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近年来的研究表明,脂肪组织除对组织器官起保护作用、保持体温、保护内脏器官以及缓冲机械压力等作用外,它还具有重要的内分泌功能,主动参与能量代谢的平衡。长期以来,中外猪种由于遗传背景、长期所处的地理环境以及所接受的饲养方式和选育方式等的不同,从而形成了各自的种质特性,使其在脂肪相关性状方面存在很大的差异。而中外猪种杂交产生的杂种往往在脂肪相关性状等方面表现优于双亲的特点,产生杂种优势。这些差异以及杂种优势现象的产生应该与基因差异表达有关。因此,本研究以猪背膘组织为试验材料,利用mRNA差异显示技术分离大白×梅山猪正反向杂交组合亲子代间差异表达基因,并对这些基因的功能做了研究,取得了如下结果:1.利用mRNA差异显示技术分别对120日龄和180日龄大白猪×梅山猪杂交组合亲子代间基因表达情况进行了分析,发现杂种与亲本之间存在8类基因表达模式:P1,表达一致型;P2,单亲一致型;P3,正交或反交单亲一致型;P4,杂种特异型;P5,正交或反交特异型;P6,正交或反交沉默型;P7,双亲特异表达型;P8,单亲沉默型。试验中共检测了140对引物组合(7条锚定引物和20条随机引物)的差异显示结果,观察了近3000条EST条带,其中近2000条可在重复PCR中出现。此外,对120日龄和180日龄杂种与亲本间基因表达模式进行了比较,结果表明杂种与亲本间基因表达模式在不同的时期是变化的。2.共获得60条差异显示EST,其中120日龄组39条,180日龄组21条。通过BLAST比对发现,大部分EST与GenBank数据库中已知序列无同源性,采用半定量RT-PCR方法对这些EST进行验证,结果表明大部分表现差异,也有相当一部分为假阳性,将部分EST提交GenBank,获得登陆号CV507051-CV507087。3.结合电脑克隆和RACE技术,成功克隆了7个差异表达基因全长:(1)ACL,cDNA全长4378bp,编码1076个氨基酸;(2)SMPX,cDNA全长863bp,编码86个氨基酸;(3)ANGPTL4,cDNA全长1847bp,编码412个氨基酸;(4)IDH1,cDNA全长2264bp,编码402氨基酸;(5)IDH3β,共3个转录本,IDH3β1cDNA全长1247bp,编码383个氨基酸;IDH3β2 cDNA全长1540bp,编码385个氨基酸;IDH3β3 cDNA全长1445bp,编码385个氨基酸;(6)IDH3γ,cDNA全长1346bp,编码392个氨基酸;(7)RPL28,cDNA全长513bp,编码137个氨基酸。4.利用DNAStar、CLUSTALW等软件对猪ACL、SMPX、ANGPTL4、IDH1、IDH3β、IDH3γ和RPL28基因结构、所编码蛋白质结构和功能等特征进行了预测和分析,并构建了分子系统进化树。5.采用Real-time PCR技术对这7个差异表达基因在大白猪×梅山猪杂交组合亲子代间基因表达情况进行了进一步的鉴定,结果表明与半定量RT-PCR的检测结果相比,差异表达的趋势是一致的,其中ACL、IDH3β以及RPL28基因在杂种大梅和梅大猪中增强表达;SMPX、ANGPTL4、IDH1以及IDH3γ基因普遍在大白猪中高表达,其中SMPX基因在杂种梅大猪中几乎不表达,IDH1基因在杂种大梅猪中表达量最低。并对这些基因在不同组织(心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠、子宫、卵巢、背膘以及眼肌)的表达情况做了分析,结果显示它们在大多数组织中表达,且表现不同的表达特征。6.