駱金紅,苑洪霞 ,王 鑫,張 勇,陳 祥
(貴州大學高原山地動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室,貴州省動物遺傳育種與繁殖重點實驗室,貴州大學動物科學學院,貴州貴陽 550025)
白洗豬又稱苗寨豬,原產(chǎn)于施秉縣白洗鄉(xiāng)(今楊柳塘鎮(zhèn)),是貴州省東南部的一個地方豬品種[1],具有肌纖維細膩、肌肉系水能力強[2]、不含氟烷基因[3]、生長緩慢、瘦肉率低[4]等特點。LYRM1 (LYR Motif Containing 1)基因是應用抑制性差減雜交技術從肥胖與正常人網(wǎng)膜脂肪組織中篩選出的差異性高表達基因,其開放閱讀框369 bp,定位于人染色體16P11.2,mRNA全長1 589 bp,包含3個內含子和4個外顯子,編碼122個氨基酸[5-6],具有促進前體脂肪細胞增殖、抑制其凋亡的作用[6-7],可為提高瘦肉率以改善白洗豬肉質提供參考[8]。對白洗豬LYRM1基因5個外顯子進行多態(tài)性分析發(fā)現(xiàn),LYRM1基因不具多態(tài)性,在多個物種間進化上高度保守。與LYRM1基因一樣,LYRM2(LYR Motif Containing 2)基因也是LYR復合體1超家族成員[9-10],定位于人類第6號染色體的長臂15區(qū),在人類、小鼠、犬、大鼠和斑馬魚中高度保守,編碼88個氨基酸[9,11]。目前,關于白洗豬、DBF1(杜洛克與白洗豬的雜交一代)豬的LYRM1和LYRM2基因的研究較少。因此,開展白洗豬、DBF1豬的LYRM1和LYRM2基因的研究對白洗豬種質資源開發(fā)及利用具有較高的價值。
1.1 實驗動物 從白洗豬種質資源保護中心選取10月齡健康白洗豬8頭、DBF1豬6頭,屠宰后立刻采集心、肝、脾、肺、腎、胃、皮下脂肪、背最長肌,用錫箔紙包好并標記,保存液氮中,運回實驗室,轉入-80℃冰箱保存。
1.2 實驗方法
1.2.1 組織RNA的提取與cDNA第1鏈的合成 采用Trizol法提取總RNA,HiFiScript cDNA第1鏈合成試劑盒逆轉錄mRNA獲得cDNA,均用超微量紫外分光光度計和凝膠電泳分別測量其濃度和純度。
1.2.2 引物的設計 根據(jù)GenBank提供的LYRM1基因序列(XM_005662096.2)、LYRM2基因序列(XM00 3121299.3)和GAPDH基因序列(NM_001206359.1)設計引物,引物由上海生物技術有限公司合成(表1)。
1.2.3 實時熒光定量PCR條件優(yōu)化及反應 按照SYBR Green 1試劑盒推薦體系,在其他條件相同的情況下,對退火溫度和引物濃度進行摸索、優(yōu)化,篩選最佳退火溫度和引物濃度。反應體系為10 μL:Master mix 5.8 μL,上、下游引物各 0.6 μL,cDNA 2 μL,ddH2O 1 μL。95℃ 預變性10 min,95℃變性 13 s;58℃退火28 s;72℃延伸32 s,43個循環(huán),95℃,15 s,最后從60℃到95℃按0.5℃增值進行熔解曲線分析,熒光采集時間為5 s。本實驗采用的最佳引物濃度為100 ng/μL,每個樣品進行3管平行實驗。
1.3 統(tǒng)計分析 應用 2-△△Ct法[12]分析 LRYM1、LYRM2基因在白洗豬和DBF1豬的心、肝、脾、肺、腎、胃、皮下脂肪、背最長肌中的表達水平。應用Excel 2013進行前期數(shù)據(jù)的排序等整理,應用SPSS 19.0中Duncan's法在0.01和0.05水平進行差異顯著性分析。
2.1 組織 RNA的特異性檢測 提取RNA的A260/A280均在1.8~2.0,表明提取的RNA質量較好;凝膠電泳鑒定發(fā)現(xiàn)28 s、18 s條帶清晰、未出現(xiàn)拖尾和降解(圖1),滿足下一步實驗要求。
圖1 不同組織LYRM1、LYRM2和GAPDH基因提取RNA的凝膠電泳圖
2.2 LYRM1、LYRM2基因各組織PCR擴增產(chǎn)物的檢測用反轉錄獲得的組織cDNA為模板進行普通PCR擴增,用1.5%的瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增產(chǎn)物(圖2),可見產(chǎn)物清晰度高、特異性強,未發(fā)現(xiàn)有引物二聚體,且擴增片段與目的片段大小一致,可用于下一步實驗。
2.3 實時熒光定量PCR產(chǎn)物特異性 擴增反應結束后,LYRM1、LYRM2基因擴增曲線均呈現(xiàn)“S”形,無明顯上揚趨勢且整體平行性較好(圖3);LYRM1、LYRM2基因熔解溫度分別是76.7、76.1℃,熔解曲線均呈單峰,無引物二聚體,無雜峰,符合實驗要求。
