苏淮猪VRTN基因克隆、组织表达特征与多态性分析

【目的】获得苏淮猪VRTN基因编码区序列,了解其序列特征和组织表达特征,分析苏淮猪VRTN基因ins291位点的多态性。【方法】以苏淮猪卵巢组织cDNA为模板,采用克隆测序技术分离获得苏淮猪VRTN基因编码区序列。利用BioEdit 7.0软件分析其序列特征和蛋白理化性质。利用Clustal W软件进行核苷酸和蛋白质序列比对分析。利用UCSC基因组浏览器与NCBI基因组数据库进行猪VRTN基因的染色体定位和基因组结构分析。利用SMART软件预测蛋白质功能域,CPHmodels软件预测蛋白质三级结构。随机选取3头成年苏淮猪母猪,屠宰后立即采集心、肝、脾、肺、肾、下丘脑、肌肉和卵巢等组织,提取组织总RNA,采用RT-PCR技术分析苏淮猪VRTN基因的组织表达谱。采集106头成年苏淮猪繁殖母猪耳组织样,提取基因组DNA,采用 PCR-凝胶电泳分析苏淮猪VRTN基因ins291位点的多态性。【结果】苏淮猪VRTN基因编码区序列全长为2 097bp,与其它哺乳动物如人、小鼠、牛和羊的一致性分别为84.98%、74.53%、85.84%和86.45%,而与鸡的一致性只有54.42%。基因组结构分析发现猪VRTN基因由2个外显子和1个内含子构成,定位在猪7号染色体上。苏淮猪VRTN基因编码蛋白含有698个氨基酸残基,与人、小鼠、牛和羊等的一致性分别为85.55%、70.07%、86.20%和86.06%,但与鸡的一致性只有51.17%,可见哺乳动物VRTN基因在进化过程中比较保守。氨基酸组分分析显示苏淮猪VRTN蛋白氨基酸序列存在全部20种氨基酸,其中Leu（亮氨酸）含量最高,达到10.44%,而Asp天冬氨酸含量最低,只有1.43%。蛋白结构分析发现苏淮猪VRTN蛋白含有 HTH结构域等典型结构域,由6个α螺旋、5个β折叠以及若干无规则卷曲组成。RT-PCR分析表明VRTN基因在苏淮猪心、肝、脾、肺、肾、下丘脑、卵巢和肌肉组织等组织中均有表达,说明VRTN基因是一个广泛表达的基因。在苏淮猪群体中检测到VRTN基因ins291位点的3种基因型,其中仅有93bp条带的为野生纯合型（wt/wt）,仅有384bp条带的为突变纯合型（Q/Q）,含有384和93bp条带的为杂合型（wt/Q）。在苏淮猪群体中wt/wt型为优势基因型,基因型频率为0.717;wt为优势等位基因,基因频率是0.816;高脊椎数等位基因Q的频率为0.184。遗传多态性分析发现苏淮猪VRTN基因ins291位点的多态信息含量为0.331,为中度多态位点,杂合度为0.40,变异程度相对较低。【结论】 获得了苏淮猪VRTN基因序列,其表达无组织特异性;苏淮猪群体中存在高脊椎数等位基因Q。     

