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线粒体DNA(mitochondrial DNA)是动物细胞中核外唯一遗传物质,其拷贝数是衡量细胞中线粒体数目的重要标志。根据组织细胞的能量需求及耗氧量,在哺乳动物体细胞中数目为～1,000-10,000不等拷贝数。在生长发育过程中,组织中mtDNA拷贝数也有不同的变化趋势,以满足组织的能量代谢需求。mtDNA编码37个基因,包括2个rRNA,13个蛋白和22个tRNA。线粒体是半自主细胞器,因为构成线粒体的其他蛋白以及参与mtDNA复制和转录的相关酶类及分子均是由核基因组编码,因此线粒体的遗传体系是依赖核基因组,其中TWINKLE是线粒体中唯一的DNA解旋酶,参与mtDNA复制与转录过程。此外,大量研究发现在哺乳动物中,伴随着生长发育过程,mtDNA会出现长片段缺失变异,导致细胞组织功能异常。研究显示,线粒体中存在转录前调控,发现线粒体DNA序列中存在多个CpG位点及甲基转移酶,推测线粒体基因转录受到了甲基化的调控。对所有试验样品mtDNA是否存在片段缺失进行检测,本试验设计了5对引物对mtDNA全序列进行long PCR扩增,片段长度为1.5kb～5.5kb,凝胶电泳后,未在样品中发现mtDNA出现片段缺失。随后试验选取三个线粒体基因及核单拷贝基因GCG,利用Q-PCR技术定量分析猪从胚胎90日龄到成年中5个年龄点,15个组织(共58个样品)mtDNA的拷贝数变化,以期了解mtDNA拷贝数在组织间的差异及生长过程中各组织mtDNA拷贝数的变化趋势。Q-PCR扩增结果显示5个年龄点里,组织间mtDNA拷贝数均存在显著差异(P<0.01)。随着生长过程,心肌,背最长肌,腰大肌,肾脏,脑,卵巢和皮下脂肪组织中mtDNA的数目逐渐增加,以满足各组织器官的能量需求。通过定量所有样品中核基因编码mtDNA解旋酶TWINKLE的表达量,结果显示ntDNA拷贝数变化与其变化趋势呈显著正相关(r=0.33,P=0.011)。同时定量分析8个线粒体基因的表达量,扩增结果显示线粒体基因表达水平与mtDNA拷贝数存在线性关系,其中4个基因表达量变化与mtDNA拷贝数变化极显著相关,3个显著相关,1个不显著相关。通过重亚硫酸盐处理样品DNA后进行BSP试验,测序结果中发现mtDNA存在甲基化CpG位点,由此可知猪线粒体DNA的转录受到甲基化调控。实验结果为组织生长发育过程,特别是肌肉生长和脂肪沉积研究,提供了基础数据。