李 盼 普布占堆 張 浩 魯云風(fēng) 張 博*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,北京 100193; 2.南陽(yáng)師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河南 南陽(yáng) 473061)

豬肉是我國(guó)主要的肉類(lèi)消費(fèi)品,豬肉的肌內(nèi)脂肪含量高低已成為消費(fèi)者挑選豬肉的重要考慮因素[1]。在豬生產(chǎn)中,脂肪沉積是一個(gè)復(fù)雜而重要的經(jīng)濟(jì)性狀,其中背膘厚度是衡量脂肪沉積的良好指標(biāo),多項(xiàng)研究表明它與生長(zhǎng)速率、肉質(zhì)和繁殖性能呈顯著相關(guān)[2-4]。肌內(nèi)脂肪含量也可以影響其他肉質(zhì)性狀,如肉的風(fēng)味、嫩度、剪切力、大理石紋評(píng)分、系水力等,在豬的育種工作中具有不可替代的重要地位[5]。目前,大量研究利用現(xiàn)代分子育種技術(shù)探討肌內(nèi)脂肪沉積和基因之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)瘦素基因[6]、脂肪酸結(jié)合蛋白基因家族[7]和脂肪細(xì)胞分化決定因子等與脂質(zhì)生成密切相關(guān)[8]。

南陽(yáng)黑豬是分布于河南省南陽(yáng)地區(qū)西部一帶的優(yōu)良地方品種,具有我國(guó)地方豬種的共有特性,如脂肪沉積多、生長(zhǎng)速度較快、繁殖性能好和抗病性強(qiáng)等,并且受到的人工選育較少,群體內(nèi)脂肪沉積性狀的表型差異較大[9-10]。研究表明南陽(yáng)黑豬的礦物質(zhì)含量、大理石條紋、肉色和肌內(nèi)脂肪含量均顯著高于商品豬[11-13]。因此,南陽(yáng)黑豬是研究脂質(zhì)沉積的理想模型。魯云風(fēng)等[14-16]經(jīng)育種實(shí)踐發(fā)現(xiàn)南陽(yáng)黑豬種群中同胞個(gè)體間存在背膘厚等脂肪表型分化的現(xiàn)象,并對(duì)脂肪酸相關(guān)指標(biāo)差異極顯著的個(gè)體進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析,鑒定了與脂肪酸代謝相關(guān)的候選基因。苗志國(guó)等[17]發(fā)現(xiàn)南陽(yáng)黑豬與長(zhǎng)白豬相比具有較低的激素敏感脂肪酶(HSL)活性,而脂肪酸合成酶(FAS)、肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ(CPT-Ⅰ)和脂蛋白脂酶(LPL)活性及FAS/HSL比值則顯著性高于長(zhǎng)白豬,表明南陽(yáng)黑豬優(yōu)良肉品質(zhì)的形成與脂肪代謝相關(guān)酶活性間存在重要相關(guān)性。此外,Wang等[18]分別對(duì)脂肪表型差異明顯的南陽(yáng)黑豬進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組和蛋白組學(xué)分析,鑒定到多個(gè)關(guān)鍵脂肪沉積候選基因和蛋白。

由于肌內(nèi)脂肪形成的復(fù)雜性,現(xiàn)有研究仍不足以闡釋肌內(nèi)脂肪形成的具體機(jī)制。隨著生物信息學(xué)和測(cè)序技術(shù)的快速發(fā)展,全基因組重測(cè)序已成功用于檢測(cè)一些人類(lèi)疾病的因果變異[19],也應(yīng)用于動(dòng)物遺傳機(jī)制研究[20]。采用全基因組重測(cè)序技術(shù)可以在全基因組范圍內(nèi)篩選到大量的SNPs、InDels、SVs和CNVs等,這些變異可能是導(dǎo)致動(dòng)物遺傳進(jìn)化變異的主要決定因素,對(duì)動(dòng)物遺傳進(jìn)化分析及分子輔助育種研究具有重要的作用[21-23]。此外,遺傳變異會(huì)引起動(dòng)物表型差異,挖掘潛在的基因組變異信息對(duì)揭示動(dòng)物個(gè)體間的表型差異和動(dòng)物的遺傳改良具有重要意義。然而,目前對(duì)南陽(yáng)黑豬在全基因組水平上的進(jìn)一步研究卻鮮少報(bào)道。

