猪ADD1基因的克隆及其与肉质性状关系的研究

猪ADD1基因的克隆及其与肉质性状关系的研究

李长龙[1]2004年在《猪ADD1基因的克隆及其与肉质性状关系的研究》文中提出随着生活水平不断改善,人们对于猪肉品质要求越来越高。可以肯定,改良肉质性状将是我国未来动物育种工作中的重点。在人类的研究中,已经发现脂肪细胞分化和决定因子-1(ADD1)基因与脂肪外组织的脂肪沉积有着确定的连锁关系。ADD1基因同PPAR基因、C/EBP基因共同调控脂肪细胞的分化,同时参与低密度脂蛋白(LDL)受体、乙酰辐酶A羧化酶(ACC)、脂肪酸合成酶(FAS)、葡萄糖激酶(GK)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)等有关脂肪合成和葡萄糖代谢的基因的表达。最近的研究表明,ADD1基因能够调节非脂肪组织的脂肪沉积。有鉴于此,本研究以猪ADD1基因为猪肉质性状的候选基因来研究猪ADD1基因多态与肉质性状的相关性。具体工作极其结论如下: (1)ADD1的克隆和表达:利用同源克隆的方法首次克隆猪ADD1基因的全长编码序列和部分DNA序列。经过同源性分析和蛋白质叁维保守性结构分析以及southern杂交分析,结果表明:所克隆序列是猪ADD1基因。 (2)ADD1的表达规律:用RT-PCR的方法检测了猪10种组织的RNA表达量。结果显示在心、脾、肺、肾、胃、大肠、小肠、肌肉、脂肪等组织都有ADD1基因的表达。在脂肪组织中表达量最高,在肌肉组织中表达量最低。为ADD1基因与肉质性状的连锁的研究奠定了理论基础。 (3)ADD1基因的SNP与肉质性状的相关性分析:利用PCR-SSCP方法扫描了部分DNA序列,发现了一个SNP。在两个试验组(不同的品种和营养因子效应)中检测ADD1基因的不同基因型,并且根据不同的试验组构建不同统计分析模型对ADD1基因的SNP与肉质性状进行相关分析。结果显示:在试验组A(存在对肉质有显着影响的营养因子效应)中,ADD1基因AB型和BB型在肉色和肌内脂肪上存在显着差异(P<0.05=,并且AB型与BB型相比有较高的肌内脂肪含量、浅的肉色。各个营养组间肉色、肌内脂肪含量、蛋白质含量、pH值等指标差异极显着(P<0.01)。在试验组B(存在对肉质有显着影响的品种效应)中,ADD1基因AA型和BB型间在肉色、肌内脂肪和嫩度上存在显着差异(P<0.05),并且AA型有较高的肌内脂肪含量、浅的肉色和较高的嫩度。据此认为,猪ADD1基因的SNP与肌内脂肪、肉色等肉质性状有确定的相关关系,ADD1基因是这些性状的主基因或与主基因连锁。利用生物学软件分析突变对RNA二级结构和蛋白质等电点、结构跨膜、蛋白酶酶切位点。发现突变只导致产生了一给蛋白酶酶切位点,其他未有变化。蛋白酶酶切位点的变化可能是ADD1基因与肉质性状相连锁的主要因素。

