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为了揭示猪重要经济性状的遗传基础,建立有效的标记辅助育种方法,猪的功能基因组研究越来越深入。我国地方猪种在产仔数、肉质和抗逆性等方面具有显著的特点,为寻找这些性状的候选基因或QTL提供了良好的资源条件。猪骨骼肌中表达的基因在决定肌肉生长和肉质中起着重要作用,因而要深入了解影响这些性状的遗传因子,首先必须对该组织中表达的基因进行分离和定性。
本研究采用在肉用性状上高度分化的蓝塘猪和大白猪为实验材料,分别构建蓝塘猪骨骼肌组织全长cDNA文库和蓝塘猪与大白猪间正反向消减杂交文库。通过EST大量测序、同源性比对、功能注释,初步构建蓝塘猪肌肉组织的基因表达谱,了解肌肉中的基因表达情况。同时,通过采用抑制消减杂交方法,分别分离在蓝塘猪和大白猪中特异表达或上调表达的差异EST,然后采用定量PCR方法对其差异的真实性进行验证。本研究获得了大量的EST、数十条全长cDNA和数个差异表达基因,将为揭示蓝塘猪优良肉质性状的遗传基础,寻找肉用性状候选基因打下基础。建立的三个cDNA文库将为进一步开展全长cDNA的筛选、EST测序和分离、差异表达基因的克隆创造条件。本研究的主要结论如下:
1、采用SMART方法成功构建了蓝塘猪背最长肌组织全长cDNA文库,对全长cDNA文库中的重组克隆进行了随机测序,共获得有效的EST序列496条,归并为147条非冗余序列。
2、在474条3'有效EST中,来源于核基因的EST418条,占88.2%,来源于线粒体基因的EST56条,占11.8%,证实了猪肌肉组织中线粒体基因呈高水平表达。在147条非冗余序列中,与已知基因同源的有129条(其中猪50条),与未定性序列同源的有8条,10条EST没有与之匹配的序列。
3、通过全长cDNA文库两端测序,发现猪肌球蛋白轻链1基因存在四种转录本,其中2个为首次发现。在碳酸水合酶3、细胞色素氧化酶亚单位6B、磷酸丙糖异构酶中分别发现了一个新的转录本。通过cDNA测序获得了42个基因的全长或接近全长cDNA,其中31个在猪中是首次报道。
4、初步建立了蓝塘猪骨骼肌组织转录谱,发现蓝塘猪肌肉转录谱与瘦肉型猪有很大不同。肌肉转录谱中按照基因功能分类,89.83%的基因可分别归为细胞分裂和DNA合成、细胞信号传递和信息交流、细胞结构和运动、机体防御和体内平衡、基因或蛋白质表达、新陈代谢六类。
5、成功构建了蓝塘猪与大白猪间肌肉组织正反向SSH文库,并对两个文库中的阳性克隆进行了测序,共得到61条EST序列,可归并为47条非冗余序列。
6、采用RH法将ANK1基因定位于17q11-q14,PKIA定位于4q1.1-q1.2。
7、采用荧光定量PCR法,对20个源于SSH文库的基因进行了绝对定量分析,结果HUMMLC2B基因的mRNA拷贝数在蓝塘猪和大白猪肌肉间的差异达到了极显著水平,MYL1、LDH-A、KPNA3、TPM3、GNTN、Oaz基因达到了显著水平,其它基因无显著差异。前5个在蓝塘猪肌肉中表达量上调,后2个在大白猪肌肉中表达量上调。
8、对用于定量PCR的20个基因进行了电子克隆,Oaz、ENO3、KPNA3、FLJ22313、EF1A、PGAM2共6个基因获得了全长cDNA序列,Nek7获得了完整的CDS和3'UTR区。
9、共向NCBI公共数据库提交非冗余EST序列194条,提交全长或接近全长cDNA序列49条。