猪IFRD1基因影响机体脂肪沉积初步研究

猪IFRD1基因影响机体脂肪沉积初步研究我国拥有诸多具备优良性状的地方畜禽品种,将其与国外品种进行杂交得到的后代兼备亲本所拥有的优秀性状,是符合人们要求的品种。陆川猪是典型的脂肪型猪种,杜洛克猪是优秀的瘦肉型品种,两者正反交F1代—杜陆猪和陆杜猪均遗传了其肉品质佳、生长速度快和繁殖性能好等优良性状,但两者之间仍存在性状差异。

本研究以杜陆猪和陆杜猪为研究对象,通过背最长肌转录组测序,从转录水平分析两者生长发育差异,并筛选出目的基因IFRD1进行表达谱构建、克隆和生物信息学分析,以及初步探索其与脂肪沉积的关联性,以期为培育出更为优秀的品种提供理论基础。具体研究结果如下:1.2月龄杜陆猪和陆杜猪背最长肌组织存在857个差异基因,其显著富集于2个分子功能本体和4个生物过程本体,包含蛋白激酶活性负调控GO条目。

差异基因显著富集于20个KEGG通路,包含PI3K-Akt信号通路、钙信号通路、花生四烯酸代谢信号通路和细胞色素P450酶信号通路。并筛选出IGF2、ANKRD1、IFRD1、UCP3、PDK4和 WFIKKN2等基因作为揭示杜陆猪和陆杜猪生长发育分子差异的候选基因。

2.IFRD1基因时空表达谱表明其在2月龄和8月龄的猪各个组织中的表达趋势一致,均为在肺脏中最高,皮下脂肪较高,而背肌最低。在不同品种猪皮下脂肪组织中,IFRD1基因表达量于2月龄显著低于8月龄(P<0.05);在不同月龄中,IFRD1基因在杜陆猪皮下脂肪表达量均显著高于陆杜猪(P<0.05),且KEGG 结果显示IFRD1基因富集于与脂质代谢密切相关的胆汁分泌信号通路和胰腺分泌信号通路,推测IFRD1基因与杜陆猪和陆杜猪脂肪沉积能力差异相关。

3.所克隆出猪IFRD1基因CDS区长1353bp,编码451个氨基酸。相关生物信息学分析发现IFRD1蛋白属于膜内不稳定亲水性蛋白,且不存在信号肽,二级结构主要包含α-螺旋和无规则卷曲,不存在N糖基化位点,有两处O糖基化位点和多处磷酸化位点,处于两个保守结构域,主要分布于细胞核内。

3.实验发现IFRD1基因与SREBP-1c、ACC1基因在杜陆猪皮下脂肪表达量均显著高于在陆杜猪(P<0.05)。过表达IFRD1基因后检测SREBP-1c基因和ACC1基因表达量均显著上升(P<0.05)。

而且IFRD1基因表达量与猪表观屠宰数据中胴体重、腰荐结合部膘厚、6-7胸椎膘厚和屠宰率的指标显著相关(P<0.05),且与猪脂肪沉积相关指标呈正相关,其可能通过影响SREBP-1c和ACC1基因表达进而起到调控作用,但具体作用机制需进一步验证。综上所诉,经由转录组挖掘出来的IFRD1基因,其可能通过正向调控SREBP-1c和ACC1基因mRNA表达与猪脂肪沉积过程相关;且其在杜陆猪和陆杜猪皮下脂肪显著差异表达,或可为分子标记辅助选育出更为优良的品种。