崔景香[2]2011年在《猪肌内脂肪沉积相关基因的mRNA表达及功能分析》文中研究指明随着人们生活水平的提高,猪肉品质已引起了消费者和生产者的广泛重视。肌内脂肪(IMF)含量和背膘厚(BFT)是影响猪肉品质的两个重要指标,其中,IMF对肉的嫩度、多汁性和风味有明显的正效应。本研究以遗传背景有较大差异的地方品种莱芜猪、培育品种鲁莱黑猪、引入品种大白猪为研究对象,对影响猪脂肪细胞分化和脂肪细胞肥大的DGAT1、DGAT2、ADD1、PPARγ、ADRP和PID1六个候选基因进行了定量表达检测和遗传分析;进一步对其中与肌内脂肪显着相关的PID1基因,研究构建真核表达载体,并通过细胞转染进行鉴定,旨在为基因功能的验证奠定基础以及为猪肉质改良的标记辅助选择(MAS)筛选有效的分子标记提供理论依据。主要研究结果总结如下:一、优化建立了TaqMan探针定量分析法,并与SYBR Green real-time PCR方法进行了比较,结果表明,利用TaqMan探针法对ADD1基因进行定量表达检测,能够比SYBR Green real-time PCR更加快速和准确,且不影响相关分析结果。ADD1基因在莱芜猪脂肪组织中表达量最高,在肝脏中未见明显表达,并且脂肪组织和肌肉组织间的表达量差异显着(P<0.05)。ADD1基因的mRNA表达量在肌肉组织中与IMF含量呈显着正相关(P<0.05)。二、DGAT1和DGAT2在同一猪种不同组织中的mRNA表达水平有显着差异(P<0.05),总体表现为:肝脏>脂肪>肌肉;在不同品种猪的3种组织中的mRNA表达量总体表现为:莱芜猪>鲁莱黑猪>大白猪;但DGAT1基因在不同品种猪脂肪组织中的表达顺序为:大白猪>鲁莱黑猪>莱芜猪;相关性分析结果表明,DGAT1基因在3种猪品种间的肝脏组织中mRNA表达量与BFT呈显着正相关(P<0.05);DGAT2基因在3种猪品种间的肌肉组织中mRNA表达量与IMF含量呈显着正相关(P<0.05)。叁、PPARγ和ADRP基因在3个品种猪的肌肉组织中的mRNA表达量总体表现为:莱芜猪>鲁莱黑猪>大白猪;相关性分析结果表明,PPARγ的mRNA表达量在3个猪种的肌肉中mRNA表达量与IMF呈显着正相关(P<0.05),ADRP的mRNA表达量在3个猪种的肌肉中与IMF相关不显着(P>0.05),PPARγ的mRNA表达量与ADRP的mRNA表达量呈极显着正相关(P<0.01)。证实了PPARγ与脂肪沉积性状存在一定的内在联系,也提示PPARγ和ADRP基因之间存在一定的联系,其结果为进一步研究莱芜猪高肌内脂肪沉积的分子调控机制提供了新的资料。四、猪品种因素对PID1基因的mRNA表达量具有显着效应(P<0.05),总体表现为:莱芜猪>鲁莱黑猪>大白猪。不同组织对PID1基因的mRNA表达量具有显着效应(P<0.05),总体表现为:肝脏>脂肪>肌肉。品种与组织之间的互作对该基因表达量也具有显着影响(P<0.05);相关性分析结果表明:不同品种间的叁种组织中PID1基因的mRNA表达量与IMF含量之间呈现出显着正相关(P<0.05)。五、PID1基因的真核表达载体构建与遗传鉴定克隆得到PID1基因的编码区序列,成功构建了PID1基因的真核表达载体,命名为:pcDNA3.1(+)/PID1。采用脂质体介导转染山羊毛囊细胞,RT-PCR检测PID1基因的mRNA水平的表达,结果表明,转染pcDNA3.1(+)/PID1质粒的毛囊细胞中PID1基因的表达水平显着高于对照组转染空质粒的毛囊细胞(P<0.05);Western blotting检测PID1翻译水平的表达,结果表明,PID1基因的蛋白得到有效表达。这些研究结果为进一步验证PID1基因的功能奠定了基础。综上所述,采用荧光定量分析、克隆测序、Western blotting、真核表达载体构建和细胞转染等一系列研究方法,对参与脂肪形成与分化和肌内脂肪代谢调控的相关基因进行了研究,并对其中与IMF沉积显着相关的PID1基因进行了进一步的功能分析,所得研究结果为进一步揭示猪肌肉中的脂肪沉积与遗传机理奠定了重要的分子基础。

