徐 晶,王繼英,周李生,鄭仰清,張昌政,趙雪艷*,張廷榮*
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,山東青島 266109;2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所/山東省畜禽疫病防治與繁育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)
魯萊黑豬是我國(guó)萊蕪豬(具有代表性的中國(guó)地方豬品種)與約克夏豬雜交,經(jīng)人工選育而成的新品種。該品種屬肉脂兼用型豬種,其肉色澤鮮紅、細(xì)嫩多汁,并以其肌內(nèi)脂肪(Intramuscular Fat,IMF)含量高而聞名。IMF 含量對(duì)肉質(zhì)有重要影響,人們普遍認(rèn)為高IMF 含量可以顯著提高豬肉風(fēng)味。IMF 含量具有較高的遺傳力,在品種之間和品種內(nèi)均顯示出顯著的遺傳差異。在魯萊黑豬的群體當(dāng)中,影響IMF 的基因也存在著一定程度的分離,并且SNP 標(biāo)記和QTN 之間存在廣泛連鎖不平衡(Linkage Disequilibrium,LD)。因此,對(duì)豬IMF 的單核苷酸多態(tài)性和相關(guān)基因的鑒定,特別是利用IMF 含量變異較大的群體,有助于建立優(yōu)化豬肉IMF 的分子育種工具,并揭示脂肪沉積的機(jī)理。由于肉質(zhì)性狀是當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)核心育種目標(biāo)之一,鑒別影響IMF 的因果突變和主效基因具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和科學(xué)意義。在過(guò)去的20 年里,利用微衛(wèi)星標(biāo)記在豬身上發(fā)現(xiàn)了許多影響IMF 含量的QTL。隨著高通量SNP 基因分型方法的發(fā)展,近年來(lái),一些全基因組關(guān)聯(lián)分析(Genome-Wide Association Studies,GWAS)在鑒定與包括IMF 含量在內(nèi)的多種性狀相關(guān)或潛在的遺傳因素方面取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。熊信威等利用GWAS 分析揭示了中國(guó)萊蕪豬肉質(zhì)性狀的遺傳基因座和候選基因,其中就包括4個(gè)連鎖的(Myosin Heavy Chain)基因。除此之外,CHO 等研究發(fā)現(xiàn),基因通過(guò)影響肌纖維的組成而影響肌纖維特性,并且該基因啟動(dòng)子區(qū)的功能性調(diào)節(jié)突變(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)是影響豬的肌纖維類(lèi)型組成和IMF 含量的因果突變。目前,國(guó)內(nèi)外關(guān)于豬基因方面的研究較少,特別是在魯萊黑豬等中國(guó)地方豬/培育豬群體中尚無(wú)相關(guān)研究報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)驗(yàn)證功能性突變?cè)隰斎R黑豬群體中對(duì)IMF的效應(yīng),同時(shí)在基因外顯子中搜尋影響IMF 的顯著性突變位點(diǎn),從而給魯萊黑豬肉質(zhì)性狀的選育提供潛在的分子標(biāo)記,并為搜尋影響?hù)斎R黑豬群體IMF 的因果位點(diǎn)和主效基因奠定基礎(chǔ)。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 本實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象為435 頭魯萊黑豬,其中公豬276 頭,母豬159 頭。所有豬只均來(lái)源于萊蕪豬原種豬場(chǎng),表型測(cè)定由山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院畜牧獸醫(yī)所完成。用耳號(hào)鉗采集耳組織樣,放置于裝有75% 酒精的離心管中,用裝有干冰的盒子帶回實(shí)驗(yàn)室,-20℃凍存,用于提取魯萊黑豬基因組DNA。
