基于组学技术探究影响北京黑猪背部脂肪品质的重要候选基因及变异

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脂肪品质与肉类营养、保质期和感官特性等密切相关,是影响猪肉品质和产品质量的重要因素,但与其他肉类品质性状(如肌内脂肪、p H值、系水力和肉色)相比,脂肪品质性状(如脂肪颜色和硬度)在过去的研究中受到的关注较少。本研究从基因组水平和转录组水平探究影响北京黑猪背部脂肪品质性状(脂肪颜色和硬度)的重要候选基因,并利用直接测序法筛出重要候选基因中重要的变异位点。获得的主要研究结果如下:1.利用GEMMA软件中的混合线性模型,对578头北京黑猪的背部脂肪颜色和硬度性状进行全基因组关联研究(GWAS),共鉴定到14个与背部脂肪颜色显著相关的SNPs、17个与背部脂肪硬度显著相关的SNPs。对显著SNPs上下游1Mb的区域内进行基因注释,在与脂肪颜色相关的SNPs附近区域共获得85个注释基因,在与脂肪硬度相关的SNPs附近区域共获得147个注释基因。结合通路分析和文献报道,将KCNJ13、FAXDC2、MYC和ROR2共4个基因作为影响北京黑猪背部脂肪颜色的候选基因,MYO9A、TLE3、FNDC4、PPP1CB、GCKR、EPHX4、TGFBR3、DPYD、UACA和RPL5共10个基因作为影响北京黑猪背部脂肪硬度的候选基因。2.利用RNA-seq测序技术,对北京黑猪高脂肪品质组(BH)和低脂肪品质组(BL)背部脂肪中鉴定到的m RNA和lncRNA进行差异比较分析。结果显示,在BH组和BL组中共鉴定到610个差异表达的m RNA(DEGs)和290个差异表达的lncRNA(DELs)。对DELs进行靶基因预测发现,1088个基因被预测为DELs的顺式靶基因(cis G),297个基因被预测为DELs的反式靶基因(tran G)。对DEGs和DELs预测到的靶基因进行功能富集分析发现,其主要富集在色素沉积过程和脂肪酸代谢途径中。3.通过构建lncRNA-m RNA互作网络,结合富集分析结果和生物学功能,认为lncRNA TCONS_00214071、TCONS_00138546、TCONS_00261208和TCONS_00070483可能分别调控HACD4、SCD、ELOVL5和EHHADH基因,并通过脂肪酸代谢途径影响北京黑猪背部脂肪硬度;lncRNA TCONS_00282681可能通过调控DGAT2基因,lncRNA TCONS_00296593、TCONS_00093273和TCONS_00111522可能通过调控SLC24A5基因,lncRNA TCONS_00304616和TCONS_00281166可能通过调控TYRP1基因,在色素沉积过程中发挥作用,进而影响北京黑猪背部脂肪颜色。4.通过整合GWAS和转录组分析结果,将ELOVL5、EPHX4和TGFBR3作为影响北京黑猪背部脂肪硬度的重要候选基因,将TYRP1作为影响北京黑猪背部脂肪颜色的重要候选基因。通过直接测序分析发现,ELOVL5、TGFBR3和EPHX4基因的突变位点g.46858660 C>T、g.125260054 T>C和g.124961177 G>A为影响猪背部脂肪硬度的重要候选变异位点,TYRP1基因的突变位点g.209745701 C>T为影响猪背部脂肪颜色的重要候选变异位点。综上,本研究通过GWAS和转录组学分析方法,获得了影响北京黑猪背部脂肪硬度和颜色性状的重要候选基因及变异位点,为研究猪脂肪品质形成的分子机制提供了参考。
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