乔海云[3]2009年在《滩羊H-FABP基因和ADD1基因遗传多态性及其与肌内脂肪含量的关联分析》文中提出本研究以滩羊为主,结合小尾寒羊、滩寒杂交羊F1代及两个国外肉用绵羊品种—无角陶塞特羊和萨福克羊5个绵羊群体共264只个体作为实验材料,从屠宰性能、肉质理化特性等方面研究了滩羊与滩寒F1代肉品质的差异性;同时利用PCR-SSCP、DNA测序和RT-PCR技术,对H-FABP和ADD1开展基因多态性筛查、基因遗传变异、组织表达及其与肌内脂肪含量性状的关联研究,并进一步探讨了该两个基因作为绵羊肉质性状候选基因的可能性,为绵羊肉质性状的标记辅助选择提供一定的依据。屠宰性状及肉质理化性状分析表明:随着年龄的增长,宰前活重、胴体重、背膘厚、GR值和肌内脂肪含量等指标都有所增加,但是失水率增加,嫩度和熟肉率降低,不利于肉的品质。滩羊经与小尾寒羊杂交后,体重、胴体重、屠宰率等指标得到了改善。滩羊嫩度、肉色及熟肉率均优于滩寒杂交羊F1代(P<0.05),肌内脂肪含量极显着高于滩寒杂交羊F1代(P<0.01)。这些结果为滩羊肉质特性提供一些客观科学数据。设计10对引物,利用PCR-SSCP技术对心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因外显子2-4及3′调控区进行筛查,检测到4个多态位点,共确认了10个等位基因。通过测序首次在绵羊的H-FABP基因发现了8处单碱基变异,这几处变异均位于内含子上。遗传多态信息表明,多态信息含量在0~0.5136不等。采用SAS软件的GLM程序对该基因多态位点与肌内含量的关联性进行分析,结果表明:在引物P2位点,基因型AA肌内脂肪含量的最小二乘均值极显着高于BB型的(P<0.01);在引物P4位点,HH型的极显着高于Hh型的(P<0.01),而且AA型成年羊的肌内脂肪含量显着高于育成羊的(P<0.05)。设计7对引物,利用PCR-SSCP和DNA测序技术对脂肪细胞的决定与分化因子(ADD1)基因外显子2-8部分序列进行筛查,检测到1个多态位点,共确定了3个等位基因。通过测序在绵羊的ADD1基因上该位点发现了4处单碱基变异。其中1处变异处于第5外显子上,其余均处于第5内含子上,没有引起编码氨基酸的变化。遗传多态信息显示,多态信息含量均小于0.25,处于低度多态。最小二乘分析结果表明:成年羊中AA基因型肌内脂肪含量的最小二乘均值高于BB型的,育成羊中AA型的肌内脂肪含量最小二乘均值高于成年羊的AB型,但均没有显着差异(P>0.05)。利用荧光定量PCR方法对H-FABP基因在滩羊不同组织中的表达进行了分析,结果表明: H-FABP基因在心脏和肌肉中表达量较高,在肝、肾、肺、脾等组织的表达量次之,其中以肺为最低,心脏的表达量最高。

