猪背最长肌中肌肉生长和脂肪沉积相关基因的差异表达和主成分分析

骨骼肌细胞和脂肪细胞在分化生长速度上相对竞争的平衡点是猪肉质和胴体性状的决定因素.利用Oligo功能分类芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在初生、1、2、3、4和5月龄间背最长肌中肌肉生长和脂肪沉积相关基因的动态表达变化.差异表达分析结果显示,在初生至5月龄的品种间分别有15、16、11、13、18和20个基因的表达差异倍数大于2倍.品种内的方差分析表明,长白猪分别有18和22个基因,太湖猪分别有3和7个基因在月龄间的表达差异达极显著(Ｐ<0.01)和显著水平(Ｐ<0.05).主成分分析结果显示,先降后升是两品种内最具代表性的基因表达模式,且长白猪和太湖猪分别有7和6个基因的表达模式明显偏离其他基因,提示其可能受到了重要的调控. 此外,5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势.以上结果筛选出了对于猪肉质和胴体性状可能具有重要影响,值得深入研究的一些候选基因,为深入研究生长发育过程中参与肌纤维生长和脂肪酸合成关键基因的表达变化规律和互作调控机制提供了基础数据.     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

利用功能分类基因芯片研究不同品种猪脂肪中特定基因的发育性变化

利用Oligo功能分类基因芯片检测了瘦肉型的长白猪和脂肪型的太湖猪在1、2、3、4和5月龄间背部皮下脂肪中脂肪沉积代谢和细胞生长调控相关基因的动态表达变化。差异表达分析结果显示1~5月龄的品种间分别有10、6、11、8和19个基因的表达差异倍数大于2倍, 且长白猪有25个基因在不同月龄间的表达差异达显著水平(P<0.05)。其中血管生成素样蛋白4 (ANGPTL4)、组织蛋白酶K (CTSK) 、异柠檬酸脱氢酶2(NADP+) (IDH2)、脂蛋白脂酶 (LPL)、苹果酸酶1 (ME1)、 硬酯酰辅酶A去饱和酶 (SCD)和解藕联蛋白2 (UCP2)这7个基因不仅在同月龄的品种间和品种内的不同月龄间差异表达, 主成分分析结果也显示其表达模式明显偏离其他基因, 提示受到了特殊的调控。聚类分析结果显示1~5月龄间长白猪中正调控脂肪酸代谢基因的表达量逐渐上调, 太湖猪中参与细胞生长调控基因的表达量平缓波动且变化幅度相对较小。另外, 5个差异表达基因的荧光定量RT-PCR验证结果均与芯片结果呈正相关趋势。结果成功筛选出了对猪胴体和肉质性状可能具有重要影响并值得深入研究的一些候选基因, 初步揭示了相关基因的表达变化规律, 为了解生长发育过程中脂肪酸合成与水解的动态平衡过程提供了基础数据。     

大白猪不同脂肪部位脂质代谢相关基因的表达差异分析

脂肪沉积决定于脂肪酸合成、转运和分解代谢的动态平衡。为比较猪(Sus scrofa domesticus)不同脂肪部位脂质代谢差异和不同性别间的差别,筛选与脂肪沉积能力显著关联的相关酶基因,本研究检测大白猪(Large White pigs)脂质代谢相关生化指标、肌内脂肪(intramuscular fat)含量,皮下脂肪、腹部脂肪和肾周脂肪组织间脂肪酸合成酶基因ACC,脂肪酸转运酶基因CPT1A和CD36,以及脂肪酸分解酶基因HSL和LPL的转录表达水平,分析目标基因与血清生化指标和肌内脂肪含量的相关性,比较在不同脂肪组织间的基因表达差异。结果表明,血清甘油三酯(triglycerides)、总胆固醇(total cholesterol)和肌内脂肪含量在不同性别大白猪中均无显著性差异(P>0.05)。相关性分析表明,大白猪公猪腹部脂肪中ACC基因表达量与甘油三酯含量呈显著正相关(P<0.05),皮下脂肪中HSL基因表达量与甘油三酯含量呈显著负相关(P<0.05);大白猪母猪腹部脂肪中ACC基因表达量与甘油三酯含量呈极显著正相关(P<0.01)。实时定量PCR结...     