圖2 LYRM1、LYRM2和GAPDH基因普通PCR驗證凝膠電泳圖
圖3 LYRM1(左)、LYRM2(右)基因擴增曲線
2.4 LYRM1基因在白洗豬和DBF1豬不同組織中的表達 LYRM1基因表達量的分析發(fā)現(xiàn),LYRM1基因在白洗豬和DBF1豬心、肝、脾、肺、腎、胃、皮下脂肪、背最長肌中均有表達,在皮下脂肪組織中高表達,在背最長肌低表達(圖4)。
圖4 LYRM1基因在白洗豬和DBF1豬8個組織中的相對表達量
LYRM1基因表達量在白洗豬中8個組織中高低順序為皮下脂肪>腎>肝>胃>脾>肺>心>背最長肌,其中,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織(P<0.01),其他各組織之間無顯著差異。LYRM1基因表達量在DBF1豬中高低順序為皮下脂肪>肝>胃>腎>肺>心>脾>背最長肌,皮下脂肪組織中表達量極顯著高于其他各組織(P<0.01),除皮下脂肪,胃、腎、肝表達量顯著高于心、脾、肺、背最長肌(P<0.05),其中,肝與其他各組織達到差異極顯著水平(P<0.01)。LYRM1基因表達量在白洗豬和DBF1豬各組織間均未達到差異顯著水平。
2.5 LYRM2基因在白洗豬和DBF1豬組織中的表達LYRM2基因在白洗豬和DBF1豬8個組織中均有表達,且表達趨勢為皮下脂肪組織中最高,背最長肌中最低,且皮下脂肪中表達量與其他各組織差異極顯著(P<0.01)(圖5)。在白洗豬中,LYRM2基因表達量高低順序為皮下脂肪>脾>肝>腎>肺>心>胃>背最長肌,除皮下脂肪,脾、肝中表達量顯著高于心、胃、腎、肺、背最長?。≒<0.05)。在DBF1豬中,LYRM2基因表達量高低順序為皮下脂肪>腎>肺>胃>肝>心>脾>背最長肌;除皮下脂肪,胃、腎、肺中表達量顯著高于心、脾、肝、背最長肌(P<0.05),其中腎中表達量與其他6個組織中表達量差異極顯著(P<0.01)。白洗豬皮下脂肪中LYRM2基因表達量顯著高于DBF1豬(P<0.05)。
圖5 LYRM2基因在白洗豬和DBF1豬8個組織中的相對表達量
本實驗采用SYBR Green I熒光嵌合染料法[13-14]檢測白洗豬和DBF1豬LYRM1、LYRM2基因 mRNA的相對表達量,實驗熔解曲線呈單峰且無其他雜峰,表明所用引物特異性良好[15]。LYRM1基因是在人網(wǎng)膜脂肪組織中高度表達的基因,具有抑制前體脂肪細胞的凋亡、促進前體脂肪細胞增殖的功能[6]。但是,LYRM1基因過表達則會下調3T3-L1 脂肪細胞中線粒體的代謝關鍵酶基因表達水平,提示LYRM1基因可能參與調節(jié)脂肪細胞線粒體的代謝,從而影響脂肪細胞的凋亡和增殖[16]。張翔等[17]發(fā)現(xiàn),白藜蘆醇可能通過降低LYRM1 mRNA水平來抑制3T3-L1前脂肪細胞增殖。邱潔等[5]應用在線分析工具分析LYRM1基因的mRNA序列,發(fā)現(xiàn)存在多個與肥胖密切相關的轉錄因子結合位點,提示該基因可能受到其他脂代謝調節(jié)基因的調控。Li等[18]發(fā)現(xiàn),LYRM1基因可能通過脂肪沉積對秦川牛肉質性狀有潛在的影響,可用于標記輔助選種。本實驗結果發(fā)現(xiàn),LYRM1 mRNA在白洗豬和DBF1豬心、肝、脾、肺、腎、胃、皮下脂肪、背最長肌均有表達,總體趨勢趨于一致,均在皮下脂肪組織中表達最高,背最長肌組織中表達最低,與邱潔等[6]的研究結果相一致。白洗豬皮下脂肪組織中LYRM1基因表達水平均高于DBF1豬,推測白洗豬瘦肉率低可能與LYRM1基因高表達有關,雜交有望提高DBF1豬瘦肉率。
LYRM2和LYRM1基因同是LYR復合體1超家族成員[9-10],這個家族被認為可能參與了真核細胞NADH復合體的組成。本實驗發(fā)現(xiàn),LYRM2基因在白洗豬和DBF1豬中均有表達,且在皮下脂肪組織中表達最高,背最長肌中表達最低,與LYRM1基因在白洗豬和DBF1豬中表達情況類似。白洗豬和DBF1豬皮下脂肪組織中,LYRM1基因表達量均高于LYRM2,推測LYRM1基因在皮下脂肪沉積中較LYRM2基因發(fā)揮著更大的作用。
本實驗研究顯示,LYRM1和LYRM2基因表達均高于白洗豬和DBF1豬的皮下脂肪組織,相對低于背最長肌,且表達趨勢趨于一致,LYRM1基因在白洗豬皮下脂肪組織中表達水平略高于DBF1豬,LYRM2基因在白洗豬皮下脂肪組織中的表達水平顯著高于DBF1豬。本研究結果表明,LYRM1與LYRM2基因可能為影響豬脂肪沉積的候選基因。