黄永震[4]2010年在《黄牛NPM1、SREBP1c基因的克隆、SNPs检测及其与生长性状的关系》文中研究说明本研究分别以南阳牛、秦川牛、郏县红牛、中国荷斯坦牛4个群体共1035份血样和秦川牛的组织样为材料,分别提取基因组DNA和RNA。运用反转录PCR、DNA测序和DNA序列分析,对牛的核仁磷酸蛋白1(NPM1)基因的CDS序列进行了克隆、鉴定与序列分析。运用黄牛混合DNA池测序技术和PCR-SSCP、PCR-RFLP、Forced PCR-RFLP相结合的方法,分析了黄牛核仁磷酸蛋白1(NPM1)基因(1个外显子构成)和固醇调节元件结合蛋白1(SREBP1c)基因(21个外显子构成)共2个候选基因22个外显子和20个内含子的遗传变异;并对南阳牛、秦川牛和郏县红牛3个群体在上述基因的SNPs位点与其生长性状进行了相关分析;以检验候选基因的SNPs位点对3个黄牛群体生长发育的遗传效应,以期发现对重要经济性状具有显着效应的遗传标记。为中国黄牛的高效选育和分子标记数据库的建立、种质资源保存与利用提供遗传学依据。本研究得到了以下结果:1.黄牛NPM1基因的克隆、鉴定及生物信息学分析利用反转录PCR(RT-PCR)技术,对牛NPM1基因进行克隆,将得到的片段重组到pGM-T载体进行序列测定。获得了一个长为885bp的cDNA片断。通过氨基酸序列分析发现,牛NPM1基因的该片段由1个外显子组成,编码295个氨基酸。与其他动物同源性比较表明,该基因与猪、犬、人、猕猴、大鼠、小鼠、原鸡和斑马鱼在氨基酸序列上分别有92.1%、91.9%、92.0%、90.7%、89.1%、88.5%、72.2%、52.8%的同源性。组织表达谱分析表明,黄牛NPM1基因在肾脏,肝脏,肺,小肠,脾脏和肌肉组织中广泛表达。2. NPM1基因SNPs检测及其与南阳牛、秦川牛和郏县红牛生长性状的关联分析运用黄牛混合DNA池测序法寻找牛NPM1基因的SNPs,在整个编码区(1个外显子:885 bp)共检测到6个SNPs和第634bp~645bp之间一处12-bp的缺失突变。其中,236C>G和636A>C为错义突变,其它4个SNPs为同义突变,并且489G>A, 516G>A, 624T>C, 630T>C和636A>C 5个SNPs为连锁突变。关联分析结果显示,在南阳牛群体中,不同基因型对初生重、6月龄个体的体长、6月龄和12月龄个体胸围、12月龄个体的体重和体长、18月龄体重显着相关,突变型个体大于野生型(P<0.05)。在秦川牛群体中,不同基因型对体重、胸围、腰角宽、胸深、体高、体斜长和十字部高,共11项指标显着相关,突变型个体大于野生型(P<0.05)。在郏县红牛群体中,不同基因型对6月龄体重和平均日增重、12月龄胸围、24月龄个体坐骨端宽显着相关,突变型个体大于野生型(P<0.01或者P<0.05)。3. SREBP1c基因SNPs检测及其与南阳牛、秦川牛和郏县红牛生长性状的关联分析运用黄牛混合DNA池测序法寻找牛SREBP1c基因的SNPs,共检测到7个SNPs和内含子7区域一处84-bp的缺失突变。其中,9807G>A、10914G>A、12020 C>T和13603 T>C为4个错义突变,10781C>G为同义突变。关联分析结果显示,在南阳牛群体中,不同基因型对初生重,6、12、18月龄体重和平均日增重,24月龄体重显着相关,野生型个体大于突变型个体(P<0.05)。在秦川牛群体中,不同基因型对体重、荐高、体高、体斜长、胸围、管围、坐骨端宽、腰角宽、十字部高、胸深和胸宽显着相关,突变杂合型个体大于野生型(P<0.01或者P<0.05)。在郏县红牛群体中,不同基因型对6月龄体重、体斜长、平均日增重、胸围和坐骨端宽,12月龄体重、胸围、坐骨端宽,18和24月龄的体斜长、体重和胸围,18月龄的平均日增重显着相关,突变杂合型个体大于野生型(P<0.05)。