宁乡猪皮下脂肪与肌内脂肪组织转录组差异分析

为了比较分析宁乡猪皮下脂肪(subcutaneous fat,SAF)和肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)组织脂肪沉积的分子机制,本文利用RNA-seq技术鉴定和分析宁乡猪SAF和IMF组织中差异基因表达谱。选取6头250日龄健康状况良好、种内个体体重相近(约85 kg)的雄性宁乡猪为实验材料,采集SAF与IMF组织样品。通过对两个脂肪组织转录组测序并进行GO(Gene Ontology)功能注释及KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)信号通路富集分析,得到与脂肪沉积和脂质代谢相关的差异基因。为验证测序数据结果的可靠性,本研究随机选取6个差异基因进行qRT-PCR验证。结果表明,宁乡猪SAF和IMF组织中有2406个基因差异表达,其中1422个基因表达上调,984个基因表达下调。通过GO功能注释分析发现,差异表达基因主要通过参与类固醇生物合成、不饱和脂肪酸的生物合成、甘油磷脂代谢及自噬途径等与脂质代谢相关途径,调控宁乡猪SAF和IMF的沉积。KEGG通路富集结果显示,差异基因主要富集在脂质结合、脂肪酸代谢过程、甘油...     

猪脂肪组织中IGF2和IGFBP3基因表达的发育性变化及其品种差异

采用荧光定量PCR技术分析长白猪和太湖猪背部皮下脂肪组织中胰岛素样生长因子2和胰岛素样生长因子结合蛋白3基因在30、60、90、120和150日龄时表达水平的发育性变化。结果表明: (1)品种内日龄间比较, 长白猪IGF2 mRNA 在30日龄时的表达量极显著高于其他日龄(P<0.01), 之后逐渐下降, 至120日龄降到最低, 150日龄时又明显上升; 太湖猪IGF2 mRNA在30~60日龄的表达量较高, 90日龄降至最低, 120日龄迅速回升, 之后又有所下降。两品种IGFBP3 mRNA表达的发育性变化模式基本相同, 30日龄时表达量最高, 60日龄显著下降(P<0.05), 之后趋于平缓但略有波动。(2)品种间同日龄比较, 120日龄时太湖猪IGF2 mRNA的表达量极显著高于长白猪(P<0.01), 150日龄时太湖猪IGFBP3的表达量极显著低于长白猪(P<0.01), 其余日龄间两品种差异均不显著(P>0.05)。研究结果提示: 猪脂肪组织IGF2和IGFBP3基因表达存在明显的发育性变化和品种差异; IGF2基因表达水平的降低可能与脂肪细胞的增殖有关。     

利用RNA-seq技术筛选大白猪皮下和肌内脂肪组织差异表达基因

为了比较分析大白猪皮下和肌内脂肪组织的全转录组数据,探究调控脂肪沉积的分子机制,本文采用RNA-seq技术和生物信息学方法鉴定大白猪皮下和肌内脂肪组织基因表达谱,对差异表达基因进行GO(Gene Ontology)分析、信号通路富集分析以及蛋白互作网络分析。大白猪皮下和肌内脂肪组织中有180个基因差异表达,上调基因主要参与细胞增殖、脂质激酶活性和磷脂代谢等与脂质代谢相关的生物学过程正调控,下调基因显著富集于脂肪细胞分化中起重要调控作用的MAPK信号转导通路。差异表达基因主要通过参与脂质代谢及通过MAPK信号转导通路调控脂肪细胞成脂分化,进而影响大白猪皮下和肌内脂肪的沉积。     

