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IGFs介导生长激素(GH)促进动物生长的功能,在动物的胚胎及生后的生长发育过程中具有重要的作用,调节糖类代谢、脂肪代谢、蛋白合成、肝脏功能、线性生长等。IGFBPs在体内循环系统中与IGFs结合,调控IGFs的半衰期,提高IGFs的生理活性。肝脏和局部组织分泌的IGFs共同调控各个组织的生长与发育,从而促进动物机体的生长。本研究应用RT-PCR和克隆技术从绵羊肝脏组织总RNA中克隆出绵羊IGFBPs家族中的IGFBP-1、IGFBP-3、IGFBP-4、IGFBP-5、IGFBP-6和IGFBP-7等6个基因的mRNA序列。序列分析表明6个基因的开放阅读框(ORE)全长分别为792bp、882bp、777bp、816bp、711bp和849bp,分别编码263、293、258、271、236和282个氨基酸;6个基因的碱基组成中G+C含量在60.23～68.34%之间,高于A+T;家族基因间的CDS序列的同源性在0.334～0.548之间,氨基酸同源性在0.124～0.426之间。进化分析表明IGFBPs家族基因分为1GFBP-1、IGFBP-3、IGFBP-6和1GFBP-7等4个进化支,在IGFBP-1进化支分化出IGFBP-2和IGFBP-4基因,在1GFBP-3进化支分化出IGFBP-5基因,而IGFBP-6和IGFBP-7进化支未分化出基因;结构及功能预测表明6个基因的氨基酸序列具有N-端和C-端保守区域以及中央的高变区域,在N-端分享了5-6个域内二硫键,在C-端分享了3个域内二硫键(IGFBP-7仅1个二硫键);在N-端的前30AA内都含有一个信号肽区域,整个序列中具有明显的疏水性区域(IGFBP-7亲水性区域较多),在IGFBP-1和IGFBP-7中分别具有1个和2个跨膜区,翻译后修饰主要为磷酸化和糖基化,二级结构以无规卷曲为主,其次为α-螺旋,β-折叠最少,6个基因的N-端具有一个IGFBP_ N功能域,而在C-端存在一个甲状腺球蛋白-1域(IGFBP-7为Ig-like域)。同时,还具有较多的豆蔻酰化位点、酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和蛋白激酶C磷酸化位点等。采用QRT-PCR技术研究了绵羊IGF系统基因在生长期的时空表达,结果表明:在各个时间点的各个组织中都检测到IGF系统基因的表达,但相对表达量存在一定的差异,IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ主要产生于肝脏组织,肝脏组织的表达高于大脑、心脏、皮肤和肌肉等组织,IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBPs跟生后绵羊机体局部组织的具体功能而表现出较大的差异。IGF系统的大部分基因在各个时间点的表达呈现相似的表达规律,在大脑组织,11个基因在6个时间点的表达规律一致,呈波浪型变化,在15d、105d、195d时各个基因的表达相对较高,可能是应答于外界的营养条件而表现出较高的峰值,在60d、150d、240d时的表达相对较低,IGF-ⅠR在240d时表达较高,在195d→240d时IGF-ⅠR起了主要的作用;在皮肤组织,IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-2R、IGFBP-1、1GFBP-4、IGFBP-6和IGFBP-7基因的表达规律一致,在15d和60d时的表达相对较高,IGFBP-1和IGFBP-3基因在整个过程中逐渐降低,对皮肤的作用较弱,IGF-ⅠR基因在105d时的表达最低,而后其作用逐渐增强,IGFBP-5基因在60d时的表达相对较高,其他几个时间点上的表达保持稳定;在肌肉组织,IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-2R、IGFBP-2和IGFBP-6基因的表达规律一致,在150d时的表达相对较高,IGFBP-1和IGFBP-7基因与前6个基因的表达相反,在肌肉中的作用是抑制了肌细胞的增殖与分化,IGFBP-3、IGFBP-4和IGFBP-5基因的表达较平衡,在肌肉中的作用较稳定;在肝脏组织,各个基因的表达规律倾向一致,在105d时除IGFBP-2和IGFBP-4基因在150d时的表达相对较高外其他基因在105d时的表达相对较高,在195d后,两个受体基因的表达比较稳定;在心脏组织中,除IGF-ⅠR基因外,其他10个基因的表达规律一致,在105d时的表达相对较高,150d后各个基因的表达倾向稳定。11个基因在肝脏和大脑等组织的表达表现为不同程度的正相关,心脏组织中IGF-ⅠR的表达除与IGF-ⅡR、IGFBP-1基因呈正相关外,与其他9个基因呈不同程度的负相关,其他基因则与皮肤组织、肝脏和大脑组织的表达相关性一致,肌肉中IGFBP-1基因与1GFBP-3、IGFBP-4和IGFBP-5基因间呈不同程度负相关,IGF-Ⅰ基因与IGFBP-7基因间呈显著的负相关,与其他基因或其他基因间呈不同程度正相关;皮肤组织中IGF-Ⅰ和IGF-Ⅱ基因与其他基因的相关性趋向一致,IGF-ⅠR与其他所有基因都呈负相关,7种蛋白基因之间呈不同程度的正负相关。采用SSCP技术研究IGF-Ⅰ基因的外显子前导区和外显子3的SNP位点,结果表明:P-1和P-2引物扩增的序列中是C→G和A→G突变,以A、C和AA、CC为优势等位基因与优势等位基因型;P-1的PIC含量在群体和各个家系中分别为0.276、0.252～0.303,为中度多态性,P-2分别为0.237、0.171～0.279,为中低度多态性;P-1的SNP位点与凉山半细毛羊的初生体重呈在显著的相关,P-2的SNP位点与断奶体重和断奶日增重存在极显著相关:单倍型以H2和H3占主导地位,组合型的H1H1、H1H3和H2H2的初生体重极显著高于其他几种组合型,H2H2组合型的断奶体重和断奶日增重极显著高于其他几种组合型,这两个SNP位点可用于凉山半细毛羊的早期生长性状的SNP辅助选择育种。