杨晓慧[5]2008年在《猪MC4R和ME1基因的多态性及其与背膘厚的关系研究》文中研究说明脂肪沉积性状是猪的重要经济性状,与猪肉品质及其经济价值紧密联系。猪MC4R基因和ME1基因都是与脂肪沉积有关的基因。黑素皮质素受体4 ( melanocortin 4 receptor, MC4R)是G蛋白耦联受体( G protein coupled receptors, GPCRs)超家族的一个成员,在人和小鼠的体重、能量稳态和采食量的调控中发挥重要作用。苹果酸酶1(ME1)是机体内源性脂肪酸合成的关键酶,可催化苹果酸氧化脱羧生成丙酮酸和CO2,并使NADP+还原成NADPH,而NADPH是脂肪酸合成及其碳链延长的重要辅酶。本文研究了猪MC4R基因和ME1基因的多态性及其与背膘厚的关系,目的在于寻找猪脂肪沉积的分子标记,从而为猪的育种提供一种新的途径和方法。本研究采用PCR-RFLP技术对MC4R基因的298位点错义突变(Asp298Asn)在莱芜猪、大莱二元杂交猪和商品猪中的多态性进行了检测,并对该突变与商品猪背膘厚的关系进行了关联分析。对猪ME1基因5’调控区进行了克隆,并对该区段的多态性及其与商品猪背膘厚的关系进行了分析。结果如下:1.在MC4R基因研究方面,在33头莱芜猪中只检测到11基因型,而在大莱二元杂交猪和商品猪中11、12和22基因型均有分布,且等位基因1的频率均高于等位基因2。商品猪不同基因型个体背膘厚差异显着,22基因型个体均值显着高于12基因型(P <0.01)和11基因型(P <0.05)个体均值。MC4R基因Asp298Asn错义突变与商品猪的背膘厚有关,可以作为以西方猪种为杂交亲本的商品猪背膘厚的分子标记。2.克隆得到猪ME1 5’调控区约1.2kb序列,用PCR-RFLP和PCR-SSCP方法对3个突变位点-486、-283及-1068进行了多态性检测。-486位点共检测6个猪群体(野猪、莱芜猪、杜洛克、大莱二元杂交猪及商品杂交猪)的多态性分布,结果只检测到BB和AB两种基因型,B等位基因为优势等位基因,6个群体在该突变位点均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。-283位点没有检测到多态性。-1068位点,除野猪、莱芜猪没有检测到AA基因型外,杜洛克、大白猪及商品猪中3种基因型均有分布,5个猪群的基因型频率和基因频率分布存在差异,莱芜猪BB基因型频率最高为0.769,而野猪BB基因型频率最低为0.111。3.关联分析表明,ME1-486位点商品猪及大莱二元杂交猪不同基因型个体背膘厚差异不显着(P=0.1402>0.05),但BB型个体背膘厚的最小二乘均值低于AB型个体(MBB=2.898±0.048, MAB=3.070±0.111),B等位基因趋向于一种有利等位基因,可能有降低背膘厚的效应。-1068位点,商品猪不同基因型个体背膘厚差异显着(P=0.025 <0.05),说明该位点的多态性与背膘厚具有显着相关,等位基因A具有降低背膘厚的效应。本研究的结果可为深入探讨猪脂肪沉积的原理,改善猪肉品质提供参考。

张铁赢, 边连全[6]2013年在《猪脂肪细胞定向和分化因子1基因的研究进展》文中指出在人们日益提高的生活水平下,高品质猪肉逐渐成为消费者追求的目标。肌内脂肪的含量(IMF)是鉴别猪肉品质非常关键的参数,它能显着的改善猪肉的多汁性、嫩度和风味等性状。怎样抑制脂肪组织中的脂肪含量增加的同时,促进肌肉组织中的脂肪含量增加,达到既能提高瘦肉率,减少脂肪含量,同时又能增加肌内脂肪含量的目标成为今后猪的育种工作重点。肌内脂肪沉积的影响因素有很多,最重要的因素是遗传因素。当前,国内外研究的热点是对控制猪IMF沉积相关基因的研究[1],其中的脂肪细胞定向和分化因子1(ADD1)基因直接或者间接影响着IMF的高低。ADDl基因是脂肪细胞定向和分化因子1(Adipocyto Detem ination sad Differentiation factor-1),又称固醇调节元件结合蛋白(Sterol Regulatory Blement-binging Protoins-lc,SREBPl-c),作为固醇调节元件结合蛋白家族的一员,是脂肪细胞分化过程中重要的核转录因子,与SREBP-1a和SREBP-2一起调控脂肪酸和胆固醇的合成,且与脂肪分化相关的基因存在相互调控作用,是甘油叁酯代谢、脂肪生成以及胰岛素敏感性之间连结的关键[2]。众多关于猪ADD1基因的实验研究表明,ADDl基因多态性与猪肌内脂肪、皮脂率和屠宰率等性状显着相关,ADDl基因很可能是影响猪肉质、胴体性状的候选基因。