1.2 體重和IMF 含量的測(cè)定及DNA 的提取 屠宰時(shí)體重(BW)和IMF 的測(cè)定方法分別按照《瘦肉型豬胴體性狀測(cè)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T825-2004)和《豬肌肉品質(zhì)測(cè)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T 821-2004)進(jìn)行。當(dāng)魯萊黑豬體重在70~100 kg 之間時(shí)進(jìn)行屠宰,并從每頭豬的最后一根肋骨收集約200 g 背最長(zhǎng)肌,采用索氏石油醚萃取法測(cè)定IMF 含量。肌內(nèi)脂肪含量(%)=[(浸提前烘干重-浸提烘干后重)/鮮肉樣重]×100。
采用TIANamp Genomic DNA Kit 血液/細(xì)胞/組織基因組DNA 提取試劑盒(TIANGEN 生化科技公司)提取魯萊黑豬耳基因組DNA。用SpectraMax QuickDrop超微量分光光度計(jì)對(duì)DNA 進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和濃度測(cè)定。A/A比值在1.8~2.0,A/A比值>2.0 評(píng)定為合格的DNA。合格的DNA 樣品其濃度使用ddHO 統(tǒng)一稀釋為20~50 ng/μL 范圍內(nèi),用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)。
1.3 引物設(shè)計(jì)合成和PCR 擴(kuò)增 根據(jù)豬基因序列(Sscrofa11.1:CM000823.5),使用Premier 5.0 軟件共設(shè)計(jì)了21 對(duì)引物,具體見(jiàn)表1。所有引物均由青島擎科生物公司合成。對(duì)魯萊黑豬基因外顯子進(jìn)行擴(kuò)增。PCR 模板為根據(jù)IMF 含量的高低在435 頭魯萊黑豬中隨機(jī)選取IMF 低、中、高、極高公母各2 頭豬構(gòu)建的8個(gè)DNA 混合池,標(biāo)號(hào)為1~8 號(hào)。PCR 擴(kuò)增總反應(yīng)體系為25 μL:DreamTaqTM Green PCR Master Mix(2X) 12.5 μL,上下游引物(10 μmol/L)各1 μL,DNA 模板2 μL,ddHO 8.5 μL。PCR 擴(kuò)增反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s、退火30 s、72℃延伸1 min,共35個(gè)循環(huán);最后72℃延伸10 min,4℃保存。PCR 產(chǎn)物用1%瓊脂糖凝膠電泳分離。將條帶明亮且單一的PCR 產(chǎn)物原液送由青島擎科生物公司sanger 測(cè)序。
表1 MYH3基因外顯子測(cè)序PCR 引物及反應(yīng)條件
1.4 序列分析 采用DNAMAN、BioEdit 7.0 等生物信息學(xué)軟件對(duì)魯萊黑豬基因編碼區(qū)序列進(jìn)行拼接、氨基酸序列預(yù)測(cè)以及蛋白質(zhì)分析。利用https://www.genome.jp/tools-bin/clustalw 在線網(wǎng)站和GeneDoc軟件對(duì)核苷酸序列和蛋白質(zhì)序列進(jìn)行比對(duì)分析。利用在線網(wǎng)站http://web.expasy.org/protparam/和Compute pI/Mw 軟件預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)理化性質(zhì),CPHmodels 軟件和Antheprot 3D viewer 軟件預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)中涉及的動(dòng)物基因均從NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)和Ensembl 下載,包括人(NM_002470.4)、倭黑猩猩(XM_034942369.1)、小鼠(XM_006532412.2)、大鼠(NM_012604.1)、綿羊(XM_027974881.1)和牛(NM_001101835.1)。