本研究通過(guò)對(duì)南陽(yáng)黑豬種群不同個(gè)體脂肪表型(胴體性狀和肉質(zhì)性狀)統(tǒng)計(jì)分析,篩選出背膘厚度差異顯著的同胞或半同胞個(gè)體,利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)豬背最長(zhǎng)肌進(jìn)行全基因組重測(cè)序,深度挖掘兩組間存在的SNP、InDel、SV和CNV 4種變異位點(diǎn),并通過(guò)生物信息學(xué)分析明確影響脂肪沉積的功能基因,為進(jìn)一步推進(jìn)南陽(yáng)黑豬分子育種改良工作提供理論支持和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

樣本信息與Wang等[18]轉(zhuǎn)錄組測(cè)序樣本相同,所用試驗(yàn)群體均來(lái)自河南省南陽(yáng)市內(nèi)鄉(xiāng)南陽(yáng)黑豬場(chǎng),選擇體重相近、胎次相同和飼養(yǎng)條件相同的3組(6頭)全同胞或半同胞南陽(yáng)黑豬,每組同胞個(gè)體間脂肪表型差異較大。生長(zhǎng)至190日齡時(shí)對(duì)此6頭豬進(jìn)行屠宰,并根據(jù)系譜信息和測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)胴體性狀和肉質(zhì)性狀表型數(shù)據(jù)。取其背最長(zhǎng)肌中段最后肋與第一腰椎間肌肉組織測(cè)定肉品質(zhì)指標(biāo),其余樣品利用DNA提取試劑盒(天根生化科技(北京)有限公司)提取基因組DNA,Nanodrop 2000(美國(guó))檢測(cè)DNA的純度(OD260/OD280),檢測(cè)合格后-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1胴體性狀

南陽(yáng)黑豬屠宰操作規(guī)程參照《瘦肉型豬胴體性狀測(cè)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T 825—2004)。測(cè)定指標(biāo)包括宰前活體重、胴體直長(zhǎng)、胴體斜長(zhǎng)、胴體重、背膘厚度、肋骨數(shù)、屠宰率和眼肌面積。

1.2.2肉質(zhì)性狀

根據(jù)《豬肌肉品質(zhì)測(cè)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T 821—2004)所述方法測(cè)定肉品質(zhì),測(cè)定指標(biāo)包括肌內(nèi)脂肪含量、肉色、剪切力、pH45 min、pH24 h、大理石紋、48 h滴水損失和蒸煮損失。

1.3 全基因組重測(cè)序

1.3.1建庫(kù)測(cè)序

把檢測(cè)合格的DNA樣品利用超聲波隨機(jī)打斷,DNA片段經(jīng)末端修復(fù)、加測(cè)序接頭、純化和PCR擴(kuò)增完成整個(gè)文庫(kù)制備。最后,對(duì)質(zhì)檢合格的文庫(kù)通過(guò)Illumina HiSeq 4000測(cè)序。

1.3.2測(cè)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、注釋和多態(tài)位點(diǎn)檢測(cè)

對(duì)測(cè)序得到的原始測(cè)序reads進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)控,對(duì)接頭序列及polyN、polyA等序列過(guò)濾,然后使用BWA(v0.7.16)軟件[24]將質(zhì)控后的reads與豬參考基因組(Sscrofa11.1)序列進(jìn)行比對(duì)。

其次,通過(guò)變異檢測(cè)軟件GATK[25]檢測(cè)全基因組范圍內(nèi)SNP和Indel位點(diǎn),通過(guò)染色體結(jié)構(gòu)變異分析軟件DELLY[26]檢測(cè)全基因組范圍內(nèi)SV位點(diǎn),通過(guò)拷貝數(shù)變異分析軟件Control-FREEC[27]檢測(cè)全基因組范圍內(nèi)CNV位點(diǎn),再根據(jù)質(zhì)量值、深度、重復(fù)性等因素做進(jìn)一步的過(guò)濾篩選,最終得到高可信度的SNP、Indel、SV和CNV數(shù)據(jù)集,并采用ANNOVAR[28]軟件對(duì)其進(jìn)行注釋。