巴马香猪VRTN基因克隆、表达及其多态性与繁殖性状的关联分析

旨在研究VRTN（vertebrae development homolog）基因在巴马香猪群体中的编码区序列特征、组织表达情况、脊椎数性状因果突变位点ins291的等位基因频率及其与乳头数和产仔数性状的关联。本研究采集3头0日龄巴马香猪组织,利用cDNA克隆技术获得VRTN基因编码区全长序列并进行生物信息学分析,利用荧光定量PCR技术检测VRTN在心、肝、脾、肺、肾、背最长肌和皮下脂肪组织中的表达情况;采集279头经产巴马香猪母猪血液,检测ins291位点在该群体中的频率分布,并与乳头数、产仔数性状进行关联分析。结果表明,巴马香猪VRTN基因编码区全长2 097 bp,其编码的氨基酸序列在不同物种间存在大量保守区域;VRTN基因编码698个氨基酸,预测为亲水性蛋白质,存在1个螺旋转角螺旋域超家族结构功能区、2个低复杂度区域和2个内部重复结构,并与核受体辅抑制子1（NR6A1）、果蝇同源框基因Prospero的脊椎动物同源蛋白2（PROX2）和富亮氨酸重复序列74亚基（LRRC74A）等蛋白具有相互作用;VRTN基因在0日龄巴马香猪各组织中均有表达,其中在背最长肌组织中表达量最高;巴马香猪保种群体中VRTN基因有利突变位点ins291的等位基因频率为21.15%,不同基因型个体之间平均产仔数、总乳头数、左侧乳头数、右侧乳头数和单侧最大乳头数性状均无显著差异（P>0.05）,但纯合突变型（ins/ins）个体的乳头数性状均高于其他基因型个体。结果提示,在巴马香猪产业化生产中可通过分子育种手段提高VRTN ins291有利等位基因频率,但不影响其产仔数性状。     

Effect of VRTN gene polymorphisms on Duroc pig production and carcass traits,and their genetic relationships

The thoracic vertebral number is associated with body length and carcass traits, and represents one of the most important traits in the pig industry. Recent studies have shown that vertnin (VRTN) gene is associated with variations in the vertebral number in commercial European pigs. However, the genetic relationships and effect of this VRTN gene in pig production and carcass traits remain uncertain. Therefore, we investigated the genetic relationships among traits such as vertebral numbers, carcass weight and length‐related traits, and meat production traits, and the effect of VRTN gene polymorphisms on these traits in a Duroc purebred population selected for its meat production traits. Highly positive genetic correlations were obtained between the thoracic vertebral numbers and length‐related traits (0.56 to 0.84), whereas low correlations were obtained with production traits and carcass weight (?0.16 to 0.05). VRTN gene polymorphisms indicated that the number of thoracic vertebrae and length‐related traits were significantly associated with the VRTN genotype, but had no significant effect on production traits and carcass weight. The results indicate that VRTN gene may be used as an effective selection marker to obtain pigs with high thoracic vertebral numbers and length‐related traits, without adversely affecting meat production traits.     

两广小花猪 VRTN 基因突变鉴定及其对胴体与肉质性状影响分析

【目的】VRTN 基因 g.20311_20312ins291 和 g.19034A>C 突变是影响瘦肉型猪胸椎数的突变，该突变可增加胸椎数。探究两广小花猪 VRTN 基因突变频率及其对胴体性状与肉质性状的影响，为两广小花猪的分子选育提供参考。【方法】提取 69 头两广小花猪基因组 DNA 并进行 PCR 扩增，使用凝胶电泳与 TA 克隆分别检测其 VRTN 基因 g.20311_20312ins291 和 g.19034A>C 位点突变情况；测定该群体的胴体性状与肉质性状，根据位点突变情况将该群体分组后使用 t 检验进行分析。【结果】在该群体中发现 5 个个体为携带两个位点突变的杂合子，表明两种突变可能紧密连锁，两种突变频率均为 3.62%。统计分析结果显示，VRTN 连锁突变等位基因并不能显著影响两广小花猪的肋骨数，但能影响胴体性状与肉质性状。其中胴体性状方面，VRTN 基因杂合突变显著提升体直长 4.6%（P < 0.05）和体重 9.6%（P < 0.01），体斜长提高 3.5% 但差异不显著，背膘厚和皮厚分别增加 6.5% 和降低 3.7% 但差异不显著。肉质性状方面，突变杂合子的明度 L、色度指数 a 值和 b 值分别增加了 0.01%、14.7% 和 8.4%，失水率显著上升 51.2%（P < 0.05），剪切力和 pH 值变化差异均不显著。【结论】两广小花猪群体中检测到 VRTN 基因 g.20311_20312ins291 和 g.19034A>C 两种突变但频率较低，两种突变可能存在紧密连锁。VRTN 基因杂合突变不会提高两广小花猪胸椎数，可在一定程度上改善胴体性状，但也会对肉质性状带来不利影响，后续两广小花猪育种需要权衡 VRTN 基因突变对于胴体性状与肉质性状的影响。