不同猪种HMGR基因的组织表达特性研究

以槐猪和长白猪为材料,采用RT-PCR半定量法对猪3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因组织表达特点进行了研究.结果表明:HMGR基因在肝脏、脂肪和肌肉的表达量存在明显差异,并且肝脏的表达量远远大于其他两个组织的表达量.两个品种的相同组织对比研究发现,HMGR在槐猪肝脏中的表达量高于长白猪,而在肌肉和脂肪组织中的表达量均低于长白猪.此外,对怀孕母猪的13个组织进行表达研究发现,除胃、小肠和子宫组织中未检测到HMGR明显表达外,其余各组织都有不同程度的表达.提示HMGR基因可能是哺乳动物的一种结构表达基因.     

桑萜类生物合成酶HMGR的生物信息学分析

萜类化合物是桑叶具有药用功效的主要化学成分之一。利用Vector NTI Suit 8等工具,对GenBank中的桑萜类生物合成关键酶3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的核苷酸和氨基酸序列进行了生物信息学分析。桑hmgr基因序列以基因组DNA形式登录,其中1-5 905 bp区间为该基因序列,包括启动子、CDS和内含子序列,推测其编码蛋白的分子式为C2602H4181N715O786S29,亚细胞定位于线粒体,存在跨膜结构域,且含有22个氨基酸的质体转运肽,是含有HMG-CoA-reductase-classⅠ重要功能域的疏水性蛋白,二级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主,三级结构中含有2个HMG-CoA和2个NADP(H)结合位点。     

泌乳奶牛甘油三酯合成过程中潜在基因的诱导表达

就反刍动物而言,目前胆固醇代谢机理仍然不甚清晰。牛奶中的胆固醇浓度因奶牛品种、牛场管理、牛个体及泌乳周期的不同而存在较大差异。但遗传因素在胆固醇分泌进入牛奶过程中所起的作用还不清楚。因为反刍动物饲料中并不存在胆固醇,因此为了减少奶制品中胆固醇的含量,弄清它合成、转运、分泌进入牛奶的机理就显得尤为重要。目前的工作主要集中在研究泌乳期欧洲牛肝脏中对该过程起作用的潜在基因的表达。在不同的时间点（产前2周和产后0、2、4、8周）对16头瑞士褐牛进行肝脏穿刺,经过RNA抽提和反转录,用实时定量RT-PCR研究潜在基因的表达。胆固醇合成的关键酶（3-羟甲基戊二酰辅酶A合成酶、3-羟甲基戊二酰辅酶A还原酶和法尼基二磷酸法尼基转移酶）及脂质代谢相关的基因表达反馈调节子（固醇调节元件结合蛋白SREBP1、2和裂解激活蛋白Scap）被认为是潜在基因。3-羟甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶和法尼基二磷酸法尼基转移酶（FDFT）基因在产后2周表达显著增加（P〈0.01）,极有可能是对乳腺新需求所产生的应答。另外,SREBP1和Scap表达量的增加也可以作为这种修饰的一种可能的解释（分别为P〈0.01和P〈0.05）。最重要的是,上述提到的所有酶的表达具有显著的正相关,所有的合成机理表明这些酶为协同调节酶。欧洲牛产后血液及奶中胆固醇水平的升高可能是肝脏中关键酶和调节因子表达的协同诱导所致。     

猪HMGR基因组织表达特性研究

为了解猪HMGR基因的组织表达特点和规律,本研究通过RT-PCR半定量和Real-timePCR方法,检测猪HMGR基因在各组织中的表达。结果表明:猪HMGR基因在检测的15种组织中均表达,在各组织中的相对表达量高低依次为肝脏>心脏>肾脏>膀胱>皮下脂肪>肺脏>子宫>大肠>大脑>脾脏>脊髓>胃>卵巢>背最长肌>小肠。HMGR在肝脏中最高表达,为"肝脏是胆固醇合成的主要场所"这一观点提供了佐证。此外,HMGR在心脏、肾脏和膀胱中也有较高水平表达,说明该酶也在这些组织中起重要作用,但作用机理需进一步加以验证。     