此外,將檢測(cè)到的SNP、Indel、SV和CNV進(jìn)行功能注釋,再用vcftool(v 0.1.16)軟件計(jì)算差異變異位點(diǎn),并對(duì)所得到的差異基因進(jìn)行GO(http:∥geneontology.org/)和KEGG(https:∥www.kegg.jp/)富集分析。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)使用Excel 2016進(jìn)行整理,使用SPSS 23.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)樣本t檢驗(yàn),結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。P<0.01表示差異極顯著,P<0.05表示差異顯著,P>0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組肌肉品質(zhì)分析

基于Wang等[18]對(duì)南陽(yáng)黑豬脂肪相關(guān)表型的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行高-低脂肪組的選擇,分別從高-低脂肪組選取3頭用于后續(xù)全基因組重測(cè)序分析并對(duì)其胴體性狀和肉質(zhì)性狀表型數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。如表1所示,胴體性狀中高脂肪組的肌內(nèi)脂肪含量((4.96±0.62)%)顯著高于低脂肪組((3.61±0.11)%)(P<0.05),平均背膘厚((43.74±2.33) mm)極顯著高于低脂肪組((28.36±4.17) mm)(P<0.01),其余各項(xiàng)指標(biāo)在兩組之間數(shù)值相近無(wú)顯著差異(P>0.05)。在肉質(zhì)性狀測(cè)定結(jié)果中,在高-低脂肪組之間背最長(zhǎng)肌剪切力存在極顯著差異(P<0.01),其中剪切力、pH45 min、蒸煮損失和48 h滴水損失在兩組之間存在顯著差異(P<0.05),其余各項(xiàng)指標(biāo)在兩組之間無(wú)顯著差異。

表1 南陽(yáng)黑豬胴體和肉質(zhì)指標(biāo)分析

2.2 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組全基因組重測(cè)序數(shù)據(jù)分析

南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組全基因組重測(cè)序原始數(shù)據(jù)已提交到基因表達(dá)綜合數(shù)據(jù)庫(kù)(PRJNA894135),共產(chǎn)生213.25 Gb數(shù)據(jù),過(guò)濾后得到208.00 Gb有效數(shù)據(jù),平均有效率為97.56%,Q30均在93.07%以上,與豬參考基因組(Sscrofa11.1)比對(duì)后的比對(duì)率達(dá)到97.81%以上(表2),表明本次試驗(yàn)獲得的序列能夠在染色體中均勻分布、隨機(jī)性好、數(shù)據(jù)質(zhì)量較高,可以用于后續(xù)突變檢測(cè)及相關(guān)分析。

表2 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組測(cè)序信息

2.3 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組SNP位點(diǎn)變異檢測(cè)及注釋

根據(jù)與參考基因組的比對(duì)結(jié)果,在南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組的基因組上找到大量的遺傳變異。在高脂肪組和低脂肪組2個(gè)組間分別檢測(cè)得到12 662 411和13 164 680個(gè)SNPs,其中轉(zhuǎn)換類(lèi)型的SNP數(shù)量最多,在兩組的雜合率分別為66.92%和63.73%。通過(guò)對(duì)南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組進(jìn)行SNP注釋,經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)兩組的SNP變異主要集中在基因間區(qū),比例分別為58.16%和58.19%,其次為內(nèi)含子區(qū)域,比例分別為37.38%和37.43%,而發(fā)生在基因的剪切位點(diǎn)的SNP最少,只有497和524個(gè)。除此之外,南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組發(fā)生在蛋白編碼區(qū)內(nèi)的SNP位點(diǎn)數(shù)量分別為87 176和91 225,其中同義突變比例分別為60.52%和60.31%,非同義突變比例分別為38.79%和39.01%(表3)。

表3 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組中基因SNP變異位點(diǎn)分布統(tǒng)計(jì)

2.4 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組InDel變異檢測(cè)及注釋

通過(guò)對(duì)南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組進(jìn)行InDel變異檢測(cè),在2個(gè)組間分別檢測(cè)得到2 873 762和2 929 060個(gè)InDels,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)2組的InDel變異分布區(qū)域與SNP結(jié)果類(lèi)似,主要集中在基因間區(qū)和內(nèi)含子區(qū)域,在基因間區(qū)的比例分別為58.02%和57.94%,在內(nèi)含子區(qū)域的比例分別為37.96%和38.06%。另外,南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組在蛋白編碼區(qū)共檢測(cè)到4 773和4 896個(gè)InDels,其中移碼插入的占比最多,比例分別為63.75%和63.34%,而移碼缺失的比例分別為18.06%和18.12%(表4)。InDel長(zhǎng)度的不同會(huì)對(duì)基因組造成不同程度的影響。如圖1所示,在全基因組水平上或者在外顯子區(qū)內(nèi),不同長(zhǎng)度的InDel的分布有著明顯的差異,其突變模式主要以1個(gè)堿基的InDel為主。

