MSTN基因突变纯合子兔的繁育和表型分析

摘要

肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)基因是动物骨骼肌生长的负调控基因。本研究在获得MSTN基因双等位突变原代兔的基础上,培育具有“双肌”表型性状和稳定遗传的MSTN^(–/–)纯合突变兔,建立原代MSTN双等位突变兔繁育纯合子后代的方法。应用CRISPR/Cas9基因编辑技术制备MSTN–/–突变原代兔,原代双等位突变兔与野生型兔配种,产生F1代兔。同一突变系的F1代兔半同胞交配或回交繁殖F2代纯合子兔;后代兔利用基因组DNA PCR扩增产物序列分析和T载体克隆测序鉴定用于筛选纯合子兔;14–19周龄MSTN基因突变兔称量体重。MSTN基因突变兔臀大肌组织切片,统计分析肌纤维横截面积。获得5只MSTN基因突变原代兔,其中3只用于纯合子培育,共获得15只(5种突变子)纯合突变兔(M2-a:3只;M2-b:2只;M3-a:2只;M7-a:6只;M7-b:2只)。在14–19周龄,MSTN^(–/–)纯合突变兔体重极显著高于同龄MSTN+/+野生型兔(平均(2718±120)g和(1969±53)g,P<0.01,同龄体重提高38.0%);纯合突变兔的臀大肌纤维平均截面积极显著高于野生型兔((3512.2±439.2)μm^(2)和(1274.8±327.3)μm^(2),P<0.01),也显著高于MSTN^(+/–)半合子兔((3512.2±439.2)μm^(2)和(2610.4±604.4)μm^(2),P<0.05)。本研究成功培育了5种MSTN^(–/–)基因纯合突变兔,且有明显瘦肉表型。研究表明,应用CRISPR/Cas9基因编辑获得的原代双等位突变兔为非嵌合体突变兔,突变性状遗传后代;原代双等位突变兔后代分离为两个不同突变子,并都呈现“双肌”表型;F1代单等位突变兔通过近交或回交可获得MSTN^(–/–)纯合突变兔。该研究在利用基因编辑技术培育优良家畜品种方面取得了实验进展。