广西巴马小型猪BMP2基因克隆、生物信息学及组织表达分析

摘要

本研究旨在对广西巴马小型猪骨形态发生蛋白2(bone morphogenetic proteins 2,BMP2)基因进行克隆及其结构和功能的预测,并检测其在广西巴马小型猪和长白猪中的表达差异.以广西巴马小型猪基因组DNA为模板,通过测序鉴定BM P2基因外显子区的单核苷酸多态性(SNPs),利用多种生物信息学软件对广西巴马小型猪BMP2基因启动子区、编码区(CDS)、3′UTR区进行了分析,预测分析广西巴马小型猪BMP2基因编码蛋白的基本理化性质、磷酸化位点、O-糖基化位点、跨膜区域、亲疏水性、蛋白质修饰结构、二级结构和三级结构等,并对miRNA结合位点及其相关通路进行分析,绘制了广西巴马小型猪和长白猪的组织表达谱.结果显示,试验成功克隆了广西巴马小型猪BM P2基因CDS区,总共1188 bp,编码395个氨基酸;与猪参考基因组相比,广西巴马小型猪BMP2基因在G1663A、G1897C发生了同义突变,在C1896T(Pro→Leu)、T1971C(Gly→Ser)、G2000A(Leu→Ser)发生了3处错义突变;在3′UTR区域存在miR-142-5p、miR-129-5p等共13个miRNA结合区域;相似性比对结果显示,广西巴马小型猪与野猪、黄牛、水牛、山羊、绵羊、马、澳洲野犬、家犬、猕猴对应区段的相似性依次为99.92％、91.75％、91.84％、91.92％、91.92％、90.50％、89.43％、90.91％ 和90.91％;系统进化树结果表明,广西巴马小型猪与野猪的亲缘关系最近,与黄牛的亲缘关系相对较近,与猕猴亲缘关系较远;BM P2蛋白分子质量为44.55 ku,理论等电点为8.37,预测其有12个O-糖基化位点,42个磷酸化位点;预测分析发现该蛋白为亲水性蛋白,且是膜外蛋白.组织表达谱发现,广西巴马小型猪生长板软骨中BM P2基因表达量显著低于长白猪(P<0.05).该研究为进一步探索广西巴马小型猪中BM P2基因的功能提供了理论基础,也为广西巴马小型猪品种资源的利用提供了重要参考.