雌性藏猪不同生长发育阶段肌肉生长和脂肪沉积相关基因的表达模式

本研究利用包含140个与猪肌肉生长和脂肪沉积密切相关基因的Oligo功能分类基因芯片检测了藏猪在2、4、6和8月龄间背最长肌中这些基因的表达量变化,并在2月龄时与脂肪型的太湖猪和瘦肉型的长白猪进行比较.ANOVA分析结果表明:2-8月龄间藏猪分别有10和 7个基因的表达差异达极显著(P<0.01)和显著水平(P<0.05);2月龄时藏猪体重极显著低于长白猪(P<0.01)和显著低于太湖猪(P<0.05),而藏猪肌纤维面积却为最大,但品种间差异未达显著水平(P>0.05);2月龄时3个品种间分别有15和13个基因的表达差异达极显著 (P<0.01)和显著水平(P<0.05).STEM聚类分析结果表明:直线下降和上升是藏猪在2 -8月龄间最具代表性的基因表达模式(P<0.01).另外,5个差异表达基因的荧光定量RT -PC R验证结果与基因芯片结果的Person相关系数平均高达0.856±0.109.提示:藏猪在2-8月龄间骨骼肌生长发育强度较肌内脂肪合成沉积占优势,2月龄时藏猪脂肪酸合成相关基因的表达水平较其他两品种低,而脂肪酸β氧化和肌纤维生长相关基因的表达水平较高,与其在高原独特的自然生态环境和全放牧散养的饲喂方式下长期形成的品种特性相符 [动物学报 54(3):442-452,2008].     

脂肪含量和肥胖相关蛋白介导的mRNA m6A修饰对动物脂肪沉积的作用及其应用前景

在动物脂肪沉积过程中,前体脂肪细胞增殖、分化和脂滴甘油三酯水平的变化受到一系列转录因子和信号通路的调节。目前研究者虽对脂肪形成的转录调控机制进行了深入研究,但对转录后mRNA水平修饰的报道相对较少。甲基化转移酶、去甲基化酶和甲基化阅读蛋白共同调控的mRNA m⁶A修饰是动态可逆的且与脂肪沉积密切相关。脂肪含量和肥胖相关蛋白（fat mass and obesityassociated,FTO）作为RNA去甲基化酶,影响被修饰基因的表达,在脂肪沉积中起关键作用。文中系统分析并总结了FTO介导的mRNA m⁶A去甲基化对动物脂肪沉积的作用及分子调控机制的研究进展,提示FTO可能成为有效治疗肥胖症的靶点;还对近年来研发FTO抑制剂的情况进行了总结,并展望其在治疗肥胖症方面的研究前景。     

猪激素敏感脂肪酶基因外显子1的遗传多态性分析

采用PCR-SSCP方法检测猪激素敏感脂肪酶（hormone sensitive lipase,HSL）基因外显子1的多态性,并分析其与初生重、断奶重、6月龄重和背膘厚的关联性。根据猪HSL基因的DNA序列（AJ000483）设计5对引物,结果在P5引物对扩增的片段上发现了多态性,并对纯合子进行测序,发现外显子1的874bp处存在G-A转换,且存在3种基因型（AA、AB、BB）。统计结果表明,3种基因型在各品种中的分布不一致,长白猪和大白猪与莱芜猪和沂蒙黑猪比较差异极显著（P〈0．01）,长白猪与大白猪比较,莱芜猪与沂蒙黑猪比较差异均不显著（P〉0．05）。固定效应模型分析结果表明,背膘厚基因型间差异显著（P〈0．05）,而初生重、断奶重和6月龄重基因型间差异均不显著（P〉0．05）。最小二乘分析结果表明,BB基因型个体同AB和AA基因型个体比较背膘厚的差异显著（P〈0．05）,3种基因型在背膘厚的大小排列顺序为BB〈AB〈AA。因此,推测HSL基因对个体胴体瘦肉率存在一定的影响将HSL某因应用于猪育种过程中的标记辅助选择可以加快猪的育种进程。     

