BF、DRB、DQB、TAP1和IFN-γ基因作为猪抗病育种分子标记的可行性初步分析

疾病的抗性具有一定的遗传差异背景,而免疫学和分子生物学等相关学科技术的发展及社会对猪肉产品质量和动物福利等问题的日益关注,赋予了开展猪抗病育种尤其是分子标记辅助选择研究的必要性。选择了补体B因子基因（BF）、2个MHCⅡ类基因（DRB和DQB）、1个抗原加工递呈相关基因（TAP1）和1个Ⅱ型干扰素基因（IFN-γ）等5个具有重要免疫功能的基因作为候选基因,对华农温氏Ⅰ号这一商品化配套系的基础群进行基因型分布检测,及基因型与0-100kg日增重或100kg背膘厚间的关联分析,以探讨开发相关分子标记的可行性。参与基因型检测的样本包括杜洛克、长白、皮特兰和大白4个品种。结果表明TAP1和IFN-γ的基因型在参与生产性能高度选择的各品种内处于Hardy-Weinberg平衡（P〉0．05）,BF在除了大白品种外的其它3品种中均平衡（P〉0．05）,DRB和DQB为高度不平衡（P〈0．0001）。基因型与表型的关联分析显示大白品种中IFN-γ的基因型对0-100kg日增重有影响（P〈0．01）,长白品种中DRB的基因型与100kg背膘厚有关（P〈0．05）,其它品种或其它基因没有检测到与之相关的显著性差异（P〉0．05）。这5个基因在4个品种中至少TAP1基因表现出与相关生产性状无关,因此对它抗病性能的选择利用将不会造成其它性能的下降。     

微生物源果胶酶在猪PK15细胞中异源表达及其酶学性质分析

果胶是植物细胞壁组分之一,是畜禽饲料中主要的抗营养因子,影响畜禽对日粮中能量和氮的利用效率。果胶酶在自然界中广泛存在于细菌、酵母和丝状真菌等微生物中,对解除果胶的抗营养作用、提高饲料利用率具有良好的效果。为了探索在猪细胞中表达微生物源果胶酶基因的可行性,本研究通过脂质体转染法将微生物源果胶酶基因pg5a、pgI、pga3A和pgaA导入猪PK15细胞中进行异源表达,利用3,5-二硝基水杨酸(3,5-dinitrosalicylic acid, DNS)法测定这4种基因编码果胶酶的酶活力。结果显示,4种果胶酶基因均能在猪PK15细胞中转录出mRNA,但只有pg5a和pgI适应猪细胞表达系统。其中,果胶酶PG5A的最高酶活为0.95 U/mL,最适作用pH为pH4.0,在pH4.6～6.0范围内维持46%以上的酶活;PGI在pH5.0处获得最高酶活,为0.30 U/mL,在pH4.0～6.0范围内维持35%以上的酶活。消化蛋白酶耐受实验结果显示,PG5A和PGI对胃蛋白酶和胰蛋白酶均有较强的耐受能力,用1mg/mL的猪胃蛋白酶处理2h后,PG5A和PGI的剩余酶活分别为76%和71%;用1 mg/mL的猪胰蛋白酶处理2 h后,PG5A和PGI的剩余酶活分别为44%和93%。综上所述,果胶酶基因pg5a和pgI能在猪细胞中正常表达,其编码的果胶酶对猪消化道pH条件和消化蛋白酶具有较强的耐受能力,可作为制备转果胶酶基因猪的候选基因。     

MEK抑制剂PD0325901显著提高猪胎儿成纤维细胞ssODN介导的HDR效率

基因组DNA发生双链断裂(double strand break, DSB)后主要通过同源定向修复(homologous-directed repair, HDR)和非同源末端连接(nonhomologous end joining, NHEJ)两种途径进行修复,其中单链寡聚核苷酸(single-stranded oligodeoxyribonucleotide, ssODN)介导的同源定向修复是动物基因组常用的基因组定点修饰技术,具有较大的科研和应用价值。为提高猪基因组ssODN介导HDR效率,本研究以猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts, PFFs)为研究对象,利用丝裂原活化的细胞外信号调节激酶(mitogen-activated extracellular signal-regulated kinase, MEK)抑制剂PD0325901培养细胞,研究其对HDR效率的影响及作用分子机理。结果显示,PD0325901能显著提高PFFs的G_2期和S期细胞群百分比,减少G_1期细胞群比率,促进HDR修复因子的表达。在最适浓度250 nmol/L时,PD0325901使ssODN介导的GFP报告载体的修复效率提高了58.8%;同时使PFFs基因组位点DMD和ROSA26定点修饰效率分别提高了48.16%和17.64%。本研究表明,MEK抑制剂PD0325901能显著提高猪基因组ssODN介导的同源定向修复效率,为高效制备定点基因修饰动物模型提供了新思路。     