1.5 SNP 位點(diǎn)的搜尋及基因分型
1.5.1 PCR-RFLP 分析 根據(jù)CHO 等研究結(jié)果公布的豬基因啟動(dòng)子區(qū)域因果位點(diǎn)信息(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)以及Ensembl 網(wǎng)站查閱的基因序列信息,利用Premier 5.0 軟件設(shè)計(jì)引物,引物序列為:F:5'-GGGCTACCTCCCTCTCA-3',R:5'-GTTGTGGCAGGAATGTGT-3',擴(kuò)增目的片段長(zhǎng)度約為143 bp。PCR 反應(yīng)體系為25 μL:DreamTaqTM Green PCR Master Mix(2X) 12.5 μL,上下游引物(10 μmol/L)各1 μL,DNA 模板2 μL,ddHO 8.5 μL。PCR 擴(kuò)增反應(yīng)程序:94℃預(yù)變性5 min;94℃變性30 s、61℃退火30 s、72℃延伸1 min,共35個(gè)循環(huán),最后72℃延伸10 min。魯萊黑豬基因PCR 產(chǎn)物的HpyCH4IV酶切體系共25 μL:PCR原液10 μL,星選 酶HpyCH4 IV 0.5 μL,10×NEBuffer 2.5 μL,ddHO 12 μL。37℃溫育15 min 后用3%瓊脂糖凝膠電泳分離檢測(cè),進(jìn)行基因型的確定。
1.5.2 SNP 位點(diǎn)搜尋及分析 將測(cè)序所得結(jié)果進(jìn)行DNAMAN 和SeqMan 比對(duì),同時(shí)對(duì)序列圖譜進(jìn)行峰圖分析,找出基因外顯子發(fā)生突變的SNP 位點(diǎn)。根據(jù)比對(duì)結(jié)果,重點(diǎn)對(duì)基因外顯子中的錯(cuò)義突變位點(diǎn)進(jìn)行生物信息學(xué)分析:采用2 種預(yù)測(cè)方法SIFT(https://sift.bii.a-star.edu.sg/)和PROVEN對(duì)各個(gè)nsSNP 進(jìn)行有害性預(yù)測(cè),分析預(yù)測(cè)突變后氨基酸的替換是否可能影響的功能。利用在線網(wǎng)站ConSurf進(jìn)一步對(duì)魯萊黑豬基因編碼的氨基酸進(jìn)行保守位點(diǎn)預(yù)測(cè),越保守的位點(diǎn)發(fā)生變異越有可能對(duì)功能和結(jié)構(gòu)造成影響。
1.5.3 SNaPshot 基因分型 根據(jù)SNP 位點(diǎn)搜尋及分析結(jié)果,篩選出基因外顯子區(qū)域內(nèi)最有可能影響IMF 含量的SNP 位點(diǎn)。將魯萊黑豬所有的耳組織DNA樣品及SNP 位點(diǎn)信息送至上海天昊生物科技有限公司進(jìn)行SNaPshot 基因分型。
使用PLINK 軟件中的線性模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,將性別和體重作為固定效應(yīng),其表達(dá)式為:y=1+Xb+SNP×+e。其中,y 為測(cè)定表型值,表示總體平均值,X 是固定效應(yīng)的關(guān)聯(lián)矩陣,b 是性別和體重的固定效應(yīng)向量,為SNP 標(biāo)記的效應(yīng),e 為殘差。
2.1 魯萊黑豬表型測(cè)定結(jié)果 由表2 可知,BW 和IMF在魯萊黑豬群體中存在較大程度變異,而IMF 的變異程度更高,其變異系數(shù)高達(dá)65.12%。
表2 魯萊黑豬群體體重與肌內(nèi)脂肪的表型統(tǒng)計(jì)
