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猪的生长发育和肉质性状是养猪生产中两个重要的经济性状,关系到养猪生产的经济效益。畜禽的生长发育是一个复杂的生理生化过程,受多因素的影响,其中遗传因素在影响畜禽生长发育过程的贡献率一般为40%,有时高达60%。随着分子生物学的发展和应用,已通过基因组扫描和候选基因策略,分离、定位和克隆了一些与猪生长发育密切相关的候选基因或数量性状位点(QuantitativeTraitLoci,QTLs)。神经内分泌生长轴是指动物体内从下丘脑、垂体到靶器官由一系列与动物生长发育密切相关的激素及受体所组成的神经内分泌系统。在调节GH/IGFs生长轴中,IGFBPs扮演着重要的作用。本研究以猪的IGFBP-1-6基因作为影响猪生长发育和肉质性状的候选基因,分析了基因及其在染色体上定位,克隆了基因的部分序列;并采用PCR-SSCP技术分析了不同基因的基因型和等位基因的频率在不同中外品种的分布,采用单位点和单体型的多重比较探讨了不同基因与生产性状的相关性。结果表明:
1.在IGFBP-1基因中检测到了三个SNP,分别是A6181C、C5844T和G1981C。其中C5844T的突变位于外显子4中,但没有造成氨基酸的改变。不同位点的基因型和等位基因频率在中外不同猪种的分布都具有品种的特异性。性状的相关性分析表明,在蓝塘×长白家系中,不同位点对性能影响表现出不同的作用,而单体型分析表明,ACG单体型猪的生长性状和产肉性状优于CTG单体型,如:中后躯瘦肉重;前、中后三躯骨重等。而CTG型猪的pH值和系水力却优于ACG单体型,结合目前的QTL研究,可以将IGFBP-1基因看成是生长发育性状的一个候选基因。
2.采用放射杂种板(RHpanel)技术,将IGFBP-2基因定位于SSC15q22-23上,分别与微卫星SW120、SW1683和SW2083连锁;采用PCR-SSCP技术,在C502T、A603G和T1218G发现三个SNP;相关性分析表明,不同单体型对生长发育性状和肉质状都存在影响,其中CAG单体型猪的前后躯重、前后肢重和体长都高于TGT单体型,但肉质性状如肉色和大理石纹正相反。结合QTL的相关研究,我们可以认为IGFBP-2基因是影响猪肉质性状的候选基因。
3.在IGFBP-3基因中检测到了三个SNP,分别位于G577T、G897T-G903A-C911T(连锁突变)和C1371A处。性状的相关性分析表明,不同单体型对所检测的性状存在普遍的相关性。在产肉性状中,CGGCT单体型明显高于其它单体型,而CGGCG单体型相对较低;生长性能也具有相同的趋势,以CGGCT单体型的最高;但肉质性状(肉色和SKF肉色)则是ATATT单体型高于CGGCG单体型。结合QTL和生理生化的相关研究,可以认为IGFBP-3基因是生长发育性状的候选基因。
4.采用荧光原位杂交(FISH)和RHpanel技术,将1GFBP-4基因定位于SSC12q21-24上。采用PCR-SSCP技术,在A868G-T871A处发现一个SNP(连锁突变),其中A868G的突变会引起氨基酸由谷氨酰胺突变为精氨酸(Q→R);相关性分析表明,在蓝塘×长白和金华×皮特兰两个家系中,不同基因与体长都存在相关性,以AA基因型猪的最长,同时还对其它生长性状存在相关性;另外,不同基因型还对肉色、大理石纹、眼肌pH值产生影响。结合QTL的研究,可以将IGFBP-4看成是影响肉质性状的候选基因。
5.采用PCR-SSCP技术在IGFBP-5基因中检测到2个SNP,分别位于T199C和G485A处,T199C的突变位外显子2处,会引起亮氨酸突变为丝氨酸(L→S)。相关性分析表明,在蓝塘×长白和金华×皮特兰两个家系中,T199C的突变都会对肌肉的pH值产生影响;而G485A的突变在金华皮特兰家系中,主要影响肉质性状,如pH值,L,a和h值。单体型分析表明,在蓝塘长白家系中,不同单体型主要影响产肉性能;而在另外的家系中,不同单体型主要影响肌肉品质。结合QTL方面的研究,可以将IGFBP-5基因看成是影响肌肉品质特别是肌肉pH值的候选基因。
6.采用RHpanel技术,将IGFBP-6基因定位于SSC5p11-12上;染色体步移法发现猪IGFBP-6基因全长4026bp,由4个外显子组成(分别是371、146、120和322bp),IGFBPs的基序为“GCAEAGGC”。采用PCR-SSCP技术在G3079A和T4069G处检测到两个SNP;相关性分析表明,AT单体型猪的生长发育性状和产肉性状都高于GG单体型,但在板油重的指标上正好相反。虽然目前人们对于IGFBP-6的研究不多,但根据本研究的结果,可以认为IGFBP-6是猪生长发育性状的一个候选基因。