应用VCE4.0估计长白猪生长性状的遗传参数

应用PEST和VCE4.0对温氏长白猪的主要生长性状进行了遗传分析。利用温氏水台原种猪场1998～2002年的6344头长白猪生长性能测定记录,运用多性状动物模型REML方法估计主要生长性状的遗传参数。估计遗传力的变化范围为0.207～0.493,性状达30kg体重日龄（AGE30）、达100kg体重日龄（AGE100）、30～100kg平均日增重（ADG）和100kg体重活体背膘厚（FAT）的估计遗传力分别是0.207、0.396、0.304和0.493;FAT/ADG、FAT/AGE100、ADG/AGE100、ADG/AGE30和AGE30/AGE100的各自遗传相关为-0.343、0.180、-0.941、-0.48和0.745;它们的表型相关分别为-0.139、0.138、-0.829、-0.026 和 0.565;AGE30、AGE100、ADG和FAT的窝效应估计结果分别为0.194、0.156、0.157和0.043。     

不同品种猪HSL基因5'-UTR和外显子Ⅰ片段的克隆测序及多态性分析

激素敏感脂肪酶(Hormone-sensitive lipase,HSL)是负责分解脂肪组织中甘油三酯释放游离脂肪酸的关键和限速酶,也是影响动物脂肪沉积的关键酶.将HSL基因作为影响猪脂肪代谢和沉积相关性状的候选基因,对不同品种猪HSL基因5’-UTR和外显子Ⅰ片段进行了克隆测序并开展多态性与性状间的关系研究.序列比较发现,在测定的HSL基因靠近起始密码子(ATG)的419 bp中,杜洛克、梅山猪、大白猪和平序列完全一致,与长白猪序列比较,在-13～-12 bp位置存在GC→CG的碱基变异;梅山猪(3个体)、通城猪(3个体)、长白猪(3个体)、大白猪(3个体)HSL基因外显子Ⅰ的442 bp位置有G→A碱基间的变异,G→A的转换改变了限制性内切酶BsaHⅠ酶识别位点,且导致了编码氨基酸Val→Ile的替换.经PCR-RFLP分析,HSL基因外显子Ⅰ BsaHⅠ位点多态性有AA、AG和GG 3种基因型.”大白×梅山”F2代资源家系BsaHⅠ点不同基因型个体背膘厚、肌内脂肪等性状协方差统计分析发现,AG基因型和GG基因型在眼肌面积上存在显著差异.     

组蛋白H3K27me3对骨骼肌发育调控研究进展

组蛋白甲基化是发生在核小体核心组蛋白各亚基N-端肽链的一种修饰方式。在组成核小体的4种亚基中,H3亚基N-端肽链第4、9、27、36和79等位点的赖氨酸为甲基化热点,甲基化类型包括一、二、三甲基化(mono-, di-, tri-methylation)。H3K27me3是发生在组蛋白H3亚基第27位赖氨酸的三甲基化,主要发挥转录抑制的作用,参与骨骼肌的发育调控。研究表明,H3K27me3能够与骨骼肌增殖和分化的关键转录因子(如MyoD和MyoG等)及细胞周期蛋白特异性结合,并与其他表观遗传调控因子lncRNA及miRNA等互作,对骨骼肌的增殖和分化时间以及程度进行精细调控。本文系统介绍了组蛋白甲基化的类型以及H3K27甲基化和去甲基化的生物学过程,总结了目前已报道的H3K27me3在骨骼肌成肌细胞增殖和分化过程中发挥的作用,以期辅助科研工作者了解H3K27me3在骨骼肌发育过程中的作用,以及为进一步提高哺乳动物肌肉品质提供参考。     