圖1 全基因組(a)和外顯子區(qū)(b)InDels長(zhǎng)度分布

2.5 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組SV變異檢測(cè)及注釋

SV變異主要包括缺失(Deletion, DEL)、易位(Translocation,TRA)、重復(fù)(Duplication,DUP)、倒位(Inversion, INV)、插入(Insertion, INS)。在2組中分別檢測(cè)到26 670和29 688個(gè)SVs,5種變異類(lèi)型中DEL數(shù)量最多,分別為18 063和20 187個(gè),分別占總SV變異數(shù)的67.73%和68.00%。其次是INS,分別為5 684和6 474個(gè),分別占總SV變異數(shù)的21.31%和21.81%,而SV變異類(lèi)型TRA、DUP和INV的占比較少。因此,南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組SV變異主要發(fā)生的變異類(lèi)型為DEL和INS。此外,對(duì)SV變異位點(diǎn)進(jìn)行注釋,發(fā)現(xiàn)SV的分布區(qū)域也主要集中在基因間區(qū)和內(nèi)含子區(qū)域,兩組在基因間區(qū)的比例分別為54.54%和54.53%,在內(nèi)含子區(qū)的比例分別為34.39%和34.96%(表5)。

表5 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組中基因SV變異位點(diǎn)在全基因組的分布統(tǒng)計(jì)

2.6 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組CNV變異檢測(cè)及注釋

CNV變異的變異類(lèi)型包括缺失CNV和重復(fù)CNV。在兩組中分別檢測(cè)到910和989個(gè)CNVs,缺失CNV數(shù)和重復(fù)類(lèi)型的CNV數(shù)比例相近,分別約占總CNV數(shù)的一半。對(duì)南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組中基因CNV變異位點(diǎn)注釋結(jié)果顯示,發(fā)現(xiàn)CNV的分布區(qū)域主要集中在基因間區(qū)和外顯子區(qū)域,兩組在基因間區(qū)的比例分別為42.86%和43.88%,在外顯子區(qū)的比例分別為45.38%和43.68%(表6)。

表6 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組中基因CNV變異位點(diǎn)分布統(tǒng)計(jì)

2.7 關(guān)鍵變異基因的功能分析

通過(guò)與豬參考基因組比對(duì),篩選高-低脂肪組中存在SNP非同義突變和 InDel移碼突變的基因,從而確定兩組中可能存在差異表達(dá)且影響功能的基因。通過(guò)生物信息學(xué)分析,兩組之間共注釋到有功能注釋的組間差異基因209個(gè)。GO分析結(jié)果表明這些基因在生物學(xué)過(guò)程(BP)中主要富集在肽基-絲氨酸的磷酸化(Peptidyl-serine phosphorylation)、RNA聚合酶啟動(dòng)子的調(diào)控(RNA polymerase II promoter)、核糖體組裝(Nucleosome assembly)等,細(xì)胞組分(CC)主要富集在高爾基體(Golgi apparatus)和突觸前部(Presynapse)。分子功能(MF)主要富集在DNA糖基化酶活性(DNA glycosylase activity)、WW結(jié)構(gòu)域的結(jié)合(WW domain binding)、DNA酶的活性(DNAlyase activity)、ATP酶的活性(ATPase activity)和蛋白酶的活性(Protein kinase activity)等(圖2(a));KEGG分析表明這些基因主要集中在mTOR信號(hào)通路(mTOR signaling pathway),甲狀腺信號(hào)通路(Thyroid hormone signaling pathway),神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)蛋白分子信號(hào)通路(Neurotrophin signaling pathway)以及ABC 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白信號(hào)通路(ABC transporters)等(圖2(b))。

圖2 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組間變異基因GO(a)和KEGG(b)注釋分類(lèi)圖