克隆了ANGPTL4、IDH1、IDH3β以及IDH3γ基因的全部内含子和其它基因的部分内含子序列,并分析了这4个基因的基因组结构以及序列在不同猪群中的多态性:(1)ANGPTL4基因包含7个外显子和6个内含子,仅发现2处发生突变,一处为第三内含子2737位G→A的转换突变,另一处为第六外显子203位C→T的转换突变;(2)IDH1基因包含10个外显子和9个内含子,共发现9处发生突变,分别为第二外显子1处(T1112C),第六内含子5处(G13194T、C13228T、C13336T、C13422T和A13477G),第十外显子3处(T20531A、G20543A和第20534bp处C插入突变);(3)利用猪IDH3β1或IDH3β2 cDNA序列对比发现,该基因的内含子和外显子组成与预测的一致,即12个外显子和11个内含子;利用猪IDH3β3 cDNA序列与之对比,发现该基因包含13个外显子和12个内含子,前11个外显子和前10个内含子的组成和大小完全一致,共发现8处发生突变,分别为第一内含子1处(G63A),第二外显子1处(G187C),第二内含子2处(G287C和C336T),第六外显子1处(G2732A),第十一内含子2处,分别为A4277G和第4413bp处25个碱基的小卫星序列;(4)IDH3γ基因包含10个外显子和9个内含子,发现第二内含子存在一段微卫星序列(重复单位为“GT”)。7.对ACL、ANGPTL4、IDH3β以及IDH3γ基因共6个多态性位点在不同猪群中进行了基因分型,结果表明这些位点在这些猪群中具有丰富的多态性,并在2000年和2003年大白×梅山猪F2代资源家系中与重要生产性状进行了关联分析,结果表明:(1)猪ACL基因第24内含子插入突变所形成的不同基因型在瘦肉率、肥肉率、花油重、6-7胸椎间背膘厚、背最长肌pH、骨二头肌pH以及失水率性状存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);(2)猪ACL XhoI-RFLP基因型不同时,皮率、骨率、屠宰率、板油重、花油重、背最长肌pH、骨二头肌pH、头半棘肌pH以及系水率性状存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01);(3)猪ANGPTL4基因第3内含子PCR-SSCP不同基因型在眼肌面积、肌内水分、肌内脂肪以及背最长肌大理石纹评分性状存在显著差异(P<0.05);(4)猪IDH3β基因小卫星不同基因型在骨率、眼肌面积、肌内水分、肌内脂肪以及头半棘肌pH值性状存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)差异;(5)猪IDH3β基因5’侧翼区插入突变所形成的不同基因型在板油重、眼肌面积、骨二头肌pH值、肌内脂肪和肌内水分性状存在显著差异(P<0.05);(6)猪IDH3γ基因微卫星的不同基因型在屠宰率、肋骨数、平均皮厚以及肌内水分性状存在显著(P<0.05)或极显著差异(P<0.01)。8.采用TAIL-PCR技术分别扩增了ACL基因936bp和IDH3β基因2447bp的5’侧翼序列,序列分析发现,猪ACL基因的5’侧翼序列富含G+C,高达61.75%,未发现“TATA”盒;猪IDH3β基因的5’侧翼序列同样缺失“TATA”盒,也未发现“CAAT”盒,不同的是其A+T含量相对较高,达55.8%。9.采用5’端缺失策略,结合启动子预测结果,分别构建了8个ACL基因和19个IDH3β基因启动子区重组子,将其转染猪PK15细胞系,并利用荧光素酶双报告基因系统检测了它们的活性,结果表明:在所构建的猪ACL基因5侧翼序列的8个重组子中,除pGL-ACL27和pGL-ACL15外,其它重组子的荧光素酶活性与阴性对照均达到极显著水平(P<0.01),表明它们均具有启动子活性,pGL-ACL919活性最强,到pGL-ACL679活性下降了将近3倍,说明从-919bp到-679bp区域可能存在负的调控位点,从pGL-ACL621到pGL-ACL73活性有小幅度下降,到pGL-ACL27活性降到与阴性对照水平无显著差异,表明维持该启动子的基本活性区域位于-73bp到+77bp之间;IDH3β基因启动子活性开始于pGL-IB82,然后虽然有些波动,但是活性一直下降直到-164bp处,之后活性又开始升高,直到-279bp处活性达到最高,这些表明维持该启动子的基本活性区域位于-82bp到+16bp之间,从-82到-279之间的179bp区域具有最高的启动子活性。此外,我们还检测了IDH3β基因5’侧翼区插入突变对启动子活性的影响,结果显示携带该插入突变的启动子具有更高的启动子活性。