DNA甲基化对哺乳动物生长发育至关重要,其功能涉及精细的时空调控。猪不仅是人类主要的肉用动物,而且也逐步成为人类医学研究的模式动物。本项目在较大年龄跨度对成年至中老年猪不同组织甲基化组的检测,系统分析猪不同组织、年龄、品种、性别和家系对全基因组甲基化的影响,并阐明了猪基因组中广泛存在的重复元件PRE1的结构及其甲基化的调控功能。本研究以不同年龄阶段8头巴马香公猪和4头大白猪为研究动物,选择其背最长肌和睾丸组织为研究对象,以7月龄到9岁为研究时段。对20个样本进行高深度全基因组甲基化测序,共获得2.24Tb质控后数据。共检测到55,685,213常染色体Cp G位点。研究发现成年猪肌肉和睾丸组织Cp G位点维持高甲基化（64.79%-73.39%）,仅局部区域呈低甲基化,如Cp G岛启动子。利用二项混合模型及Beta分布模型在组织、年龄、品种和性别间分别鉴别到5.30M、0.20M、1.20M和0.16M个差异甲基化Cp G位点（P<0.01）。组织间,有7.54%的差异甲基化区域与启动子重叠,其中23.43%Cp G位点的甲基化水平与对应基因的表达量呈显著强相关（|r|=0.58,P<0.01）,它们与组织特异性功能相关,例如SPACA1和MEI1参与顶体形成和减数分裂;TNNT3和MYBPC1涉及肌肉快肌纤维和慢肌纤维的收缩;年龄间,差异甲基化Cp G位点在基因组上呈离散分布,但在少量位点在与衰老相关的基因中富集。利用弹性网络回归构建了甲基化水平对年龄预测的精准模型（R2=0.9988,MAD=0.099 year）,背最长肌和睾丸组织年龄预测模型中分别选择了197和163 Cp G位点;品种间,HOXB和HOXC基因簇中含有丰富的差异甲基化位点,研究推测可能涉及肌肉肥大和肌内脂肪沉积。品种间和家系间稳定差异甲基化区间说明DNA的甲基化能在世代间遗传。本项目研究发现在基因组中广泛存在的重复元件PRE1位于差异甲基化区域。为探索PRE1甲基化相关的功能,本研究重建了PRE1的结构和演化历史。PRE1起源于CHR-1,经历了三次局部序列的重复。序列中丰富的剪接信号说明PRE1可介导外显子化或可变剪接。我们基于PRE1的结构特点提出了PRE1序列演化的剪接模型,该模型成功地解释了进化过程中产生局部序列的重复、重复序列的丢失及其他插入缺失。背最长肌和睾丸组织间存在364个显著差异甲基化的近端PRE1,其甲基化水平与近端基因表达量显著相关。差异甲基化的PRE1的功能分析发现睾丸组织中HORMAD1上游的去甲基化的PRE1具有启动子效应,HACD3上游的去甲基化的PRE1具有增强子效应;而肌肉组织中TCEA3上游甲基化的PRE1具有增强子效应。这些结果说明PRE1序列独特起源和演化为其多样化的调控功能提供结构基础。综上所述,猪不同年龄阶段不同组织基因组中Cp G位点的甲基化水平处于动态变化,并在不同生理或自然环境中对基因表达发挥特异性的调控功能。