猪产仔数性状基因效应与有效基因数的研究

利用太湖猪（Ｐ１）、长白猪（Ｐ２）、杂交一代（Ｆ１）、杂交二代（Ｆ２）、杂交三代（Ｆ３）;和回交一代（Ｂ２）等６个世代产仔数的材料,分析了猪产仔性状的基因效应和基因数。结果表明上位效应不显著,猪产仔数性状符合加性－显性遗传模式,受一个有效基因控制。太湖猪产仔数性状基因加性值比长白猪高１．３９头,太湖猪高产仔数基因对长白猪等位基因呈显性,显性度为０．８１。     

猪CAST基因的遗传多态性及遗传效应分析

采用PCR—SSCP方法对猪cAST基因遗传多态性进行分析。并研究基因型与肉质性状和背膘厚的相关性。根据猪CAST基因的cDNA序列（M20160）设计7对引物。结果在F1／R1。F6／R6引物对扩增的片段上发现了多态性。并对纯合子进行测序。发现317位A—G突变。2042位G—C突变。基因型在不同猪种分布的多重比较结果表明。长白猪、大白猪和杜洛克猪与沂蒙黑猪和莱芜猪比较差异极显著（P〈0．01）。固定效应模型分析结果表明,嫩度及背膘厚基因型间差异显著（P〈0．05）,而pH值、温度及滴水损失基因型间差异不显著（P〉0．05）。最小二乘分析结果表明,不同猪种比较,屠宰12h和24h后肌肉温度、30min和1h后pH值及滴水损失差异显著（P〈0．05）;BBCC和BBDD单元型个体与其他单元型个体比较肌肉嫩度的差异显著（P〈0．01）。AACC和AADD单元型个体与其他单元型个体比较背膘厚的差异显著（P〈0．01）。因此,推测CAST基因对猪肉品质及背膘厚存在一定的影响。将CAST基因应用于猪育种过程中的标记辅助选择将可以改善猪肉品质。加快猪的育种进程。     

猪前体脂肪细胞的分离培养

在比较组织块法和消化法分离培养猪前体脂肪细胞的基础上,通过对前体脂肪细胞增殖与分化过程中细胞的形态学变化、生长曲线、油红O染色以及脂肪细胞特异性标志基因脂蛋白脂酶（lipoprotein lipase,LPL）和过氧化物体增殖剂活化受体γ（peroxisome proliferators-activated receptor γ,PPARγ）表达的研究,证明用消化法可从猪的脂肪组织中分离获得大量的前体脂肪细胞,其生长旺盛,可见自发充脂;传代细胞经诱导培养后,充脂率大幅度提高,脂肪特异性标志基因表达增强。这为深入研究脂肪细胞增殖与分化以及猪体脂肪沉积提供了一个较好的模型。     

3T3-L1前体脂肪细胞分化过程中G蛋白偶联受体48的表达研究

目的 观察G蛋白偶联受体48（GPR48）、过氧化物酶体增殖体激活受体g2（PPARγ2）和CCAAT增强子结合蛋白α（C/EBPα）基因在小鼠胚胎成纤维细胞（3T3-L1）前体脂肪细胞诱导分化过程中不同时段表达水平的变化,探讨GPR48在脂肪细胞分化过程的作用。方法 体外培养3T3-L1前体脂肪细胞诱导分化为成熟脂肪细胞,在分化不同时段（第0~14天）,采用Real-timePCR技术检测脂肪细胞中GPR48、PPARγ2和C/EBPα基因信使核糖核酸（mRNA）的表达水平。结果 GPR48基因在3T3-L1前体脂肪细胞诱导分化第2天和第3天表达显著上调,差异均有统计学意义（t=4.12,P=0.015;t=6.21,P=0.003）,分化第6~14天与分化前表达无差异。PPARγ2表达在诱导分化后明显上调,分化第6天达高峰,第10~14天持续处于较高水平并趋于稳定,与诱导前期相比各时段间表达水平差异均有统计学意义（t在4.17~22.65间,P均〈0.01）。C/EBPα表达在诱导分化后明显上调,分化后第3天达高峰,第6~10天持续保持在较高水平,与诱导前期相比各时段表达水平差异均有统计学意义（t在4.38~13.87间,P均〈0.01）,第14天趋于下调,与分化前比较无差异。GPR48基因表达高峰早于PPARγ2和C/EBPα。结论 在3T3-L1脂肪细胞分化过程中PPARγ2和C/EBPα表达变化与脂肪细胞分化、脂质积聚过程相一致。GPR48基因表达高峰早于PPARγ2和C/EBPα,可能参与了脂肪细胞分化的早期过程。     

