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猪横纹肌高表达新基因的克隆、定位、表达谱分析及SNPs与经济性状和肌纤维性状的关系研究

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目录

文摘

英文文摘

基金项目

1 文献综述

1.1 研究问题的由来

1.2 猪肌肉品质的相关研究

1.2.1 肌纤维性状及其与肉质的关系

1.2.2 影响肉质的其他主要性状

1.3 猪肌肉品质相关候选基因研究进展

1.3.1 肌纤维生长发育候选基因的研究进展

1.3.2 其他相关候选基因的研究进展

1.4 基于EST的新基因分离方法

1.4.1 依据

1.4.2 表达序列标签(EST)

1.4.3 基因的电子克隆

1.5 研究的四个基因的进展

1.5.1 MARPs(肌肉锚定重复蛋白家族)

1.5.2.ASB15(Ankyrin repeat and SOCS box protein 15)

2 研究的目的和意义

3 材料与方法

3.1 材料

3.1.1 组织样品

3.1.2 DNA样品

3.1.3 主要试剂

3.1.4 主要试剂的配制

3.1.5 菌株

3.1.6 酶和试剂盒

3.1.7 主要仪器设备

3.1.8 主要分子生物学软件、统计软件和相关网站

3.2 方法

3.2.1 候选基因的克隆方法

3.2.3 用RACE方法获取ANKRD2基因的全长cDNA

3.2.4 基因染色体定位的SCHP和IMpRH法

3.2.5 基因组织表达谱与时期表达谱研究

3.2.6 基因的多态性检测方法

3.2.7 基因多态性与性状的关联分析方法

3.2.8 肌纤维性状测定

4 结果

4.1 基因的克隆与cDNA全长获取

4.1.1 RT-PCR扩增的结果

4.1.2 猪ANKRD2基因cDNA与氨基酸序列分析结果

4.1.3 猪ANKRD23基因cDNA与氨基酸序列分析结果

4.1.4 猪ASB15基因cDNA与氨基酸序列分析结果

4.2 基因的染色体定位结果

4.2.1 染色体区域定位结果

4.2.2 精细定位结果

4.3 基因的组织表达谱与时期表达谱结果

4.3.1 ANKRD1基因的组织表达谱结果

4.3.2 ANKRD2基因的组织表达谱与时期表达谱结果

4.3.3 ANKRD23基因的组织表达谱与时期表达谱结果

4.3.4 ASB15基因的组织表达谱与时期表达谱结果

4.4 猪ANKRD2基因遗传多态性检测分析结果

4.4.1 ANKRD2基因两个位点的多态性检测

4.4.2 遗传变异检测结果

4.4.3 基因在不同猪群中的多态性分析结果

4.5 猪ANKRD2的遗传变异与部分经济性状的关联分析结果

4.6 通城猪肌纤维形态测定结果及与其ANKRD2基因的关系研究

4.6.1 通城猪肌纤维形态测定结果

4.6.2 ANKRD2基因多态性检测分析结果

5 讨论

5.1 关于基因的全长获取及分析

5.2 关于四个基因的物理定位结果

5.3 关于基因的组织及时期表达谱

5.3.1 通过半定量RT-PCR的方法研究基因的组织及时期表达谱

5.3.2 通过Real-time Q-PCR进行时期表达谱

5.4 关于ANKRD2基因的多态检测及性状关联分析

5.4.1 ANKRD2基因第五外显子的多态检测及性状关联分析

5.4.2 ANKRD2基因第八外显子的多态检测及性状关联分析

5.5 关于肌纤维形态研究

6 小结

6.1 本研究获得的结果

6.2 本研究的创新点

6.3 本研究不足之处及下一步值得研究的工作

参考文献

附录1 缩略词表

附录2 主要性状的中英文对照和缩写

附录3 ANKRD2基因的mRNA序列

附录4 ANKRD23基因的部分mRNA序列

附录5 ASB15基因的部分mRNA序列

在读期间发表(待发表)论文题录

致谢

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摘要