畜禽胆固醇合成关键酶HMGR的生物信息学分析

本研究利用ClustalX、Swiss-pdbviewer4.0.1等分析工具,对GenBank中猪、牛和鸡β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的核苷酸和氨基酸序列进行生物信息学分析,为畜禽胆固醇生物合成及调控的分子机制研究提供理论基础。结果表明:猪、牛和鸡HMGR基因序列特点及编码蛋白质理化性质基本相同,均属不稳定类酶蛋白;保守结构域氨基酸序列具有高度的同源性,均含有保守的2个β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)结合基序和2个还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)结合基序;均有信号肽,属分泌型蛋白质;属于跨膜的疏水性蛋白,均有5个跨膜结构域;无规则卷曲和α-螺旋是HMGR多肽链中的主要结构元件;三维结构预测都呈"V"形;猪和牛HMGR基因的进化关系最近。由此可见,猪、牛和鸡HMGR组成、结构及生物化学性质相似、进化关系相近,不同动物HMGR的分离纯化方法及调控手段可以相互借鉴。     

猪PPARs基因组织表达特性的研究

以成年母猪为研究材料,采用RT-PCR半定量法对猪PPARα、β/δ和γ基因组织表达特点进行了研究。结果表明:在检测的18种组织中除胰腺组织外,3种PPAR亚型在其他17种组织中均有表达。表达量高低依次为PPARα,子宫绒毛膜>皮下脂肪>卵巢>大肠>脾脏>大脑>肾上腺>心脏>肺>小肠>脊髓>子宫蜕膜>胃>肝脏>背最长肌>膀胱>肾脏;PPARδ,子宫绒毛膜>卵巢>大肠>脾脏>肝脏>胃>皮下脂肪>大脑>肺>肾上腺>子宫蜕膜>脊髓>背最长肌>心脏>肾脏>小肠>膀胱;PPARγ,背最长肌>皮下脂肪>卵巢>脾脏>肺>大肠>膀胱>子宫绒毛膜>子宫蜕膜>心脏>胃>肝脏>肾脏>大脑>脊髓>肾上腺>小肠。3种亚型PPAR在卵巢和/或子宫绒毛膜中都有较高的表达,提示它们与猪的繁殖性能相关。     

猪TGFβ1基因及其受体组织表达特性的研究

以妊娠母猪为研究材料,采用RT-PCR半定量方法对猪转化生长因子β1(TGFβ1)及其3种受体组织表达特点进行研究。结果表明:TGFβ1在11种组织中的表达量,由高到低依次为肾上腺、下丘脑、肌肉、卵巢、脾、大脑、肾、子宫、肺、肝和心脏。3种受体的表达,总体上来说在子宫中相对较高。TGFβ1及其受体在肾上腺和子宫等组织中有相对较高的表达量,提示其在繁殖过程中可能发挥作用。     

SQ RT-PCR检测不同品种猪脂肪组织SOCS-3基因表达

取4月龄八眉猪和大白猪背部皮下脂肪组织，提取总RNA，根据大鼠细胞因子信号转导抑制因子-3基因（Suppressor Of Cytokine Signaling-3，SOCS-3）设计并合成引物，以猪β-actin基因作为内参，优化反应条件和体系，半定量（Semi Quantitative，SQ）RT-PCR单管扩增猪SOC93基因，经琼脂糖凝胶电泳分离后，Dolphin-DOC凝胶图像分析软件分析，测定各条带的光密度值，检测八眉猪和大白猪脂肪组织中SOCS-3基因mRNA的表达差异。结果表明：八眉猪脂肪组织SOCS-3 mRNA的表达丰度极显著高于大白猪（P〈0．01）。这种差异可能是2种经济类型猪脂肪沉积能力不同的主要原因之一。     

猪RPS3基因的克隆和表达分析

RPS3在体内具有多种功能,为了进一步揭示其结构与功能的关系,探索其编码区作为系统发育标记的可行性,本研究应用生物信息学、RT-PCR和3-′RACE方法首次克隆了猪RPS3基因（GenBank登录号：DQ660373）并进行了序列分析,同时利用半定量RT-PCR方法分析了RPS3基因的时空表达规律。序列分析表明RPS3开放读码框全长为732 bp,编码243个氨基酸残基的多肽链,含有核糖体蛋白S3标签,构建的系统发育树显示聚类结果与动物学上的分类一致。半定量RT-PCR分析表明RPS3在所检测的10种组织中均有较高水平的表达,心脏中的表达量最高,肺脏中的表达量最低,其它组织间差异不大;在仔猪中表达量高,随着日龄的增加表达量不断下降,在3月龄以后的猪中表达量趋于平稳。以上结果说明RPS3基因CDS适合构建种间的系统发育树,mRNA的表达水平与细胞的生长代谢速度有关。     