2.2功能性突變與魯萊黑豬BW 和IMF 的關(guān)聯(lián)性分析 經(jīng)HpyCH4 IV 酶切結(jié)果顯示,基因位點(diǎn)(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物產(chǎn)生了等位基因q(143 bp)和Q(91、46 bp),并且檢測(cè)到了qq、Qq 和QQ 3 種基因型。其中Qq 在群體中為優(yōu)勢(shì)基因型,其頻率為0.759;Q 為優(yōu)勢(shì)等位基因,頻率為0.523,具體如表3 和圖1 所示。
表3 魯萊黑豬MYH3基因位點(diǎn)(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)的基因型頻率和基因頻率
圖1 魯萊黑豬MYH3基因PCR 產(chǎn)物HpyCH4 IV 酶切檢測(cè)
功能突變?cè)隰斎R黑豬群體中的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示:該突變?cè)隰斎R黑豬群體中與IMF 無(wú)顯著關(guān)聯(lián)(表4),表明它可能不是影響?hù)斎R黑豬IMF 的因果位點(diǎn),由此需進(jìn)一步在基因外顯子上搜尋是否存在影響著魯萊黑豬IMF 的突變位點(diǎn)。
表4 MYH3功能性突變?cè)隰斎R黑豬群體中的關(guān)聯(lián)分析
2.3 魯萊黑豬基因與蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)分析 通過(guò)測(cè)序和序列拼接得到了魯萊黑豬基因的編碼區(qū)序列,序列長(zhǎng)度為5 790 bp(圖2)。BLAST 比對(duì)發(fā)現(xiàn)魯萊黑豬基因編碼區(qū)核苷酸序列與引物源序列的一致性為99.59%。經(jīng)同源性分析發(fā)現(xiàn),魯萊黑豬基因編碼區(qū)核苷酸序列與其他動(dòng)物如人、倭黑猩猩、綿羊、牛、大鼠、小鼠的一致性分別為86.61%、89.95%、88.13%、87.64%、85.46%、85.27%。魯萊黑豬基因編碼蛋白含有1 929個(gè)氨基酸殘基。經(jīng)氨基酸組分分析,魯萊黑豬基因編碼蛋白氨基酸序列含有全部的20 種氨基酸,其中谷氨酸(Glu)含量最高為13.3%,色氨酸(Trp)含量最低,僅有0.5%。正電荷殘基(Arg+Lys)總數(shù)有313個(gè),負(fù)電荷殘基(Asp+Glu)總數(shù)有359個(gè)。氨基酸同源性分析發(fā)現(xiàn),魯萊黑豬MYH3 蛋白氨基酸序列與人、倭黑猩猩、綿羊、牛、大鼠、小鼠的一致性分別為97.16%、96.86%、96.40%、97.52%、96.75%、96.44%。
圖2 魯萊黑豬MYH3基因核苷酸序列與預(yù)測(cè)的氨基酸序列
使用在線網(wǎng)站http://web.expasy.org/protparam/和Compute pI/Mw 對(duì)魯萊黑豬MYH3 蛋白理化性質(zhì)預(yù)測(cè),其分子量為222 411.10,理論等電點(diǎn)pI 為5.62。編碼產(chǎn)物不穩(wěn)定指數(shù)為46.18,大于40,說(shuō)明編碼產(chǎn)物具有不穩(wěn)定性。編碼蛋白質(zhì)片段的親水性平均值為-0.772,表明該基因編碼的蛋白質(zhì)呈現(xiàn)親水性,由此可推斷豬基因編碼的蛋白質(zhì)是一種可溶性蛋白質(zhì)。NCBI和TMHMM Server v.2.0 在線軟件對(duì)MYH3 蛋白功能結(jié)構(gòu)域進(jìn)行分析,結(jié)果顯示在魯萊黑豬MYH3 蛋白上未發(fā)現(xiàn)跨膜結(jié)構(gòu),但在1~800 位氨基酸檢測(cè)到SH1 螺旋結(jié)構(gòu)域、P-loop 結(jié)構(gòu)域、converter 結(jié)構(gòu)域、purinebinding loop、relay loop結(jié)構(gòu)域、switch I 和II結(jié)構(gòu)域以及一個(gè)MYSc_Myh3 結(jié)構(gòu)域(100-767)。利用CPHmodels 和Antheprot 3D viewer 在線工具進(jìn)行魯萊黑豬MYH3 蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)分析,結(jié)果如圖3 所示。蛋白結(jié)構(gòu)分析顯示魯萊黑豬MYH3 蛋白包含4.9%螺旋、25.7%折疊以及68.4%無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)。
