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随着分子生物学技术的飞速发展,以及越来越多物种基因组草图绘制的完成,后基因组时代已经来临。分子标记辅助选择和全基因选择育种方式越来越受关注,而对于控制经济性状的功能基因的筛选和深入研究也成为热点。MC4R基因对于动物的采食量、脂肪沉积、机体的生长有抑制作用,对于机体能量稳态平衡有调控作用,但是调控机理和分子机制尚不清楚。本研究以245头不同品种牛群体为研究对象,验证了MC4R基因SNP效应对经济性状的影响;以来自136头西门塔尔牛群体中的30头牛验证了MC4R表达量与背膘厚度相关;采用慢病毒介导的RNAi技术,降低MC4R在牛成纤维细胞中的表达量;利用深度测序技术,绘制了不同MC4R干扰水平的表达谱,并使用136头西门塔尔牛SNP芯片数据对部分差异表达基因进行了SNP效应的验证。获得研究结果如下:1发现了MC4R基因的5个SNPs,其中1个位于外显子区域,4个位于3’非翻译区。其中G1069C位点的多态性与背膘厚度之间存在显著相关,GC型和CC型个体的背膘厚度显著大于GG型个体(P<0.01)。实时定量PCR结果显示,MC4R基因在所有组织中均表达,其中在睾丸和淋巴组织高度表达,在心、肾、肌肉、脂肪和胸腺组织中度表达,在小肠、脾、肝、胰腺、肺组织中相对低度表达。脂肪组织中MC4R基因mRNA表达量与背膘厚度呈显著负相关(P<0.05),而MC4R基因表达量与胴体重量没有显著相关(P>0.05)。2成功构建并包装了MC4R-knockdown慢病毒颗粒,稳定转染入牛成纤维细胞中。实时定量PCR检测结果显示,显著抑制MC4R表达,下调POMC表达,上调AGRP和MC3R表达,成功获得了沉默MC4R基因表达的牛成纤维细胞。3深度测序结果的GO注释聚类分析表明,不同MC4R干扰水平的牛成纤维细胞中,筛选出与能量代谢及调控有关的差异表达基因29个,涉及到胞内激素代谢过程、多细胞生物分解代谢过程、促进大分子合成过程调节、GTP酶激活和糖结合等过程。从不同干扰水平组共同的差异表达基因的列表中随机抽取10个基因,验证深度测序结果的再现性。实时定量PCR结果显示,这10个基因mRNA表达水平上下调趋势明显,与测序结果一致性达到100%,从而证实了深度测序数据的准确性和可重复性。与136头西门塔尔牛群的SNP芯片数据比对后发现,29个差异基因中共有8个基因的14个SNP对13项胴体性状有显著影响。其中TGFB3基因对胴体重、腰部肉厚、大腿肉厚、眼肌面积、眼肉重、外脊重、里脊重七项生长性状指标具有显著影响。KRT17基因对剪切力和胴体重指标影响极显著。MASP1基因对肉色、胴体深和后腿围有显著影响,COLEC12基因对眼肉重和外脊重有显著影响,RAB15基因对胴体深性状有显著影响,RHOJ基因对眼肌面积有显著影响,VCAN基因对剪切力有显著影响。总之,本研究筛选出一批与生长和肉质性状相关的候选基因,并且提示与脂肪沉积、能量动态平衡有关。为牛能量平衡调控分子机制的进一步研究提供了一条新思路。