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五指山猪(Wuzhishang pig,WZSP)是我国著名珍稀猪种,是原产于海南岛中南部山区的一个濒临灭绝的地方猪种,成年体重仅30-35kg,仅为正常猪种体重的15-30%,而且具有抗逆性强、性成熟早、肉质好、遗传稳定等特性,经近20年来的异地保种、实验化近交繁育,目前已培育成近交系群体并已获得F18个体(近交系数高达0.979)。由于其在解剖学、生理学特性、营养代谢等方面与人类极为相似,已在生物医学领域中得到广泛应用,已成为研究人类疾病理想的动物模型,并列为我国异种器官移植、组织工程和“国家实验用小型猪种质资源保存和开发中心”首选种猪。本研究以纯种近交16代WZSP为实验材料,对其内分泌生长轴相关基因进行了一系列分子遗传学基础研究,旨在探讨WZSP近交系矮小的分子机理,并为其成为理想的实验动物模型提供科学的理论依据。1)采用Elisa方法检测了三月龄的大白猪和WZSP近交系的血清GH和IGF-I含量,比较发现:WZSP近交系血清GH浓度略低于大白猪,但二者之间差异不显著(P>0.05);而WZSP近交系血清IGF-I浓度显著低于大白猪(P<0.05),其中WZSP近交系母猪血清IGF-I浓度显著低于大白猪母猪(P<0.05)。2)克隆得到WZSP近交系GH全长cDNA(已登录GenBank,登录号为DQ415717),预测其编码蛋白包括216个氨基酸,分子量为24.4Kda,等电点为7.175。WZSP近交系GH基因编码区推导蛋白的氨基酸序列与普通猪GH基因(GenBank登录号:X53325)推导蛋白的氨基酸序列进行比对发现:9号位置WZSP近交系发生氨基酸替换,缬氨酸替换丙氨酸(A→V),22号位置WZSP近交系发生氨基酸替换,谷氨酰胺替换精氨酸(R→O)。但这两处氨基酸替换均位于信号肽编码区,对GH的成熟肽没有影响。3)克隆得到WZSP近交系GHR基因,其编码区长1917bp(己登录GenBank,登录号为DQ422962),该编码区编码一个拥有638个氨基酸的蛋白质,其分子量为71.1Kda,等电点为4.509,是一个偏酸性蛋白质。WZSP近交系GHR基因编码区推导蛋白的氨基酸序列与普通猪GHR基因(GenBank登录号:NM214254)推导蛋白的氨基酸序列进行比对发现WZSP近交系GHR基因胞内结构域存在五处氨基酸替换,可能会影响到WZSP近交系GHR下游的信号转导;而比对大白猪的GHR基因编码区推导蛋白氨基酸序列与WZSP近交系GHR发现:GHR胞外结构域和胞内结构域均存在两处氨基酸替换,与已发现的人GHR基因突变不尽相同,但是其中165号位置的氨基酸替换位于GHR的FN3保守结构域中,推测该氨基酸替换可能对GHR的结构和功能产生重要的影响。4)克隆得到WZSP近交系IGF-I基因大小为525bp,包含编码区393bp。该编码区仅发现一个同义突变,未引起所编码氨基酸的变化。该基因的编码区编码一个130个氨基酸的IGF-I前体蛋白,分子量为14.4Kda,等电点为9.144,是一个偏碱性蛋白。5)构建了WZSP近交系GH和GHR基因原核表达载体,并进行诱导表达,WZSP近交系GH基因得到正确表达,在目的分子量处出现特异性条带,经软件扫描,其含量约占菌液总蛋白的20%;WZSP近交系GHR基因并没有发现特异性条带,推测可能是由于大肠杆菌的密码子偏爱造成了该基因在原核生物中表达困难。6)构建了WZSP近交系GH基因、大白猪和WZSP近交系GHR基因真核表达载体,并转染猪肾细胞PK-15进行表达,采用相对定量RT-PCR方法检测JAK2基因表达,结果发现:转染大白猪GHR基因的细胞JAK2基因表达水平显著高于转染其它三种质粒的细胞(P<0.05),转染WZSP近交系GHR基因的细胞JAK2基因的表达水平最低,推测WZSP近交系GHR基因所发现的氨基酸替换可能会影响其下游JAK2基因的表达。本研究通过对内分泌生长轴相关重要基因进行克隆和功能验证发现WZSP近交系GHR基因存在缺陷,初步断定WZSP近交系矮小性状是由该基因缺陷所造成。