2.8 南陽(yáng)黑豬轉(zhuǎn)錄組和重測(cè)序聯(lián)合分析

利用Wang等[18]轉(zhuǎn)錄組測(cè)序結(jié)果(樣本來(lái)源與數(shù)量與該研究相同)與本研究基因組重測(cè)序結(jié)果進(jìn)行聯(lián)合分析,480個(gè)轉(zhuǎn)錄組差異基因與209個(gè)重測(cè)序差異基因共交集到8個(gè)基因(圖3),包括CTNNA3、FASTKD1、HAT1、COMMD4、PLP1、CREB5、NHSL2和ITGA6,其中2個(gè)基因(PLP1和ITGA6)涉及脂肪細(xì)胞分化,具體功能信息如表7所示。

圖3 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組轉(zhuǎn)錄組和 重測(cè)序組間差異基因韋恩圖

表7 南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組轉(zhuǎn)錄組和重測(cè)序組間關(guān)鍵變異基因功能注釋結(jié)果

3 討 論

南陽(yáng)黑豬作為我國(guó)優(yōu)良地方豬種,以高脂肪沉積和高遺傳分化而聞名,是研究我國(guó)地方豬脂肪沉積相關(guān)遺傳機(jī)制的良好研究材料[17]。在本研究中,為分析影響南陽(yáng)黑豬群體內(nèi)脂肪表型分化的關(guān)鍵基因,以Wang等[18]測(cè)定的肌內(nèi)脂肪含量作為核心選擇指標(biāo),并對(duì)其進(jìn)行胴體性狀和肉質(zhì)性狀的統(tǒng)計(jì)分析。胴體性狀作為豬肉用性能的重要指標(biāo),直接影響著經(jīng)濟(jì)效益。與引進(jìn)品種豬相比,地方豬種具有獨(dú)特的種質(zhì)特性,如松遼黑豬[29]、豫西黑豬[30]和關(guān)中黑豬[31]等地方豬種的背膘厚均高于引進(jìn)品種豬。本研究顯示在高-低脂肪組之間的宰前活重、胴體重、眼肌面積和屠宰率等指標(biāo)無(wú)顯著差異的情況下,高脂肪組平均背膘厚呈明顯升高的趨勢(shì),進(jìn)一步證實(shí)了南陽(yáng)黑豬群體脂肪相關(guān)表型變異較大的特點(diǎn)[32]。肌肉的嫩度、多汁性、適口性等肉質(zhì)性狀與肌內(nèi)脂肪含量呈顯著正相關(guān)[33]。Kim等[34]研究發(fā)現(xiàn)肌內(nèi)脂肪含量的增加有利于提高pH24 h和減少滴水損失,其他相關(guān)研究也發(fā)現(xiàn)肌內(nèi)脂肪含量與大理石紋評(píng)分和pH45 min呈正相關(guān),與滴水損失和蒸煮損失呈負(fù)相關(guān)[35-36]。本研究表明,高脂肪組的剪切力極顯著低于低脂肪組(P<0.01),這與先前報(bào)道的肌內(nèi)脂肪含量越高,則肉質(zhì)剪切力越弱相一致[37]。高脂肪組的48 h滴水損失和蒸煮損失均顯著低于低脂肪組(P<0.05),高脂肪組的pH45 min高于低脂肪組,說(shuō)明南陽(yáng)黑豬高脂肪組肉質(zhì)優(yōu)于低脂肪組。除剪切力、水分含量和pH45 min外,高脂肪組與低脂肪組間其他品質(zhì)沒(méi)有顯著差異,側(cè)面印證了本研究對(duì)南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組分組的可靠性,保證了高-低脂肪組之間基因多態(tài)性主要與脂肪沉積相關(guān),能在一定水平上反映南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組在基因組水平上的差異。