染色质转座酶可及性测序研究进展

染色质转座酶可及性测序(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)诞生于2013年,具有比脱氧核糖核酸酶I超敏感位点测序(deoxyribonuclease I hypersensitive site sequencing, DNase-seq)和微球菌核酸酶敏感位点测序(micrococcal nuclease sequencing, MNase-seq)更快速、灵敏、简便的优点,是目前分析全基因组范围染色质开放区域的热点技术。通过该技术能获得染色质开放区域的相关信息,从而映射出转录因子等调控蛋白的结合区域和核小体定位等信息,对于研究表观遗传分子机制具有重要意义。本文比较了5种获取染色质开放区域技术的优缺点,重点介绍了ATAC-seq的原理和主要流程,描述了利用ATAC-seq技术研究染色质开放区域的发展概况以及ATAC-seq的相关应用,期望对真核生物全基因组水平的染色质开放区域研究、顺式调控元件鉴定以及遗传调控网络的解析等提供借鉴。     

RNA干扰猪NHEJ通路修复因子对HR效率的影响

非同源末端连接(nonhomologous end joining,NHEJ)是动物基因组DNA双链断裂(double-strand break,DSB)修复的优选途径,通过与同源重组(homologous recombination,HR)竞争DSB靶点,进而抑制HR的效率。为提高HR效率,本研究针对猪NHEJ通路修复关键因子PNKP、LIG4和NHEJ1的编码序列,设计并合成相应的靶向小干扰RNA(small interfering RNA,si RNA),组成若干对RNAi(RNA interference)系统,将RNAi系统与报告质粒SSA-GFP reporter、HDR-GFP system和ss ODN-GFP system共转染至猪胎儿成纤维细胞(porcine fetal fibroblasts,PFFs),检测敲低上述NHEJ关键修复因子后对HR的影响。RNAi结果显示,针对PNKP、LIG4和NHEJ1设计的si RNA均可显著敲低PNKP、LIG4和NHEJ1基因的表达(P0.05)。选择干扰效果最好的si RNA与报告载体共转染PFFs,结果表明干扰PNKP基因表达后可显著提高单链退火(single strand annealing,SSA)修复效率、双链或单链DNA介导的同源重组定向修复(homology-directed repair,HDR)效率分别为55.7%、37.4%和73.1%(P0.05),而干扰LIG4和NHEJ1分别提高双链和单链介导的HDR效率为37.5%和76.9%(P0.05)。     

猪5个群体SLA微卫星遗传多样性

文章旨在比较广东地方猪、华南野猪(S.s.chirodontus)和引入品种白细胞抗原复合体(Swine leukocyteantigen complex,SLA)的遗传多样性,为猪的抗病选育提供理论依据。在SLA区域内选取18个多态性丰富的微卫星(SLA-MS),分别对皮特兰、杜洛克、大花白、蓝塘猪以及华南野猪进行遗传分型。结果表明,SLA不同区域平均遗传多样性高低依次为SLAⅡ(He=0.628,PIC=0.581)>SLAⅠ(He=0.530,PIC=0.474)>SLAⅢ(He=0.526,PIC=0.458);5个群体间分子多样性指数(MDI)依次为华南野猪(0.716)>蓝塘猪(0.614)>大花白(0.559)>皮特兰(0.550)>杜洛克(0.507)。总体看来,SLA-MS的遗传多样性高低依次为华南野猪>广东地方猪>引入品种。基于Garza-Williamson指数(GWI)分析,杜洛克和大花白相较于华南野猪瓶颈效应严重;遗传距离分析表明蓝塘猪和华南野猪首先聚为一类,然后与大花白聚为一大类,而皮特兰和杜洛克则单独聚为一支。文章为广东地方猪种质资源的保护、抗病选育和配套系的生产提供了理论基础。     

猪的全基因组水平SNP研究现状

SNP（single nucleotide polymorphism,单核苷酸多态）在猪基因组中的分布极其广泛,平均分布间隔为300～400 bp,相关数据库收录已达55万条。猪基因组测序已取得实质性进展,大规模搜索发现基因组及EST（expressed sequence tag）序列中的SNP已展开,应用于猪全基因组水平的SNP芯片已建立。在此基础上,基于猪SNP标记的遗传图谱绘制、QTL（quantitative trait loci）定位、遗传多样性检测及全基因组关联分析等也都相继出现。