圖3 魯萊黑豬MYH3 蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)
2.4 魯萊黑豬基因外顯子突變位點(diǎn)搜尋與生物信息學(xué)分析
2.4.1 魯萊黑豬基因外顯子PCR 擴(kuò)增 以DNA混池作為PCR 擴(kuò)增模板,利用21 對(duì)引物進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過(guò)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),得到的條帶清晰、整齊無(wú)拖尾,且擴(kuò)增片段長(zhǎng)度與引物設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)期長(zhǎng)度一致,可用于測(cè)序(圖4)。
圖4 魯萊黑豬MYH3基因PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物電泳圖
2.4.2 SNP 搜尋與預(yù)測(cè)分析結(jié)果 通過(guò)對(duì)16 頭魯萊黑豬耳組織DNA 樣品測(cè)序結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn)在魯萊黑豬基因外顯子區(qū)域共發(fā)現(xiàn)31個(gè)SNP 位點(diǎn)。如表5 所示,有9個(gè)SNP 位點(diǎn)屬于錯(cuò)義突變(Missense Variant),剩余22個(gè)SNP 位點(diǎn)屬于同義突變(Synonymous variant)。對(duì)1~9 SNP 位點(diǎn)進(jìn)行有害性預(yù)測(cè)及保守性分析。結(jié)果表明,采用SIFT 和PROVEN 方法分別預(yù)測(cè)到4個(gè)和2個(gè)有害突變,其中55351779 和55347097 位置的位點(diǎn)2 種方法均預(yù)測(cè)為有害位點(diǎn)。利用在線網(wǎng)站ConSurf對(duì)位點(diǎn)進(jìn)行保守性分析,具有高度保守性的位點(diǎn)共有4個(gè),分別是SSC12:55358364、SSC12:55356662、SSC12:55351779 和SSC12:55347097。這4個(gè)位點(diǎn)的多態(tài)性更容易對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能造成影響(表6)。
表5 魯萊黑豬MYH3基因外顯子突變位點(diǎn)氨基酸分析
表6 魯萊黑豬MYH3基因外顯子有害SNP 預(yù)測(cè)及保守位點(diǎn)預(yù)測(cè)
2.5 魯萊黑豬基因外顯子突變位點(diǎn)的遺傳學(xué)分析
2.5.1 魯萊黑豬基因分型位點(diǎn)的遺傳學(xué)分析 通過(guò)SNP 位點(diǎn)搜尋及分析,統(tǒng)計(jì)篩選出4個(gè)SNP 位點(diǎn),分別命名為SNP1、SNP2、SNP3 和SNP4,利用SNaPshot 技術(shù)進(jìn)行基因分型。魯萊黑豬基因各位點(diǎn)基因分型的計(jì)算結(jié)果如表7 所示。經(jīng)卡方檢驗(yàn)所有位點(diǎn)均處于Hardy-Weinberg 平衡狀態(tài)(>0.05)。遺傳學(xué)分析如表8 所示,在魯萊黑豬群體中,4個(gè)SNP 位點(diǎn)的純合度均高于雜合度,這表明該4個(gè)SNP 位點(diǎn)在魯萊黑豬群體之中變異程度較小。位點(diǎn)SNP3 多態(tài)信息含量(PIC)為0.374,屬于中度多態(tài)。其余位點(diǎn)多態(tài)信息含量(PIC)均小于0.25,屬于低度多態(tài)。
表7 魯萊黑豬MYH3基因外顯子突變位點(diǎn)基因型頻率及基因頻率
