藏猪几个重要遗传特性基因的研究

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藏猪(Sus scrofa,Tibetan swine)主要产于我国西藏、四川西部、云南西北部以及甘肃南部的农区和半农半牧区,是世界上分布在海拔最高地区(2500~4300m)的稀有放牧猪种之一。藏猪具有抗逆性强、肌肉纤维细、肌间脂肪含量高和肉质风味好等优点;但同时存在产仔数低、生长缓慢和胴体瘦肉率低等不足。由于藏猪的生产性能低下,为了提高其生产性能,因而长期以来引进其他猪种与之进行杂交,导致其数量急剧减少,若不采取有效的措施,藏猪也会和许多其他地方猪种一样濒临灭绝,其所携带的优良基因,在我们还没有认识其价值以前就永远从基因库中消失。因此,有针对性开展藏猪遗传特性方面的研究,对猪种资源的保护和开发利用具有重大的价值,对今后的新品种培育和品种复壮、实现养猪生产的可持续发展具有十分重要的战略意义。由于藏猪分布在偏远高海拔山区和处于放牧的半野生状态,因此采样和测定研究工作难度大,目前国内外对这一宝贵的猪种资源的研究很少,并且主要是集中在生长发育性能和血液蛋白多态性研究方面,有关藏猪抗病力、肌肉品质和产仔数等特色性状基因方面的研究尚属空白。天然抗性巨嗜细胞蛋白基因(natural resistance associated-macrophage protein 1,NRAMP1)、心脏脂肪酸结合蛋白基因(heart fatty acid binding protein,H-FABP)和雌激素受体基因(estrogen receptor,ESR)是与抗病力、肌肉品质和产仔数相关的侯选基因,藏猪的这3个基因尚未有人研究。因此,本论文选择藏猪的NRAMP1、H-FABP和ESR基因进行研究,以发掘藏猪的优势特色,为藏猪资源的保护和开发利用奠定基础。首先,我们克隆了藏猪NRAMP1基因。从脾脏和血液白细胞样品制备RNA后,用RT-PCR的方法克隆了藏猪NRAMP1基因,序列分析发现其开放阅读框长度为1614bp,编码538个氨基酸残基,其蛋白质分子量为58.8kD,等电点为8.01,疏水氨基酸占52.8%,亲水氨基酸占31.4%,碱性氨基酸占5.8%,酸性氨基酸占5.4%,该蛋白质不含信号肽序列。预测的藏猪NRAMP1蛋白质具有其他物种保守的所有结构区域,包括1个富含脯氨酸和精氨酸的SH3结合域(SH3-binding domain),4个PKC磷酸化位点(S/T-X-R/K),2个N型糖基化位点(N-X-S/T),1个转运功能区(transport motif)和12个转膜区域(transmembrane,TM)。将藏猪的NRAMP1cDNA序列与家猪相应序列比较,有13个位点发生了突变,其同源性达99.2%,但编码的氨基酸序列完全相同。藏猪与狗、绵羊、牛、鹿、马、人和鼠的NRAMP1cDNA之间的同源性分别为91.2%、88.7%、88.1%、86.8%、85.8%、83.2%和71.6%。其次,采用半定量和定量PCR方法,对藏猪的10种组织中NRAMP1基因的表达模式和表达水平进行研究。结果表明,该基因在藏猪的10个组织以及白细胞中均获得表达,不存在组织表达特异性。该基因在藏猪中表达比西方家猪更加广泛,说明NRAMP1基因在不同的品种间可能存在差异。定量和半定量PCR结果进一步证实了NRAMP1基因在藏猪中没有组织表达特异性。该基因表达拷贝数平均为3233拷贝/μL cDNA,但各组织间表达丰度存在极大差异,表达量最高为脾脏,最低为肝脏,两者相差77倍以上。各组织表达丰度从高到低的顺序是脾脏、大脑、肺、回肠、肾脏、淋巴结、结肠、心脏、肌肉和肝脏。上述测试结果为藏猪较其他猪种具有更强的抵抗力提供了间接证据。再其次,采用PCR-RFLP技术(限制内切酶采用MspⅠ、HaeⅢ和HinfⅠ酶)检测了96头藏猪在H-FABP基因位点的遗传变异。结果表明:藏猪H-FABP基因在HinfⅠ和MspⅠ酶切位点均具有多态性,分别表现为HH、Hh、hh和AA、Aa和aa基因型,其中,H和A等位基因的频率分别为0.521和0.406;在HaeⅢ位点无变异,均表现为DD型。最后,采用PCR-RFLP技术检测了96头藏猪在ESR基因位点的遗传变异,并分析了不同基因型对产仔数的影响。结果表明:在藏猪中只有AA和AB 2种基因型,没有高产仔的优势基因型BB,其中,AA和AB基因型分布频率分别为0.75和0.25,A、B等位基因的频率分别为0.875和0.125,研究结果较好地解释了藏猪产仔数不高的现象。藏猪不同ESR基因型产仔数和产活仔数之间存在明显差异,其中AB基因型的产仔数较AA型高2.03头。这些发现对藏猪的产仔数性状的改进具有重要意义。对藏猪最具特色的3个性状相关基因进行的初步研究和所获得结果,为认识、保护和利用藏猪的优良基因资源奠定了基础。
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