藏猪和大约克猪FABP3基因多态性及差异表达分析.pdf

杨绍康，薄素雪，韩雨晴，等.藏猪和大约克猪 FABP3 基因多态性及差异表达分析J.福建农业学报，2023，38（6）：639645.YANGSK,BOSX,HANYQ,etal.PolymorphismsandExpressionsof FABP3inTibetanandYorkshirePigsJ.Fujian Journal of AgriculturalSciences，2023，38（6）：639645.藏猪和大约克猪 FABP3 基因多态性及差异表达分析杨绍康1,2，薄素雪1,2，韩雨晴1,2，叶幼荣1,2，商鹏1,2，强巴央宗1,2*（1.西藏农牧学院动物科学学院，西藏林芝860000；2.西藏特色农牧资源研发省部共建协同创新中心，西藏林芝860000）摘要：【目的】脂肪酸结合蛋白 3（FABP3）参与长链脂肪酸的摄取及利用，在脂肪沉积中发挥重要作用。探究FABP3 基因在藏猪和大约克猪间的基因多态性和表达差异可为藏猪品质改良提供分子机制参考。【方法】选取180 日龄藏猪和大约克猪为研究对象，对两猪种 FABP3 基因 5侧翼区和 CDS 区进行单核苷酸多态性（SNPs）筛选，使用实时荧光定量检测 FABP3 基因在肝脏、背最长肌和背脂 3 个组织中的表达量。【结果】在 FABP3 基因 5侧翼区筛选到 T-114C 和 C-635A 等 2 个 SNPs 位点，且 SNPs 位点基因型频率在藏猪与大约克猪群体间均呈极显著差异（P0.01）；经转录因子预测发现这 2 个 SNPs 位点与前脂肪细胞的更新、分化以及脂肪沉积相关，推测这两个多态性位点是参与调控 FABP3 基因表达的重要功能位点。FABP3 基因在藏猪肝脏、背最长肌中的表达量极显著高于大约克猪（P0.01），在背脂中的表达量显著高于大约克猪（P0.05）。【结论】推测 FABP3 基因可能为调控藏猪脂肪代谢的重要候选基因，在藏猪脂肪沉积中呈正向调控作用。关键词：藏猪；FABP3 基因；脂肪沉积；多态性位点中图分类号：S813.1文献标志码：A文章编号：1008-0384（2023）06063907Polymorphisms and Expressions of FABP3 in Tibetan and Yorkshire PigsYANGShaokang1,2,BOSuxue1,2,HANYuqing1,2,YEYourong1,2,SHANGPeng1,2,CHAMBAYangzom1,2*（1.College of Animal Science,Tibet Agriculture and Animal Husbandry University,Linzhi,Tibet 860000,China;2.Provincialand Ministerial Co-founded Collaborative Innovation Center for R&D on Tibet Characteristic Agricultural and Animal HusbandryResources,Linzhi,Tibet 860000,China）Abstract:【Objective】Fattyacidbindingprotein3(FABP3)isinvolvedintheuptakeandutilizationoflong-chainfattyacidsandplaysanimportantroleinfatdeposition.ToinvestigatethegenepolymorphismandexpressiondifferencesofFABP3genebetweenTibetanandYorkpigscouldhelpimprovethequalityofTibetanpigsforthegeneticlevel.【Methods】Inthisstudy,singlenucleotidepolymorphisms(SNPs)inthe5flankingregionandCDSregionofFABP3inrandomlyselected180-d-oldTibetanandYorkshirepigsweretested.ExpressionsofFABP3intheliver,longestdorsalmuscle,anddorsalfatweredetectedusingreal-timefluorescence.【Results】TwoSNPs,T-114CandC-635A,werefoundinFABP3withsignificantlydifferentiatedgenotypefrequenciesbetweenthetwospeciesofpigs(P0.01).Upontranscriptionfactorprediction,these2SNPslociwerefoundtobeassociatedwithpreadipocyterenewal,differentiation,andfatdeposition,anditwashypothesizedthattheywereimportantfunctionallociinvolvedintheregulationofFABP3geneexpression.Theexpressionsof FABP3intheliverandlongestdorsalmuscleofTibetanpigswereextremelysignificantlyhigherthanthoseofYorkshirepigs(P0.01),andthatinthedorsalfatsignificantlyhigherthanthatofYorkshirepigs(P0.05).