猪产仔数性状基因效应与有效因数的研究

利用太湖猪（Ｐ１）、长白猪（Ｐ２）、杂交一代（Ｆ１）、杂交二代（Ｆ２）、杂交三代（Ｆ２）和回交一代（Ｂ２）等６个世代产仔数的材料,分析了猪产仔性状的基因效应和基因数,结果表明上位效应不显著,猪产仔数性状符合加性－显性遗传模式,受一个有效基因控制。太湖猪产仔数性状基因加性值比长白猪高１．３９头,太湖猪高产仔在因对长白猪等位基因呈显性,显性度为０．８１。     

猪肌细胞生成素基因对部分生长性状的影响

采用PCR-SSCP方法对长白猪、大白猪、杜洛克猪、山西黑猪和马身猪的肌细胞生成素（Myogenin,简称MyoG）基因进行单核苷酸多态性检测,并分析MyoG基因对猪的初生重、断奶重、6月龄重和背膘厚的影响。根据猪MyoG基因的DNA序列设计10对引物,发现In2-3引物扩增的片段有多态性。统计结果发现,3种基因型（AA、AB、BB）在各品种中的分布不一致。χ^2独立性检验表明,基因型频率在外来猪种（长白猪、大白猪、杜洛克猪）与地方猪种（山西黑猪、马身猪）间存在显著差异（P〈0．05）。固定效应模型分析结果表明,初生重和背膘厚基因型间差异显著（P〈0．05）,而断奶重和6月龄重基因型间差异不显著（P〉0．05）。最小二乘分析结果表明,BB基因型与其他两种基因型比较有较小的初生重,同AA和AB型比较差异极显著（P〈0．01）,3种基因型在初生重的大小排列顺序为AA〉AB〉BB;AA基因型与其他两种基因型比较有较小的背膘厚,同AB和BB型比较差异极显著（P〈0．01）,3种基因型在背膘厚的大小排列顺序为AA〈AB〈BB。因此,推测基因型对个体的初生重和胴体瘦肉率存在一定的影响,选择带有A等位基因的个体有望提高个体的初生重和胴体的瘦肉率。     

五指山猪和长白猪背最长肌差异基因的筛选与注释

为了筛选五指山猪和长白猪背最长肌组织差异表达基因,本研究采用RNA-seq技术和生物信息学方法对6月龄、8月龄五指山猪和长白猪的背最长肌进行转录组测序分析,并对差异表达基因进行GO和KEGG Pathway显著性富集分析。通过与猪基因组比对分析后发现,在6月龄和8月龄五指山猪和长白猪均有约44 000 000条Clean reads能够比对到猪基因组上相关基因,每个文库均获得约18 200个表达基因,而转录本的数据为25 000个。在6月龄五指山猪与长白猪中共有30个基因差异表达,在8月龄五指山猪与长白猪中获得29个差异表达的基因。这些差异表达的基因主要富集在与糖酵解代谢、MAPK信号代谢通路和胰岛素信号通路等肌肉发育信号通路,通过筛选获得了与肌肉生长发育有关的候选基因,为探索五指山猪肌肉发育的分子机制提供了理论依据。     

