本试验根据小尾寒羊和杜泊羊臂二头肌转录组测序数据,对两个转录本差异表达基因进行筛选,挖掘CSRP2、CSRP3和FSTL1基因为研究目的基因。CSRP2特异性表达于平滑肌,在血管平滑肌发育过程中在肌细胞分化和维持细胞结构方面有重要作用。CSRP3特异性表达于横纹肌,在肌肉生长发育过程中起重要作用,研究表明CSRP3是一个肌肉分化的正调节因子。FSTL1基因在脂肪生长发育过程中起作用;前脂肪细胞表达FSTL1基因,其表达下调可能是前脂肪细胞转换为脂肪细胞的重要标志。目前关于小尾寒羊CSRP2、CSRP3和FSTL1的核酸序列、分子结构和表达未见报道。研究主要内容为采用RACE、qRT-PCR、Western blot等技术方法及生物信息学软件,研究了小尾寒羊中CSRP2、CSRP3和FSTL1基因的全长cDNA序列及其编码蛋白的结构特征、小尾寒羊和杜泊羊的mRNA组织表达谱等,并对CRP3蛋白进行了组织表达分析。研究结果如下:(1)小尾寒羊CSRP2、CSRP3和FSTL1基因的全长cDNA序列分别为917、917和3634 bp。将三个序列提交至GenBank,登录号分别为KJ743957、KJ743958和KJ872498。三个基因的开放阅读框分别为582、585和924 bp;编码氨基酸长度分别为193、194和307个氨基酸。CSRP2和CSRP3基因包括5个内含子和6个外显子,FSTL1基因包括10个内含子和11个外显子。(2)CRP2和CRP3蛋白等电点均接近9,为偏碱性蛋白;均含一到多个N-糖基化、O-糖基化和磷酸化位点;二级结构极为相似,以不规则卷曲为主,占80%以上;三级结构最佳模型为(PDB code:1B8T),主要包括2个LIM结构域及一个核定位信号。FSTL1为偏酸性蛋白质,具有信号肽序列(1-19位氨基酸);有4个N-糖基化位点和19个磷酸化位点;二级结构以不规则卷曲为主,占65%以上;三级结构最佳模型为(PDB code:1BMO),主要包括FOLN结构域、Kazal-型结构域、EF-hand结构域和VWFC结构域。(3)CRP2、CRP3和FSTL1氨基酸序列多重比对分析显示,三个基因在所选物种之间的序列相似性均在85%以上,说明这三个蛋白在哺乳动物中高度保守,并均与牛、山羊相近,而与斑马鱼、爪蟾等脊椎动物相距最远。系统进化分析显示,CRP2和CRP3亲缘关系在低等脊椎动物中较近,越高等脊椎动物关系越远;其聚簇方式为直系同源聚类,物种间的亲缘关系高于家族基因间亲缘关系,说明这些基因在物种分化前已经发生进化。(4)三个基因mRNA在小尾寒羊和杜泊羊中呈现出组织表达差异性。其中,CSRP2在主动脉中表达量高于其他组织(p<0.05),杜泊羊的表达水平高于小尾寒羊(p<0.05);CSRP3基因主要在心肌和骨骼肌中表达,在小尾寒羊心肌组织中的表达水平高于杜泊羊(p<0.05),在杜泊羊骨骼肌(背最长肌和股二头肌)组织中的表达水平高于小尾寒羊(p<0.05);FSTL1基因的mRNA主要在肾周脂肪、肺脏、主动脉和皮下脂肪中表达,并高于其在肝脏、肾脏、心脏和背最长肌中的表达水平(p<0.05)。FSTL1皮下脂肪组织中高于小尾寒羊(p<0.05)。(5)CRP3蛋白在小尾寒羊和杜泊羊中存在组织表达差异性。发现CRP3蛋白主要在心肌和骨骼肌中表达,并检测到一种新的CRP3蛋白亚型(CRP3-b)。在心脏组织中,CRP3蛋白在杜泊羊中表达水平高于小尾寒羊(p<0.05),而CRP3-b蛋白在小尾寒羊中表达水平高于杜泊羊(p<0.05)。结合mRNA表达分析,证明CSRP3基因及其不同的可变剪接可能会影响绵羊横纹肌生长发育。综上所述,本研究从不同水平对小尾寒羊的CSRP2、CSRP3和FSTL1基因展开较为系统的研究,旨在从分子水平探索小尾寒羊三个基因的功能,为小尾寒羊经济性状的改良和分子育种提供理论依据。