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促肾上腺皮质释放激素(cortieotropin-releasinghormone,CRH)基因在不同物种中都直接与脂肪沉积和胴体质量有关。原钙粘连蛋白7(Protocadherin7,PCDH7)、Ⅱ型肽基精氨酸脱亚胺酶(Peptidylarginine deiminase,type2,PADI2)、神经分化因子1(neurogenic differentiation1,NEUROD1)、肌肉特异性受体络氨酸激酶(musclespecific receptor tyrosine kinase,MUSK)和垂体促甲状腺激素受体(thyroid-stimulating hormone receptor,TSHR)基因与肉牛脂肪沉积和胴体质量有关的研究还未见报道。本研究以478头脂肪含量高的纯系安格斯肉牛,379头脂肪含量低纯系夏洛莱肉牛和456头杂交商品系肉牛为实验动物,来研究6个基因启动子区域SNPs与胴体重、胴体眼肌面积、平均背膘厚、瘦肉率、胴体大理石纹分数、平均眼肌面积日增量、平均背膘厚日增量、眼肌面积、背膘厚和屠体重10个肉牛脂肪沉积和胴体质量性状的相关性,并通过SNP特异性等位基因表达方法及凝胶阻滞电泳方法研究这些SNPs的功能。
CRH,PCDH7、PADI2、NEUROD1、MUSK和TSHR的启动子区域共检测到20个启动子SNPs,包括6个CRH启动子SNPs;1个PCDH7启动子SNP;4个PADI2启动子SNP;3个NEUROD1启动子SNP;2个MUSK启动子SNP和4个TSHR启动子SNP,其中有14个是首次发现的。
在CRH、PCDH7、PADI2、NEUROD1、MUSK和TSHR6个基因的启动子SNPs中,每个基因各选了一个SNP,CRH c.-1051C>T、PCDH7 c.-760G>A、PADI2 c.-520G>A、NE UROD1 c.-444G>A、MUSK c.-779C>T和TSHR c.-792G>A,在纯系安格斯肉牛、纯系夏洛莱肉牛及商品系杂交肉牛三个群体中做基因型分型。基因频率和基因型频率的结果显示CRH c.-1051 C>T、PCDH7 c.-760G>A、PADI2 c.-520G>A、NEUROD1c.-444G>A和TSHR c.-792G>A可以用于下一步的关联分析。
利用ASREML软件进行了CRH c.-1051C>T、PCDH7 c.-760G>A、PADI2 c.-520G>A、NE UROD1 c.-444G>A、MUSK c.-779C>T和TSHR c.-792G>A6个位点与脂肪沉积和胴体质量10个性状的关联分析。结果发现CRH c.-1051C>T位点在纯系安格斯肉牛群体中,与胴体重、平均眼肌面积日增量和眼肌面积显著相关。MUSKc.-779C>T位点在杂交系商品肉牛群体中,与胴体眼肌面积显著相关。TSHRc.-792G>A位点在纯系安格斯肉牛群体中,与平均背膘厚显著相关;在纯系夏洛莱肉牛群体中,与平均眼肌面积日增量极显著相关;在杂交系商品肉牛群体中,与平均眼肌面积日增量和眼肌面积极显著相关。
荧光素酶报告基因分析结果显示:CRH基因6个启动子SNPs共同作用时引起基因启动子活性的改变;PADI2基因4个启动子SNPs共同作用时引起基因启动子活性的改变;TSHR基因3个启动子SNPs共同作用时引起基因启动子活性的改变。凝胶阻滞电泳结果表明:CRH c.-682G>A只有G等位基因与脂肪的核蛋白特异结合;CRHc.-717A>C只有C等位基因肝脏的核蛋白特异结合,CRH c.-1051C>T只有T等位基因与3T3 L1脂肪细胞的核蛋白特异结合;PCDH7 c.-760G>A的G和A等位基因均与肝脏的核蛋白结合,而G等位基因的结合信号强于A等位基因;NEUROD1c.-444G>A只有G等位基因与肝脏的核蛋白特异结合;MUSK c.-779C>T只有C等位基因与3T3 L1脂肪细胞的核蛋白特异结合,C和T等位基因均与肝脏的核蛋白结合,C等位基因的结合信号强于T等位基因;MUSK c.-912A>G只有G等位基因与脂肪的核蛋白特异结合。
综上所述,关联分析显示CRH c.-1051C>T、MUSK c.-779C>T和TSHR c.-792G>A位点与脂肪沉积和胴体质量性状相关,说明这3个位点可以作为研究脂肪沉积和胴体质量的候选SNP,CRH、MUSK和TSHR是研究脂肪沉积和胴体质量很好的候选基因;CRH、PADI2和TSHR基因的启动子SNPs影响基因启动子活性;CRH c.-682G>A、CRHc.-717A>C、CRH c.-1051C>T、PCDH7 c.-760G>A、NEUROD1 c.-444G>A、MUSKc.-779C>T和MUSK c.-912A>G位点的等位基因之间与核蛋白有特异结合或者结合时有强度的差异,影响转录因子的结合。