【Conclusion】FABP3mightbecloselyrelatedtotheregulationoffatmetabolismanddepositionofTibetanpigswhichdiffersfromYorkshirevariety.Key words:Tibetanpig；FABP3；fatdeposition；polymorphicloci收稿日期：20220922初稿；20230303修改稿作者简介：杨绍康（1996），男，硕士，研究方向：动物遗传育种与繁殖（E-mail：）*通信作者：强巴央宗（1965），女，博士，教授，研究方向：高原遗传资源保护与利用（E-mail：）基金项目：西藏自治区重大科技专项（XZ202101ZD0005N）；国家自然科学基金地区科学基金项目（32160773）；中国农业大学基本科研业务费专项（2022TC002）福建农业学报2023，38（6）：639645http:/Fujian Journal of Agricultural Sciencesdoi:10.19303/j.issn.1008-0384.2023.06.0010引言【研究意义】猪是重要的经济畜禽之一，而脂肪沉积是影响猪肉质量和风味等的关键因素之一1。脂肪沉积不仅受到环境因素的影响，例如饲养方式、生长环境等，还与控制目标性状功能基因的表达和调控等遗传因素有着密切关系。此外，饲料营养水平的调节也可以影响猪的脂肪沉积。对于猪的脂肪沉积的研究不仅有利于提高猪肉质量和营养价值，还可以为猪的养殖提供理论依据和技术支持。有研究表明，脂肪代谢相关基因如 ACACA 和 FASN等，它们表达量的差异对猪的脂肪沉积具有影响2,3，包括影响猪肉中的饱和、不饱和脂肪酸含量。此外，研究表明，猪的品种、遗传背景和基因多态性等因素也会影响猪的脂肪沉积性状4,5。【前人研究进展】脂肪酸结合蛋白 3（Fatacidbindingproteins3，FABP3），又 称 为 心 脏 型 脂 肪 酸 结 合 蛋 白6，定位于猪第 6 号染色体区域，相对分子质量为 15kDa，主要参与脂肪酸的转运和利用等，FABP3 是编码肌肉细胞内脂肪酸结合蛋白的基因，在畜禽的脂肪代谢中发挥着重要作用7。研究表明 FABP3 基因多态性 与 猪 脂 肪 性 状 具 有 相 关 性，与 猪 肌 内 脂 肪（Intramuscularfat，IMF）含量呈正相关8,9。有研究发现 FABP3基因的表达水平与 IMF 含量同样显著相关10。LI 等11通过分析猪体外成脂分化过程中 FABP3基因的表达水平，发现该基因表达水平在分化过程中呈上调的趋势，表明 FABP3 可能在脂肪细胞功能中发挥重要作用。FABP3 基因是影响猪肌内脂肪含量的候选基因12。研究表明，FABP3基因参与前脂肪细胞分化和脂肪沉积等过程，对提高棕色脂肪组织的耐寒性和脂肪酸氧化非常重要13。张敏14对 FABP3在奶牛乳腺上皮细胞脂质合成中的研究表明，FABP3通过调节固醇调节元件结合蛋白 1（SREBP1）、过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARG）基因的 mRNA及蛋白表达水平控制脂滴的形成；JIANG 等15同样发现 miR-3-4789p 可通过抑制 FABP3 基因表达来抑制前脂肪细胞分化和脂滴沉积；CHMURZYNSKA等16、BLECHA 等17、LI 等18、WANG 等19通过挖掘 FABP3 基因的多态性位点发现该基因与脂肪性状相关。【本研究切入点】藏猪是我国唯一的高原、高寒放牧猪种，具有耐粗饲、耐寒以及沉脂能力强等生物学特性20,21。这些特征使得藏猪的脂肪沉积方式可能与低海拔生态区域的猪不同，研究藏猪的脂肪沉积可以为高海拔地区的畜牧业发展提供科学依据。FABP3 基因在脂肪沉积过程中发挥重要作用，对功能基因的深入了解对提高畜禽肉品质具有重要价值，目前关于 FABP3 基因的多态性和表达水平对藏猪肉品质的影响鲜有报道。【拟解决的关键问题】为加快对藏猪肉品质改良进程，本研究以饲养在西藏林芝（平均海拔 2900m）的藏猪和大约克猪为研究对象，采用一代测序技术对 FABP3 基因的5侧翼区和 CDS 区进行测序和多态性分析，并利用RT-qPCR 技术，比较 FABP3 基因在藏猪和大约克猪肝脏、背最长肌以及背脂中的表达情况，以期为猪FABP3 基因调控脂肪代谢的分子机制奠定基础。1材料与方法1.1试验材料采集西藏农牧学院教学实习牧场 180 日龄的藏猪（n=28）和大约克猪（n=39）耳组织用于进行 DNA提取。挑选无血缘关系的藏猪和大约克猪各 10 头同期饲养至 180 日龄进行屠宰，取其肝脏、背脂和背最长肌组织置于注有 RNA 保存液的样品管中，80保存，用于 RNA 提取。1.2组织 DNA、RNA 提取及 cDNA 的制备采用苯酚-氯仿抽提法提取 DNA22，使用 Trizol法提取藏猪与大约克猪组织总 RNA23；用 Nano-DropOne 超微量分光光度计检测所提 DNA 和 RNA的纯度和浓度；1%琼脂糖凝胶电泳检测 RNA 的完整性。后采用 FastKingcDNA 第一链合成试剂盒（天根）制备cDNA，20 保存，用于后续荧光定量试验。1.3DNA 引物设计与合成登录 NCBI（htttp:/www.ncbi.nlm.nih.gov）网站下载猪 FABP3 基因（登录号：NC_010448.4）起始密码子上游 3000bp 区域 DNA 序列与 CDS 区（登录号NM_001099931.1）序列，根据序列信息进行引物设计（Primer5），并由上海生工生物工程有限公司进行引物合成，引物信息如表 1 所示。1.4荧光定量 PCR 引物设计与合成在 NCBI（htttp:/www.ncbi.nlm.nih.gov/）下 载 猪FABP3 基因（登录号 NM_001099931.1）mRNA 序列，选取 GAPDH 作为内参基因，利用软件 PrimerPremier5.0 设计引物（引物信息见表 2），用于组织表达分析，并由上海生工生物工程有限公司