表8 魯萊黑豬MYH3基因基因分型位點(diǎn)He、Ho、Ne、PIC參數(shù)
2.5.2 魯萊黑豬基因分型位點(diǎn)與IMF 關(guān)聯(lián)性分析魯萊黑豬基因分型位點(diǎn)與該群體的IMF 性狀、BW 的關(guān)聯(lián)分析結(jié)果如表9 所示。鑒于矯正性別分析后,幾乎4個(gè)SNPs 位點(diǎn)僅與BW 有關(guān)聯(lián),SNP4 位點(diǎn)與BW顯著相關(guān),而SNP1 和SNP2 位點(diǎn)與BW 極顯著相關(guān)。根據(jù)結(jié)果發(fā)現(xiàn),篩選的外顯子突變位點(diǎn)對(duì)魯萊黑豬IMF性狀都沒(méi)有顯著影響,不是影響IMF 的因果突變。
表9 魯萊黑豬MYH3基因各SNPs與IMF關(guān)聯(lián)分析(P值)
基因編碼胚胎型肌球蛋白重鏈蛋白,控制肌肉的牽引滑動(dòng)。它通過(guò)分子間的構(gòu)形改變,從而導(dǎo)致肌球蛋白與ATP 結(jié)合,使ATP 水解,繼而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)強(qiáng)力,進(jìn)而對(duì)于肌肉的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生明顯的影響。近幾年來(lái),基因是人類(lèi)代謝疾病及胎兒發(fā)育研究的關(guān)注重點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn)基因突變可以改變TGF-信號(hào)通路和MAPK 信號(hào)通路相關(guān)蛋白的磷酸化水平,影響肌肉的能量代謝,最終引發(fā)肌肉能量代謝疾病?;蛟诩∪獍l(fā)育的整個(gè)過(guò)程中都具有非常重要的作用。王麗君研究發(fā)現(xiàn),基因在肌肉和脂肪中表達(dá)量較高,從而驗(yàn)證了該候選基因參與機(jī)體的脂質(zhì)和肌肉的生長(zhǎng)、信號(hào)傳導(dǎo)及肌肉收縮等生理現(xiàn)象。成志敏等研究發(fā)現(xiàn),基因通過(guò)影響肌纖維的組成而影響肌纖維特性,初步揭示了造成馬身豬和大白豬肌纖維性狀差異的主要原因。CHO 等通過(guò)染色質(zhì)免疫共沉淀研究發(fā)現(xiàn),韓國(guó)本土黑豬體內(nèi)基因啟動(dòng)子上存在6 bp 堿基的缺失,使韓國(guó)本土黑豬背最長(zhǎng)肌的IMF 含量增加。種種研究結(jié)果證實(shí)基因是IMF 的關(guān)鍵基因。IMF 是個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)性狀,其含量直接影響豬肉品質(zhì)。根據(jù)本研究對(duì)魯萊黑豬群體IMF 含量的表型統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),該性狀在群體中變異程度較大,可能的原因有:第一,魯萊黑豬的祖代萊蕪豬群體中的IMF 表型就存在較大的分離;第二,IMF 屬于數(shù)量性狀,可能受到多個(gè)效應(yīng)的QTL 共同調(diào)控,在魯萊黑豬長(zhǎng)期的世代培育過(guò)程中積累了足夠的重組事件,且不同QTL 組合方式多樣,從而造成個(gè)體間表型的較大差異;第三,魯萊黑豬群體在選育過(guò)程中可能并未對(duì)IMF 進(jìn)行高強(qiáng)度的選育。由此可見(jiàn),利用魯萊黑豬群對(duì)IMF 進(jìn)行QTL 定位及主效基因的鑒別具有較好的優(yōu)勢(shì)。
