1,the subcellular localization of ApoA1 protein were analyzed by fluorescence co-localization technique in the 36 h-transfected HEK-293T cells. Compared with ApoA1 gene of Sus scrofa submission in GenBank, the results showed that six base mutations were found in ApoA1 gene of Congjiang Xiang pig, five of above mentioned mutations were sense mutations, causing alanine to glutamic acid, histidine to glutamine, valine to leucine and aspartic acid to glycine in 180,185,186 and 209 amino acid residues, respectively. Using PSOR Ⅱ Prediction and fluorescence co-localization, it was found that the expression of ApoA1 protein was observed mainly in the extracellular matrix (77.8%). In conclusion, ApoA1 gene of Congjiang Xiang pig was cloned successfully, and the expression of ApoA1 protein was mainly concentrated in the extracellular matrix. These results would provide a knowledge for further constructing the ApoA1 gene transgenic animal models, and contribute to understanding the relation between ApoA1 gene and the human obesity-induced diseases.     

巴马香猪CIDEa基因克隆及组织表达分析

本试验旨在对巴马香猪CIDEa基因序列进行克隆,预测其蛋白结构和功能,并进行组织表达分析。根据NCBI已经公布猪的CIDEa基因序列(登录号:NM_001112696.2),利用Oligo 7.0软件设计引物,采用RT-PCR法扩增并克隆巴马香猪CIDEa基因序列,利用生物信息学软件分析其核苷酸序列及编码蛋白的疏水性、理化性质、跨膜结构域、二级结构、三级结构及互作蛋白,并采用实时荧光定量PCR方法检测CIDEa基因在巴马香猪皮下脂肪、肝脏、肾脏、肺脏、脾脏、背最长肌及心脏的表达规律。结果显示,试验成功获得巴马香猪CIDEa基因CDS区序列,全长660 bp,编码219个氨基酸,与GenBank中猪、牛、马、犬、人、猕猴和家鼠的核苷酸相似性分别为99.4%、84.7%、81.5%、80.9%、79.7%、78.9%和76.1%。与GenBank中野猪CIDEa基因核苷酸序列比对发现,发生4处碱基突变,其中A609G和T627C位点为同义突变,C173T(Pro→Leu)和C631T(Arg→Cys)位点为错义突变。巴马香猪CIDEa蛋白分子质量为24 483.57 u,等电点为9.48,不稳定指数为52.86,属于不稳定蛋白;该蛋白中亮氨酸(Leu)含量最高(13.2%),色氨酸(Trp)含量最低(0.5%)。巴马香猪CIDEa蛋白为膜外亲水性蛋白,包含1个超家族结构域(CIDE-N)。二级结构预测发现,巴马香猪CIDEa蛋白包含α-螺旋(45.66%)、β-转角(5.94%)、延伸链(14.61%)和无规则卷曲(33.79%),三级结构预测结果与二级结构一致。蛋白互作分析结果表明,巴马香猪CIDEa蛋白与PPARG、PPARGC-1、COX8H、PRDM16、DIO2、TMEM26、ELOVL3、COX7A1、CIDEC、DFFB蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR结果显示,CIDEa基因在巴马香猪皮下脂肪中表达量最高,且显著高于其他组织(P<0.05),心脏中表达量最低。研究结果为进一步探讨CIDEa基因对巴马香猪脂肪沉积的调控机制提供理论依据。     

香猪卵巢StAR和CYP11A1基因的差异表达研究

为了揭示香猪繁殖调控的分子机制,本试验结合生物信息学分析方法对StAR和CYP11A1基因在香猪卵巢组织中的差异表达进行分析。运用实时荧光定量PCR方法检测高、低产群体6月龄香猪卵巢组织中StAR和CYP11A1基因的表达量变化;从香猪基因组中克隆两个基因的启动子区域,分析两个基因表达差异的分子机制。高通量转录组测序和实时荧光定量PCR检测结果均显示,高产香猪两个基因的表达量较高,启动子区序列长分别为1 144与970 bp。StAR基因启动子区结合转录因子ER、COUP、Sp1等34种72个,转录起始位点上游68~698 bp存在8个变异位点,但不影响转录因子的结合;与CYP11A1基因启动子区相结合的转录因子为Sp1、PU.1、C/EBPdel等30种75个,转录起始位点上游12~593 bp存在5个变异位点,其中69 bp处检测到C-T变异,高产香猪的T等位基因检出频率为17%,低产香猪为33%;对预测结果整合分析,T等位基因丢失了转录因子Sp1的结合位点。高、低产香猪之间StAR和CYP11A1基因的表达存在差异,CYP11A1基因启动子区69 bp处的变异可能是基因表达量差异的原因之一。     

猪基因组结构变异研究进展

结构变异（structural variation,SV）广泛分布在基因组中,并主要以缺失、插入、重复、倒位和易位的形式出现。SV可以通过不同的机制直接或间接影响基因剂量,从而导致畜禽的表型变异,甚至引起疾病。随着分子生物学的发展和新基因组技术的进步,SV在猪基因组的研究越来越多,主要包括繁殖性状、肉质性状、生长性状、毛色、疾病等。本文参考了国内外相关报道,对SV的定义、分类、形成机制、检测方法以及在猪基因组的研究进展进行综述,并对目前SV研究存在的问题提出了建议以及未来的研究趋势进行了展望。