陈俊峰[7]2006年在《猪脂肪细胞分化、脂肪沉积相关候选基因的分离、定位及遗传效应分析》文中研究表明脂肪组织是一种高度分化的组织,在胚胎发育晚期出现,出生后迅速增长。脂肪组织的生长包括新脂肪细胞的生成(即脂肪细胞分化)和脂肪细胞体积的增大。脂肪细胞增强子结合蛋白(The adipocyte enhancer-binding protein,AEBP1)是在小鼠的肥胖研究中发现的一个脂肪细胞分化相关的重要转录抑制因子。在脂肪组织脂肪酸结合蛋白(adipocyte fatty acid-binding protein,aP2)基因启动子邻近区域AE-1存在AEBP1的识别区域,而aP2基因编码的蛋白可以作为脂肪细胞分化的标志。小鼠AEBP1基因通过选择性剪接形成两种转录本AEBP1和ACLP(Aortic carboxypeptidase-like protein,主动脉羧肽酶类样蛋白),其编码的两种蛋白AEBP1和ACLP功能完全不同。目前,猪AEBP1基因的序列、结构和功能尚未见报道,本研究首次利用电子克隆技术结合PCR,对猪AEBP1基因的部分cDNA和DNA序列进行了分离和测序,并对不同品种的猪AEBP1基因序列进行了生物信息学分析;利用猪辐射杂种克隆板(IMpRH)对猪AEBP1基因进行了染色体精细定位;利用RT-PCR方法对猪AEBP1基因是否存在不同转录本进行了鉴定,并分别对其推导的氨基酸序列进行了生物信息学分析,预测蛋白质的基本特征,同时在转录水平检测了不同转录本在猪的各个组织表达分布情况。 为了确定猪脂肪细胞分化相关基因AEBP1和过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisome proliferator activated receptor-γ,PPARγ)基因,脂肪沉积候选基因黑素皮质素-4受体(Melanocortin-4 receptor,MC4R)基因、黑素皮质素-5受体(Melanocortin-5 receptor,MC5R)基因和胰岛素样生长因子-2(insulin-like growth factors-2,IGF2)基因以及肌内脂肪含量候选基因PRKAG3(Protein Kinase Adenosine Monophosphate-Activated γ3-Subunit)的遗传学效应,以华中农业大学试验猪场2002年屠宰的大白、长白和梅山猪等叁个品种和大白×长白、长白×大白、大白×梅山、梅山×大白猪(以下分别简称大长、长大、大梅、梅大)等四个杂交组合群体(共336头)以及2003、2004年屠宰的大白×梅山猪F_2代群体(共290头)为试验材料,利用PCR-RFLP分子标记技术,对猪AEBP1、PPAR γ、MC4R、MC5R、IGF2和PRKAG3进行了基因型分型,并与背膘厚等胴体性状、肌内脂肪含量等肉质性状进行关联性分析;此外,为了筛选更多的SNP,对猪脂肪细胞分化相关基因脂肪细胞定向和分化因子(adipocyte determination and differentiation dependent factor 1,ADD1)基因的不同猪品种DNA进行分离、测序并进行序列比对,取得了以下结果: 1.猪AEBP1基因cDNA和DNA序列的分离、测序和序列分析:以人AEBP1基因序列作为探针,在NCBI的EST数据库中比对得到猪EST序列并进行拼接。根

参考文献:

[1]. 猪ADD1基因的克隆及其与肉质性状关系的研究[D]. 李长龙. 东北农业大学. 2004

[2]. 猪肌内脂肪沉积相关基因的mRNA表达及功能分析[D]. 崔景香. 山东农业大学. 2011

[3]. 滩羊H-FABP基因和ADD1基因遗传多态性及其与肌内脂肪含量的关联分析[D]. 乔海云. 中国农业科学院. 2009

[4]. 黄牛NPM1、SREBP1c基因的克隆、SNPs检测及其与生长性状的关系[D]. 黄永震. 西北农林科技大学. 2010

[5]. 猪MC4R和ME1基因的多态性及其与背膘厚的关系研究[D]. 杨晓慧. 山东农业大学. 2008

[6]. 猪脂肪细胞定向和分化因子1基因的研究进展[J]. 张铁赢, 边连全. 猪业科学. 2013

[7]. 猪脂肪细胞分化、脂肪沉积相关候选基因的分离、定位及遗传效应分析[D]. 陈俊峰. 华中农业大学. 2006

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猪ADD1基因的克隆及其与肉质性状关系的研究
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