不同品种猪肌肉组织心型脂肪酸结合蛋白基因的表达差异

用体重约100kg DLY杂交猪和雅南猪各5头，屠宰取骨骼肌和心肌样品，采用RT—PCR方法研究心型脂肪酸结合蛋白（H—FABP）基因在不同品种猪肌肉组织表达的差异。结果表明：H—FABP基因表达于猪的骨骼肌和心肌中，但是其在2种肌肉组织中的表达量不同，心肌中表达量极显著高于骨骼肌（P〈0．01）；心肌和骨骼肌H-FABP基因的表达量2品种猪差异不显著（P〉0.05），但无论是心肌还是骨骼肌雅南猪的表达量都高于DLY杂交猪。     

不同品种猪PBD-124基因多态性及差异表达研究

【目的】 克隆获得猪β-防御素-124（porcine beta-defensin-124,PBD-124）基因CDS区并探究其多态性,分析PBD-124基因在不同品种猪及同种猪不同组织内的表达情况。【方法】 采用RT-PCR方法扩增并克隆猪PBD-124基因CDS区,利用PCR-RFLP酶切法对大白猪、民猪和野杂猪PBD-124基因的Bln Ⅰ酶切位点进行多态性检测,利用实时荧光定量PCR方法检测该基因在不同品种猪肝脏、脾脏和血液内的表达差异。【结果】 试验成功克隆出猪PBD-124基因CDS区,长423 bp,共编码140个氨基酸,测序结果发现其存在c.257 G>A和c.263 T>G 2个突变位点,因2个突变位点间隔过近,可能存在连锁,仅对第1个突变位点进行酶切,大白猪中检测到GG、GA、AA 3种基因型,而民猪和野杂猪中仅检测到GA和AA 2种基因型,3个群体中AA基因型均为优势基因型,大白猪、民猪和野杂猪的AA基因型频率分别为0.5261、0.9412和0.6452,且3个群体均处于Hardy-Weinberg平衡（P>0.05）。3个群体的多态性均不高,大白猪处于中度多态（0.25<PIC<0.5）,民猪和野杂猪则处于低度多态（PIC<0.25）。实时荧光定量PCR结果显示,PBD-124基因在大白猪、民猪、野杂猪的脾脏、肝脏及血液中均有表达,且存在表达差异。【结论】 猪PBD-124基因CDS区长423 bp,共编码140个氨基酸,与参考序列比对发现2个突变位点,均未引起氨基酸突变;3个群体多态性均不高;PBD-124基因在不同品种猪及同种猪不同组织间表达均存在差异。     

不同地方猪种背部皮下脂肪中miR-206差异表达研究

试验采用荧光定量PCR技术(QRT-PCR)对6个四川省地方猪种背部皮下脂肪中miR-206的差异表达情况进行测定和分析。结果表明:藏猪miR-206相对表达量最高,成华猪次之,青峪猪最低;藏猪miR-206相对表达量显著高于内江猪(P<0.05),极显著高于丫杈猪和青峪猪(P<0.01)。     