本研究通過(guò)測(cè)序獲得了基因外顯子的全序列,通過(guò)比對(duì)分析發(fā)現(xiàn)魯萊黑豬基因核苷酸序列、編碼蛋白的氨基酸序列與其他哺乳動(dòng)物的同源性均較高,說(shuō)明基因在不同物種中高度保守。魯萊黑豬MYH3 蛋白功能結(jié)構(gòu)域分析結(jié)果顯示MYH3 蛋白未發(fā)現(xiàn)跨膜結(jié)構(gòu),表明該蛋白不具有跨膜功能,含有SH1 螺旋結(jié)構(gòu)域、P-loop 結(jié)構(gòu)以及MYSc_Myh3 結(jié)構(gòu)域。SH1 螺旋結(jié)構(gòu)域含有約100個(gè)氨基酸,結(jié)構(gòu)域與氨基酸組成了保守特性,與前面測(cè)序結(jié)果比對(duì)相一致。P-loop 結(jié)構(gòu)域中的Glu148 和Tyr150 易發(fā)生突變降低蛋白酶的活性,且該區(qū)域廣泛存在于磷酸結(jié)合蛋白中,磷酸化位點(diǎn)對(duì)基因具有重要功能。而MYSc_Myh3 結(jié)構(gòu)域具有編碼驅(qū)動(dòng)蛋白以及調(diào)控蛋白的作用,由此可以推測(cè)MYH3 蛋白可能具有調(diào)控的作用。
2019 年發(fā)表在《PLOS Genetic》的論文結(jié)果表明:位于基因啟動(dòng)子區(qū)的功能性突變是影響韓國(guó)本土黑豬肌內(nèi)脂肪含量的因果突變,且最后文章結(jié)果表明該位點(diǎn)在中國(guó)地方豬中存在分離,但并無(wú)與表型關(guān)聯(lián)分析結(jié)果,因此本文根據(jù)CHO 等的研究結(jié)果設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路,在肌內(nèi)脂肪含量表型分離顯著、具有代表性的中國(guó)培育品種——魯萊黑豬群體中開(kāi)展該位點(diǎn)的基因型檢測(cè)與關(guān)聯(lián)分析工作。首先通過(guò)酶切實(shí)驗(yàn)及測(cè)序在魯萊黑豬群體中對(duì)位點(diǎn)(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果在群體中發(fā)現(xiàn)了該位點(diǎn)的等位基因Q,多態(tài)性分析結(jié)果顯示該位點(diǎn)的野生型基因q 頻率為0.477,突變型基因Q 頻率為0.523。根據(jù)先前研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在西方商品豬中如長(zhǎng)白豬、大白豬中幾乎檢測(cè)不到Q 基因的存在或者頻率很低。經(jīng)關(guān)聯(lián)分析檢測(cè)結(jié)果表明,基因啟動(dòng)子區(qū)6 bp 堿基的缺失不是影響?hù)斎R黑豬IMF 的因果突變,這可能是由于魯萊黑豬與韓國(guó)本土豬的血緣品種不同或者生存環(huán)境的差異造成的。所以推測(cè)在基因上可能存在別的位點(diǎn)影響其IMF 含量。同時(shí)表明:有必要在其他中國(guó)地方豬群體中檢測(cè)該突變對(duì)表型的效應(yīng),為豬肉質(zhì)性狀的分子標(biāo)記輔助育種提供重要理論依據(jù)。從基因外顯子中所有的SNPs 位點(diǎn)分析,經(jīng)過(guò)有害性預(yù)測(cè)及位點(diǎn)保守性分析篩選出4個(gè)SNPs 位點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)以及與IMF 等性狀的關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果顯示大多數(shù)位點(diǎn)僅與體重有關(guān),提示上述位點(diǎn)可以作為魯萊黑豬體重指標(biāo)育種的潛在分子標(biāo)記,而不能作為IMF 指標(biāo)育種的分子標(biāo)記位點(diǎn)。此外,可以推測(cè)魯萊黑豬群體中存在新的突變位點(diǎn)/主效基因影響著IMF 的含量,為后期鑒定真正的因果突變奠定了基礎(chǔ)。
本研究結(jié)果顯示,基因啟動(dòng)子區(qū)中功能性突變位點(diǎn)(XM_013981330.2:g.-1805_-1810del,chr12:55 373 707)可能不是影響?hù)斎R黑豬IMF 的因果位點(diǎn),而檢測(cè)的4個(gè)基因外顯子突變位點(diǎn)與肌內(nèi)脂肪不存在顯著關(guān)聯(lián)。因此,在魯萊黑豬群體中可能存在其他的突變位點(diǎn)/主效基因影響其IMF。