EGCG对猪前体脂肪细胞增殖和分化的作用

表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechin-3-gallate,EGCG）是绿茶提取物EGCG的生物活性成分,为了探讨其对猪前体脂肪细胞增殖和分化的影响,以不同浓度EGCG处理猪前体脂肪细胞,MTT法测定EGCG对猪前体脂肪细胞生长的影响;油红O染色检测猪前体脂肪细胞的形态学变化;油红O染色提取法定量分析脂肪细胞充脂量的变化;半定量RT-PCR检测分化转录因子过氧化物酶体增生物激活受体佗（PPARγ2）和CCAAT／增强子结合蛋白α（C／EBPα）mRNA表达水平变化。结果显示：EGCG随着浓度的递增显著抑制猪前体脂肪细胞的增殖（P〈0．01）;低浓度的EGCG（5μmol／L）不影响脂肪细胞分化,而高浓度EGCG（200μmol／L）显著抑制猪前体脂肪细胞分化,同时下调PPARγ2和C／EBPαmRNA表达,本研究结果表明EGCG可抑制猪前体脂肪细胞的增殖和分化。     

猪MyoG基因3'端PCR-SSCP遗传多态性及其遗传效应

采用PCR—SSCP方法对长白猪、大白猪、杜洛克猪、山西黑猪和马身猪共636头猪的肌细胞生成素（Myogenin,简称MyoG）基因3’端的遗传多态性进行检测,分析MyoG基因对猪的初生体质量、断奶体质量、6月龄体质量和背膘厚的影响。根据已发表的猪MyoG基因3’端侧翼序列设计3对引物,发现F1／R1引物对扩增的片段有多态性。统计结果发现：长白、大白、杜洛克猪种B基因为优势基因,其基因频率分别为0．8807、0．7256和0．8581：山西黑猪种4基因为优势基因,其基因频率为0．9359;马身猪种只检测到4基因。χ^2独立性检验表明,基因型分布在外来猪种（长白猪、大白猪、杜洛克猪）与地方猪种（山西黑猪、马身猪）间存在极显著差异（P〈0．01）。固定效应模型分析结果表明,初生体质量基因型闻差异显著（P〈0．05）,而断奶体质量、6月龄体质量和背膘厚基因型闻差异不显著（P〉0．05）。最小二乘分析结果表明,BB基因型与其它2种基因型比较有较大的初生质量,同似和AB型比较差异极显著（P〈0．01）。因此,推测MyoG基因对个体的初生体质量存在一足的影响,选择带有B等位基因的个体有望提高个体的初生体质量。     

MiR-130a 在猪皮下脂肪细胞分化中的调节作用

为研究miR-130a对猪皮下脂肪细胞分化的影响及可能机制,本试验分离猪皮下脂肪前体细胞,诱导分化为成熟脂肪细胞,检测脂肪细胞分化过程中脂滴变化及miR-130a及其可能靶基因TNF α和PPARγ的表达模式.同时合成miR-130a mimics及inhibitor 对细胞进行转染,并以乱序序列作为阴性对照（NC）.细胞转染24 h后进行诱导分化,连续诱导8 d,检测各处理细胞的聚脂情况及甘油三酯含量变化,荧光定量PCR检测脂肪细胞分化相关基因的表达变化.结果显示,猪皮下脂肪前体细胞分化过程中脂滴逐渐变大增多,miR-130a、TNF α和PPARγ的表达模式具有一定的相似性.转染结果显示,相对于对照组,miR 130a mimics转染组细胞脂滴减少变小,甘油三酯含量降低（P<0.05）,脂肪细胞分化相关基因LPL、PPARγ、adiponectin、FASN和葡萄糖转运相关基因GLUT1,GLUT4以及JNK通路上的PDE3B的表达均比对照组显著下调（P<0.01）;而miR-130a inhibitor转染组细胞则脂滴增多,甘油三酯含量提高（P<0.05）,但大部分分化相关基因的表达与对照组无显著差异,提示miR-130a可能不只通过单一的靶基因影响脂肪细胞分化.其结果为后续深入研究miR-130a调节猪脂肪细胞分化的通路及机制奠定基础.