越來(lái)越多研究發(fā)現(xiàn)全基因組重測(cè)序可鑒定出與動(dòng)物個(gè)體生產(chǎn)性狀密切相關(guān)的變異位點(diǎn),這些關(guān)鍵變異位點(diǎn)對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)及分子育種均具有重要意義[38-39]。本研究中通過(guò)全基因組重測(cè)序挖掘影響南陽(yáng)黑豬脂肪沉積的功能基因和變異位點(diǎn),結(jié)果顯示,高-低脂肪組與參考基因組之間均發(fā)生SNP、InDel、SV和CNV4種類(lèi)型的變異,共檢測(cè)到2 827 091個(gè)SNPs、5 802 822個(gè)InDels、56 358個(gè)SVs及1 898個(gè)CNVs,但4種遺傳變異在基因組上的位置和數(shù)目差異并不顯著。低脂肪組獲得的SNP、InDel、SV和CNV,僅為高脂肪組的1.040倍、1.019倍、1.113倍和1.086倍,這說(shuō)明高-低脂肪組間遺傳背景相似,引起南陽(yáng)黑豬同胞脂肪沉積能力不同的原因可能是由一小部分基因所調(diào)控的。另外,所檢測(cè)到的SNP數(shù)量明顯多于其他類(lèi)型變異的數(shù)量,這說(shuō)明南陽(yáng)黑豬種群的基因變異主要以SNP變異為主。在SNP變異中,高-低脂肪組的轉(zhuǎn)換/顛換比例分別為2.62和2.55,這說(shuō)明在南陽(yáng)黑豬種群中同種類(lèi)型堿基置換的突變模式比不同類(lèi)型間更容易發(fā)生。多項(xiàng)研究表明SNP、InDel和SV大多發(fā)生在基因內(nèi)部甚至是外顯子區(qū)域、啟動(dòng)子區(qū)域等重要位置,這種變異往往能夠引起基因功能發(fā)生重大變化[40-41]。在本研究中,分別對(duì)南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組的變異位點(diǎn)進(jìn)行注釋,發(fā)現(xiàn)SNP、InDel和SV主要分布在基因間區(qū)和基因內(nèi)的內(nèi)含子區(qū),而CNV主要分布在基因間區(qū)和基因內(nèi)的外顯子區(qū),本研究變異位點(diǎn)分布特點(diǎn)與邢凱[42]對(duì)松遼黑豬重測(cè)序結(jié)果相似。一般情況下,移碼突變和錯(cuò)義突變會(huì)影響基因的功能和表達(dá),甚至?xí)苯佑绊懙絼?dòng)物的表型性狀。通過(guò)生物信息學(xué)分析,本研究共發(fā)現(xiàn)有功能注釋的組間差異基因209個(gè),然后通過(guò)GO和KEGG分析進(jìn)一步探索了脂肪沉積相關(guān)的基因及其參與途徑。進(jìn)一步整合Wang等[18]轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),最終鑒定出2個(gè)與脂肪沉積相關(guān)的差異基因(PLP1和ITGA6),這些基因的多態(tài)性變化可能是影響南陽(yáng)黑豬脂肪沉積的關(guān)鍵。蛋白脂蛋白(Proteolipid protein 1,PLP1)基因是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的主要髓磷脂蛋白,它在髓鞘多層脂蛋白的形成和維持中起著至關(guān)重要的作用[43]。整合素α6 (Integrin subunit alpha 6,ITGA6)基因主要參與到PI3K-Akt信號(hào)通路,局灶性粘附,ECM受體相互作用,細(xì)胞粘附分子和棕色脂肪細(xì)胞分化等通路中,有報(bào)道顯示ITGA6是血小板上層粘連蛋白的受體,參與精卵融合和胚胎發(fā)育相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo),還可通過(guò)連接細(xì)胞骨架和細(xì)胞內(nèi)的各種信號(hào)分子介導(dǎo)細(xì)胞外基質(zhì)相互作用[44],推測(cè)ITGA6基因可能參與肌肉發(fā)育和脂肪沉積等途徑。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于這些基因在脂肪沉積中的具體分子作用機(jī)制尚不清楚,有必要進(jìn)一步探究這些基因在豬脂肪沉積中的具體調(diào)控作用。

4 結(jié) 論

本研究通過(guò)比較南陽(yáng)黑豬高脂肪組和低脂肪組胴體性狀和肉質(zhì)性狀,發(fā)現(xiàn)兩組之間呈顯著差異的性狀主要與脂肪相關(guān),如肌內(nèi)脂肪含量、平均背膘厚、剪切力、pH45 min和水分含量,其他肉品質(zhì)性狀在兩組中沒(méi)有顯著差異。全基因組重測(cè)序共篩選到有功能注釋的組間差異基因209個(gè),主要參與2個(gè)細(xì)胞組成部位,6 類(lèi)分子功能和5個(gè)生物學(xué)過(guò)程。整合前期課題組南陽(yáng)黑豬高-低脂肪組轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù),共交集到8個(gè)差異基因,其中PLP1和ITGA6與脂肪沉積相關(guān)。本研究將為后續(xù)南陽(yáng)黑豬的脂肪沉積相關(guān)的育種研究工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。