猪肌内脂肪全基因组甲基化差异分析及候选基因研究

摘要

肌内脂肪(IMF)为猪育种中的重要经济指标，对于其分子机理的探究具有重要的实际意义。首先通过cDNA末端快速扩增(RACE)的方法获得了8628-bp的候选基因NUDT3基因cDNA全长序列，分析显示该基因编码的蛋白质共含有172个氨基酸。表达分析显示NUDT3在背最长肌组织中表达量最高。
　　随后又对NUDT3、AOC3、PPARG1及SOD3及NTN1这几个肌内脂肪候选基因进行了甲基化程度分析。试验以大白猪×民猪设计资源群体F2代IMF极高值与极低值个体为研究对象，选取背最长肌组织，采用BSP(Bisulfite Sequencing PCR)法测序，分析甲基化程度与IMF性状的关联性。结果五个候选基因所检测区段内甲基化程度在肌内脂肪极高、极低组间均未出现显著性差异，这表明该群体内的 IMF表型差异可能并不是由这几个候选基因的甲基化程度的变化引起的，这些候选基因影响猪IMF性状的分子机制尚需进一步的研究工作。
　　此后以同一资源群体的IMF值极高组与极低组个体为研究对象，采用全基因组重亚硫酸盐甲基化测序(WGBS)法分析构建高低组背最长肌组织甲基化图谱，分析DNA甲基化对IMF表型值的影响，从而进一步探究甲基化对肌内脂肪相关性状的调控机制。WGBS法获得的猪背最长肌组织全基因组甲基化图谱精确度到达了单碱基水平。结果显示甲基化有96％以上均发生于CpG区，该区域内甲基化程度在各染色体上均保持在60%左右，一般与染色体长度成反比。基因功能区域内的甲基化程度在整个内含子区与启动子区内上游位置最高，可能预示着甲基化发生调控作用的位置；CpG、CHG位点的甲基化发生无序列环境偏好，而CHH位点上游相邻序列为TN的概率较高，可用于甲基化预测。对IMF高低组中甲基化DMR的水平分布分析发现，DMR长度主要为300-400 bp，低组中甲基化程度处于平均水平的DMR数量要少于高组，但极值区DMR数量却高于高组，表明甲基化程度异常可能会导致IMF值降低。GO富集分析结果显示，在本试验中与已知GO数据库中功能区域相关性显著的DMR相关基因共有一万余个，所在区域在细胞组分、生物学过程以及分子功能这三大类中均有涉及，且大多与细胞发育、蛋白质结合、信号调节以及细胞骨架的构成等功能有关，为探究甲基化对与脂肪沉积等相关性状的调控作用机理提供了良好的素材。本研究经IMF高低组内与组间DMR区域比对，共定位11个显著甲基化差异区域。在该范围定位到的7个已知基因ACTG1，UBB，NMD3， SUPV3L1，TUBA1A，TUBA1B与JUN需要更多的后续研究来了解其在甲基化在肌内脂肪调控过程中发挥的作用。

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第一章 引 言

1.1 DNA甲基化研究进展

1.2 猪脂肪性状候选基因研究进展

1.3 本研究的目的和意义

第二章 猪肌内脂肪候选基因甲基化研究

2.1 试验材料

2.2 试验方法

2.3 试验结果

2.4 讨论

2.5 本章小结

第三章 猪肌内脂肪全基因组甲基化差异分析

3.1 试验材料

3.2 试验方法

3.3 试验结果

3.4 讨论

3.5 本章小结

第四章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历