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基因组印记是一种表观遗传现象,印记基因具有单等位表达和亲本特异性。通过每个染色体的印记可以对其亲本来源进行判断。然而印记标记的机制研究表明,DNA甲基化在基因组印记现象中起重要作用,因此甲基化动态和印记机制成为研究热点。大部分印记基因成簇存在,绝缘子调控模型或长链非编码RNAs调控模型对其表达进行调控。越来越多的证据表明DNA甲基化不仅仅与印记基因表达相关,同时,印记基因的表达调控还与翻译后组蛋白修饰有关。 目前,对基因组印记的研究主要集中在人和小鼠中,在家畜,特别是猪的研究较少。因此在猪鉴定印记基因对于基因组印记在物种间的保守性研究具有重要意义。此外,家畜大多数印记基因是调控生长发育的主效基因,这些基因对胚胎早期发育、出生后的生长速度、产肉量、瘦肉率、饲料效率等数量性状有极大影响。基于印记基因在生长和发育中的重要调控作用,鉴定出猪新的印记基因是一个值得探讨的新课题。 本研究主要进行了以下三个方面的工作: (1)利用巴克夏猪×皖南黑猪和皖南黑猪×巴克夏猪正反交模型,通过RT-PCR-RFLP方法分析和PCR产物克隆测序法检测“表达的SNP”,鉴定了猪候选印记基因——Ras特异性鸟嘌呤核苷酸释放因子1(Rasgrf1)基因的印记状态,及其与其他物种间的保守性。 (2)Rasgrf1基因转录水平和翻译水平的检测。 (3)针对猪Rasgrf1基因具有组织特异性的印记表达现象,初步探索该基因在猪中的印记机制。 结果如下: 1.猪Rasgrf1基因的印记状态和表达模式。Rasgrf1在小鼠上鉴定为印记基因,在家猪中Rasgrf1序列以及印记状态未曾报道过。本试验得到猪Rasgrf1基因的部分序列,鉴定了该基因的印记状态和表达模式,克隆了该基因第1和第14外显子的保守序列(分别为228bp和193 bp),检测到第14外显子G/A突变。以Rasgrf1基因SNP为杂合子的F1代为对象,检测了Rasgrf1基因在1日龄的印记状态。印记分析结果表明:Rasgrf1基因在猪的印记情况与在小鼠和人上存在显著差异;该基因在肝组织和小肠组织中母源性表达,在肺组织中父源性表达,在大脑、垂体、心、脾、肾、胃、胰脏、脂肪、睾丸、卵巢、背最长肌中双等位基因都表达。本试验结果提示,Rasgrf1基因的印记状态存在物种和组织差异。 2. Rasgrf1基因转录水平和翻译水平的检测。Q-RT-PCR表明不同组织中Rasgrf1基因表达水平存在差异;巴克夏猪♂与皖南黑猪♀杂交、皖南黑猪♂与巴克夏猪♀杂交产生的F1代各8只进行mRNA表达测定,Rasgrf1基因具有相似的表达模式。在脑、垂体、胰腺高丰度表达,其次是肾、胃、肺、睾丸、小肠、卵巢、脾脏和肝脏,在背最长肌、心脏和背膘中表达水平低。并且在脑、垂体和胰腺组织中巴克夏猪♂与皖南黑猪♀杂交F1代表达高于皖南黑猪♂与巴克夏猪♀F1代。 本试验选取了Rasgrf1基因双等位基因表达的两种组织(心和脾),单等位基因表达的两种组织(肝和小肠)进行Rasgrf1基因编码的蛋白质分布的研究。激光共聚焦显微镜观察的结果表明,该蛋白围绕细胞核分布,主要存在细胞质和细胞间质中,提示该蛋白参与细胞的信号转导。 3. Rasgrf1基因启动子区的确定、启动子区CpG岛和调控区CTCF的预测对Rasgrf1基因调控区的甲基化进行分析。结果表明,预测的猪Rasgrf1基因5’端上游启动子区CpG岛和Rasgrf1与mir-184基因间区CTCF均显示为低甲基化状态。不同于小鼠和大鼠Rasgrf1基因核心启动子区域CpG岛甲基化状态,提示猪Rasgrf1基因的印记调控机制可能与小鼠和大鼠Rasgrf1基因印记调控机制不同。