随着人们生活水平的提高,人们对猪肉品质的要求也越来越高,如何提高肉质是当前畜牧业发展的主要任务之一。而以往的研究大都集中在肉质的表观指标的分析以及屠宰后肉品的加工上,而对影响肉质好坏的分子机理研究较少。因此,研究影响肉质的分子机理是非常重要的,特别是研究肌纤维的形成及其组成的分子机理,不仅可以帮助人们了解动物肌肉生长发育的一般模式,而且可以从动物生长发育过程中,从肌肉的形成开始,通过适当的途径调控肌肉生长来改善肉质。
   本研究利用生物信息学与分子生物学技术相结合的方法,在猪中克隆和定位了四个在横纹肌中高表达的基因,并作了一些初步的功能研究与预测,取得了如下结果:
   1.结合猪EST数据库的信息和cDNA末端快速扩增(RACE)的方法,鉴定了猪ANKRD2基因的全长cDNA序列,并得到了ANKRD23和ASB15两个基因的部分cDNA序列。同时利用生物信息学方法对ANKRD2,ANKRD23,ASB15三个基因的CDS全长序列进行了分析,推导其氨基酸序列和可能的功能域,为进一步研究基因的功能奠定了基础。
   2.利用体细胞杂种板(SCHP)和辐射杂种板(IMpRH)对ANKRD1,ANKRD2,ANKRD23和ASB15四个基因进行了染色体区域定位。将PCR分型数据提交到在线数据分析软件进行统计分析,结果表明ANKRD1被定位在SSC14,与SW1552紧密连锁(LOD=5.26);ANKRD2也被定位在SSC14,与SW328紧密连锁(LOD=10.44);ANKRD23定位在SSC3q12,与IGKC紧密连锁(LOD=6.03);ASB15定位在SSC18q13-21,与SW1984紧密连锁(LOD=6.84)。以上四个基因所在的区域都存在与生长、肉质或肌纤维性状相关的QTL。
   3.用半定量RT-PCR的方法,对ANKRD1基因进行了组织表达谱研究,对ANKRD2,ANKRD23和ASB15三个基因进行了组织表达谱和时期表达谱分析。结果表明除ANKRD23外其他三个基因都只在心肌和骨骼肌中特异表达,而ANKRD23还要在褐色脂肪中表达,表明这四个基因在心肌和骨骼肌中都有重要的生理功能;ANKRD2,ANKRD23和ASB15三个基因在肌肉生长发育的不同时期存在差异表达,都是随着时间的推移表达量增加,可能参与了肌肉的生长发育过程。
   4.运用Real-time Q-PCR技术,在通城和长白两个猪种中对ANKRD2进行了骨骼肌发育不同阶段的表达模式的分析。结果表明在33天左右ANKRD2表达量很低,在随后65天至90天左右表达量逐渐升高。从不同猪种的表达情况来看,从65天至90天的这段发育时期,该基因在长白猪中表达量显著增加(P<0.05),而在通城猪中表达量的增加相对比较平稳,表明该基因在通城和长白猪中表达量存在差异。
   5.对ANKRD2基因进行了SNPs的检测,结果发现了ANKRD2基因第五外显子和第八外显子具有ANKRD2-HaeⅢ(C-T)和ANKRD2-Mbol(C-T)两个酶切位点。利用PCR-RFLP方法检测了这两个SNPs在杜洛克、二花脸猪、清平猪、玉山黑猪、梅山猪、大花白猪和藏猪中的基因型分布。同时进行了群体遗传学分析,卡方检验结果表明,这两个SNPs位点的基因型频率在不同的品种中存在较大的差异。
   6.在我室与通城县畜牧局合作组建的试验猪群中,采用方差分析的最小二乘分析法,利用广义线性模型对上述两个SNP位点与部分经济性状进行了初步的关联分析。结果发现,ANKRD2基因第五外显子的HaeⅢ多态性与肌内脂肪含量有极显著的关联(P<0.01);ANKRD2基因第八外显子MboI多态性与腿臀比率呈显著关联(P<0.05)。
   7.取15头通城猪的背最长肌和股二头制作肌纤维石蜡切片,得到肌纤维面积、直径、长径、短径和密度等性状,并初步研究了与ANKRD2基因第五外显子和第八外显子两个SNPs间的关系,结果表明ANKRD2基因的两个SNP位点都以CC等位基因占主导。

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