UCP3基因在巴马猪和藏猪脂肪组织中的表达和甲基化分析

为探究解偶联蛋白3（uncoupling protein 3,UCP3）基因在巴马猪和藏猪皮下脂肪组织中的表达和甲基化水平,试验采用实时荧光定量PCR技术检测UCP3基因在巴马猪和藏猪皮下脂肪组织中的mRNA表达水平;针对猪UCP3基因启动子区域（-3 580~+920 bp）,利用在线软件MethPrimer对该区域进行CpG岛预测,并采用亚硫酸氢盐测序法（bisulfite sequencing PCR,BSP）检测其甲基化水平,探究UCP3基因甲基化水平在巴马猪和藏猪中的差异。结果显示,巴马猪皮下脂肪组织UCP3基因表达量显著高于藏猪（P<0.05）;在UCP3基因启动子区预测到3个CpG甲基化岛,分别是CpG island1（-3 171~-2 928 bp）、CpG island2（-154~-2 bp）和CpG island3（+648~+806 bp）,其中CpG island1和CpG island3的甲基化水平在巴马猪和藏猪中差异较小,而藏猪CpG island2的甲基化水平（42.61%）高于巴马猪（24.49%）。本研究绘制了2个猪种CpG island2甲基化水平的黑白点图,其中CpG位点为4、8、9、10、11、12、15,藏猪甲基化频率分别比巴马猪高28.26%、17.39%、26.09%、26.09%、26.09%、23.91%和34.78%。在CpG island2处预测到3个转录因子结合位点（SP2、PPARγ和EGR1）。结果表明,巴马猪和藏猪皮下脂肪组织中UCP3基因mRNA水平的表达差异可能是由于CpG island2的甲基化水平不同所导致,藏猪DNA甲基化水平在一定程度上阻碍了转录因子与启动子调控区域的结合,从而抑制了UCP3基因的表达。     

PRKAG3基因在不同品种猪不同生长阶段骨骼肌中的表达差异及其表达量与肉质的关系

本试验中旨在比较PRKAG3基因在不同品种猪不同生长阶段骨骼肌中的表达差异,并探讨PRKAG3基因与肉质的关系。挑选15 kg左右的汉普夏阉公猪17头和长撒阉公猪16头,饲喂相同饲粮,当体重分别达到20和50 kg时,2个品种的猪分别屠宰5头,体重达到100 kg时分别屠宰7和6头。各生长阶段屠宰后均测定骨骼肌pH、肌糖原含量以及PRKAG3基因表达量,且在100 kg阶段屠宰后同时测定肉质性状。结果表明:1)在不同生长阶段长撒猪骨骼肌中PRKAG3基因的表达量均高于汉普夏猪,特别是在100 kg阶段,长撒猪骨骼肌中PRKAG3基因的表达量是汉普夏猪的6.81倍(P0.05)。长撒猪与汉普夏猪骨骼肌中PRKAG3基因的表达量均随体重的增加而增加,但汉普夏猪不同生长阶段PRKAG3基因的表达量差异不显著(P0.05),而长撒猪PRKAG3基因的表达量在100 kg阶段时显著高于20和50 kg阶段时(P0.05)。2)汉普夏猪和长撒猪的肉质存在差异。汉普夏猪的滴水损失和失水率显著高于长撒猪(P0.05),而熟肉率、黄度(b)值极显著低于长撒猪(P0.01),剪切力和pH2(屠宰后24 h的pH)显著低于长撒猪(P0.05)。与长撒猪相比,汉普夏猪具有较高的肌糖原含量(P0.05)。3)猪骨骼肌中PRKAG3基因的表达量与肉质的相关性存在品种效应。汉普夏猪骨骼肌中PRKAG3基因表达量与滴水损失呈正相关,与熟肉率呈负相关,与pH2呈显著负相关(P0.05)。长撒猪骨骼肌中PRKAG3基因表达量与滴水损失和失水率呈正相关,与pH2呈负相关。上述结果表明,猪骨骼肌中PRKAG3基因具有品种和生长阶段表达差异;猪骨骼肌中PRKAG3基因的表达量与肉质性状相关,特别是与pH2,二者呈显著负相关。     

