KDR基因启动子区变异影响猪肌内脂肪含量的分子调控机制

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猪肌内脂肪含量(Intramuscular fat, IMF)是影响猪肉品质和感官特性的重要因素。含激酶插入区受体(kinase-insert domain receptor, KDR)作为一种血管内皮生长因子受体,在血管内皮生长因子诱导的血管发生中发挥重要的作用,而血管生成是脂肪细胞生长和脂肪沉积的物质基础。本研究以KDR作为候选基因,分析KDR基因表达水平与肌内脂肪含量的关系,进一步通过测序发掘启动子区域单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)及其对猪背最长肌IMF沉积的影响。结果如下:免疫组化切片显示,KDR蛋白特异性表达于肌肉组织中的肌纤维间隙中的毛细血管上,在脂肪组织和肌肉组织中没有表达。定量结果显示,KDR基因表达量在IMF含量高组表达量显著高于IMF含量低组,KDR基因表达量与IMF相关分析发现,二者存在极显著正相关(r=0.47,P<0.01)。通过DNA混池测序发现KDR启动子区域三个新的SNP位点,在IMF含量高组和低组中等位基因分布模式存在差异,分别为:c.-1316A>G, c.-1303C>T和c.-1108A>C。在105头纯种二花脸和98头商品杂交猪(杜洛克×长白猪×约克夏,DxLxY)中进行基因分型,发现这三个SNP位点完全连锁,在二花脸群体中存在ACA或GTC单倍型,而在D×LxY群体中仅存在GTC单倍型,且这两种单倍型与IMF含量相关,ACA单倍型与高IMF含量相关,GTC与低IMF含量相关。另外,c.-998G>C位点在二花脸和商品杂交猪中均存在,该位点与IMF含量不相关。c.-873G>A和c.-816A>G两个SNP位点也特异性存在于二花脸中,该两个位点完全连锁,形成GA和AG两种单倍型。无论是KDR基因表达还是双荧光素酶活性报告,ACA启动子均比GTC启动子具有较高的KDR基因转录活性,二者差异显著(P<0.05)。点突变结果显示,c.-1316A>G中G突变为A能够引起KDR基因启动子活性升高。此外,我们还发现血管内皮细胞标记基因CD31和CD34在ACA/ACA单倍型二花脸个体中表达量最高(P<0.05)。由此,我们推测,ACA单倍型中的c.-1316A可以促进肌肉组织中KDR基因的表达并使其形成更广泛的血管网络,从而提高猪的肌内脂肪含量。
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