本文關(guān)鍵詞：綿羊Lpin2與Lpin3基因遺傳變異、表達及其與性狀的關(guān)聯(lián)研究

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【摘要】：脂素(lipins)具有PAP酶活性,催化PA去磷酸化生成DAG, lipin也作為轉(zhuǎn)錄共激活因子調(diào)控脂質(zhì)代謝相關(guān)基因的表達。哺乳動物lipins有l(wèi)ipin 1, lipin2和lipin3三個成員,分別被Lpinl, Lpin2和Lpin3基因編碼。目前l(fā)ipin 1已有廣泛研究,lipin2與lipin3研究較少,綿羊lipin2與lipin3尚未見報道。研究基因結(jié)構(gòu)、變異、表達及其與性狀的關(guān)聯(lián)有助于探析綿羊Lpin2與Lpin3基因的遺傳特性及在脂質(zhì)等代謝途徑中的功能機制。本研究應(yīng)用RT-PCR、5'-RACE及測序技術(shù)克隆綿羊Lpin2基因CDS區(qū)序列,并對其CDS及編碼氨基酸進行生物信息學(xué)分析。選擇尾脂表型有顯著差異的兩品種綿羊廣靈大尾羊(Guangling Large Tailed sheep, GLT)和小尾寒羊(Small Tailed Han sheep, STH)共96只為研究對象,應(yīng)用PCR產(chǎn)物直接測序法檢測Lpin2和Lpin3基因5'調(diào)控區(qū)部分序列的多態(tài)性,對SNP位點構(gòu)建單倍型,并進行基因型或單倍型與尾型和屠宰性狀間的關(guān)聯(lián)研究。應(yīng)用Real-time PCR技術(shù)檢測兩品種綿羊2、4、6、8、10、12月齡7種不同類型組織(肝臟、腎臟、小腸、股二頭肌、腎周脂肪、尾脂、繁殖器官(睪丸或卵巢))中Lpin2弄口Lpin3 mRNA的發(fā)育性表達,并分析mRNA表達與尾型和屠宰性狀間的關(guān)聯(lián)。應(yīng)用Western blotting支術(shù)檢測10月齡GLT中7種不同組織(肝臟、腎臟、小腸、股二頭肌、腎周脂肪、尾脂、睪丸)lipin2和lipin3蛋白的表達豐度。主要研究結(jié)果如下：(1)綿羊Lpin2基因CDS全長2670bp,編碼蛋白lipin2為由889個氨基酸殘基組成的不穩(wěn)定、中性、親水脂溶性蛋白質(zhì)。預(yù)測lipin2蛋白不存在信號肽,存在2次雙向α螺旋跨膜,定位于細胞質(zhì)或細胞器中。可能存在由細胞質(zhì)活性氧主導(dǎo)的氧化還原機制形成的二琉鍵,不存在N-糖基化,可能存在能在細胞質(zhì)O-糖基化的位點。預(yù)測lipin2蛋白有89個潛在的磷酸化位點,保守位點Ser106被磷酸化了。α螺旋和β折疊以及氨基酸殘基溶劑可及性的埋藏態(tài)位于lipin2的Lipin-N和LNS2保守功能域。預(yù)測位于LNS2保守序列的一段氨基酸肽鏈構(gòu)成三級結(jié)構(gòu)。不同物種間Lp砌2基因CDS及蛋白質(zhì)序列具有高度相似性。綿羊lipin 1和lipin2氨基酸序列相似性較低。(2)綿羊Lpin2基因5'調(diào)控區(qū)起始密碼子ATG上游約1200bp檢測到3個SNPs,分別為重復(fù)突變SNP1 (-663 dup ATT),轉(zhuǎn)換SNP2 (-388 TC)和顛換SNP3 (-330 TG)。-663 dup ATT顯著降低GLT的胴體重和屠宰率(P0.05),為5'調(diào)控區(qū)三核苷酸短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)的拷貝數(shù)變異(CNV)。 Lpin3基因5'調(diào)控區(qū)約1200 bp檢測到13個SNPs,包括9個轉(zhuǎn)換,3個顛換,1個三核苷酸插入突變,分別為SNP1 (-815 TG)、SNP2 (-788CG)、SNP3 (-753 GA)、SNP4 (-725 CT)、 SNP5 (-699 TG)、SNP6 (-613 AG)、SNP7 (-604 AG)、SNP8 (-443 TC)、SNP9 (-334～-332 ins TAA)、SNP10 (-189 CT)、SNP11 (-136 GA)、SNP12 (-95 AG)、SNP13 (-88 GA), SNP1～7在GLT和STH兩群體中均構(gòu)成單倍型域,SNP10～13在GLT中構(gòu)成單倍型域,這些單倍型對綿羊尾脂及屠宰性狀無顯著的遺傳效應(yīng)(P0.05)。SNP9插入突變顯著降低了STH的尾寬(P0.05)。 SNP8對GLT和STH、 SNP10-13對STH的尾脂性狀和屠宰性狀均無顯著影響(P0.05)。(3) Lpin2 mRNA高表達于綿羊腎周脂肪和尾脂中,在肝臟、腎臟、繁殖器官(睪丸和卵巢)也有相對高的表達,在小腸和股二頭肌中的表達水平最低(P0.001)。 Lpin3 mRNA在肝臟和小腸中有高的表達量,在腎臟、腎周脂肪和尾脂以及繁殖器官(睪丸和卵巢)中也有一定的表達,在股二頭肌中的表達水平較低(P0.001)。GLT中Lpin2和Lpin3 mRNA的表達量顯著高于STH(P0.05)。時空表達表明Lpin2在兩品種綿羊10月齡高表達,最低表達分別出現(xiàn)在GLT的8月齡和STH的2月齡(P0.001)。Lpin3的高表達分別出現(xiàn)在STH的4月齡和GLT的10月齡,低表達出現(xiàn)在STH的12月齡和GLT的8月齡(P0.01)。品種和月齡顯著影響了Lpin2和Lpin3的組織表達(P0.001),性別顯著影響了Lpin3的時空表達(P0.01)。 Lpin2和Lpin3 mRNA表達與尾脂性狀和屠宰性狀存在顯著的關(guān)聯(lián)(P0.01,P0.05),且兩品種間的關(guān)聯(lián)存在差異,可能與二基因的生理功能有關(guān)。(4) Lipin2蛋白在10月齡GLT的7種不同組織中的表達與其mRNA組織表達模式基本一致。Lipin3蛋白在7種檢測組織中均有較高的表達,組織間差異不顯著,與其mRNA的組織表達模式存在不同步性。對綿羊Lpin2和Lpin3基于DNA、mRNA以及蛋白質(zhì)三個水平進行的系統(tǒng)研究將為揭示二基因在綿羊中的功能機制奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S826

【參考文獻】

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本文編號：1286597