不同地方猪重要经济性状关联位点SNP芯片分型及群体遗传结构研究

旨在分析四川省7个地方猪种类群和山东省徒河黑猪重要经济性状关联SNP位点基因型分布及群体间遗传结构。本研究采用中芯一号芯片对23头成华猪、26头雅南猪、60头青峪猪、57头内江猪、151头丫杈猪、57头乌金猪（凉山类群）、51头平原藏猪、109头高原藏猪和28头徒河黑猪共562头健康种猪进行了单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）分析,利用Plink软件对获得的基因型数据进行质控,结合R等软件,统计分析猪7个重要经济性状的基因型;采用Mega X软件进行聚类分析,使用Plink软件进行主成分（PCA）分析,通过VCFtools软件计算猪群间的群体遗传分化指数（Fst）,分析群体间遗传关系远近。结果显示,四川省地方猪群体中,采食量、酸肉和应激性状的非优势基因型比例均在2.20%以下;抗仔猪腹泻、料重比（FCR）、公猪精液品质和多肋性状的非优势基因型比例分别为8.99%、11.80%、73.97%和95.32%;徒河黑猪群体中,应激性状已无q等位基因,采食量和酸肉性状的非优势基因型比例较低,均为3.57%;公猪精液品质、抗仔猪腹泻、料重比和多肋性状的非优势基因型比例较高,分别为39.29%、50.00%、82.14%和92.86%;聚类和主成分分析显示,徒河黑猪与四川地方猪种间遗传距离远,丫杈猪、乌金猪、内江猪和藏猪（平原和高原）各自聚为一类,品种间群体分层结构明显,雅南猪、成华猪、青峪猪聚为一类;Fst指数计算结果表明,同属于湖川山地猪的丫杈猪和青峪猪间存在高度遗传分化。结果提示,四川省地方猪群体的采食量、酸肉、应激、抗仔猪腹泻和料重比性状的非优势基因型比例较低,公猪精液品质和多肋性状的非优势基因型比例较高;徒河黑猪群体的应激性状已无q等位基因,采食量和酸肉性状的非优势基因型比例较低,公猪精液品质、抗仔猪腹泻、料重比和多肋性状的非优势基因型比例较高;群体遗传结构研究结果表明,丫杈猪与青峪猪都归类于湖川山地猪有待商榷。     

不同猪种5-羟色胺受体基因的表达及其与肉质的相关性分析

为研究5-羟色胺（5-HT）受体基因在不同猪种的表达及其与肉质的关系,试验选取淳安花猪与杜长大三元猪各12头,同时饲喂,达上市体重时分别屠宰,测定胴体、肉质性状及肌肉、脂肪中的5-HT受体基因表达量。结果表明：淳安花猪、杜长大三元猪的平均屠宰体重分别为88.1、102.4kg;淳安花猪的板油率、背膘厚、肌内脂肪等指标均显著高于杜长大三元猪（P〈0.05）;屠宰率、眼肌面积杜长大三元猪显著高于淳安花猪（P〈0.05）。5-HT2A、5-HT7受体基因在2个猪种脂肪组织中的表达量均显著高于肌肉组织（P〈0.05）,杜长大三元猪的肌肉中5-HT2A、5-HT7表达量显著低于淳安花猪（P〈0.05）,而脂肪中表达量两猪种间差异不显著。5-HT2A、5-HT7受体基因表达量与屠宰肉质指标之间基本呈负相关,尤其是肌肉中的5-HT2A表达量,呈较强负相关（杜长大三元猪）或显著负相关（淳安花猪）。研究初步认为,5-HT受体基因在中外猪种之间存在表达差异,并与屠宰肉质性状具有相关性。     

2个山西地方猪种IFNA基因组织表达谱分析

α干扰素(IFNA)是与免疫调节、抗病毒功能有关的细胞因子。为了研究IFNA基因在断奶仔猪不同系统组织的表达情况,笔者采用RT-PCR方法检测IFNA基因在晋汾白猪和新山西黑猪不同组织中的表达情况。结果显示,IFNA基因在晋汾白猪和新山西黑猪各个组织均表达。此外,使用SPSS19.0软件分析IFNA基因在2种猪的免疫系统(脾、支气管淋巴结,肺泡巨噬细胞、白细胞)中的表达差异,结果显示,晋汾白猪肺泡巨噬细胞与白细胞、脾,白细胞与脾间表达呈极显著差异(P<0.01);新山西黑猪脾及与肺泡巨噬细胞、白细胞、支气管淋巴结间表达无显著差异(P>0.05)。晋汾白猪和新山西黑猪白细胞表达差异极显著(P<0.01)。本研究通过IFNA基因在晋汾白猪和新山西黑猪不同组织的表达水平和特点,为下一步研究IFNA基因的抗病毒、免疫调节等功能提供了理论基础,也将为今后对猪的抗病育种提供参考和理论指导。