MYH-4基因与梅山猪肌内脂肪关联性分析开题报告

 2023-02-19 20:34:42

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

随着人们生活水平的提高,猪肉品质越来越受到关注,不仅要求肉质鲜嫩,口感好,而且要求符合绿色食品标准。猪肉品质常用pH、肉色、大理石纹、肌内脂肪含量、滴水损失、嫩度、多汁性、风味等指标进行综合评定。而猪肌内脂肪(IMF)含量是影响猪肉品质最重要的因素之一 [1]。肌内脂肪作为一个重要的指标,它影响着肉品的嫩度、系水力、剪切力值、风味和多汁性。肌内脂肪含量在2%~3%是一个理想标准,当肌内脂肪含量低于2%时,肉的质地和口感都较差;而高于3%时,则不再提高肉的风味[2]。目前的大多数商品猪肌内脂肪含量都低于理想标准,因此,关于肌内脂肪调控的研究变得越来越重要。肌内脂肪的沉积受多种因素影响,包括遗传、营养、环境等因素,其中遗传因素影响较大。然而,肌内脂肪受微效多基因控制,且活体测定难度大,因此常规选育进展缓慢。通过鉴别影响肌内脂肪的关键基因位点,为肌内脂肪的分子育种提供一定理论基础。

心脏型脂肪酸结合蛋白(heart fatty acid-bindingprotein, FABP-3)基因位于猪的第6号染色体上,由1600bp的上游调控区域、200bp的3'-端非转录区、4个外显子、3个内含子组成[3] 。该基因主要在心脏、骨骼肌和泌乳的乳腺中表达[4],它的作用是将细胞膜外的脂肪酸运送到β-氧化和三酰甘油及磷脂合成的部位,FABP-3在细胞内与脂肪酸结合,使细胞内外保持一定的浓度差,促使细胞摄取脂肪酸[5]。单核苷酸多态性(single nucleotide polym orphisms,SNPs)是染色体基因组中单个核苷酸碱基以转换和颠换形式突变引起的DNA序列的变化,是基因组水平上最常见的一种遗传变异类型[6]周春宝等[7]研究表明,苏姜猪FABP3基因的rs110770079和第2内含子多态性对猪肌内脂肪含量和大理石花纹影响显著,并推断, FABP3基因可能是影响猪IMF的主效基因,FABP3基因的rs110770079可能是影响肌内脂肪含量的因果突变位点,可作为该性状的分子标记。

肌球蛋白重链(Myosin heavy chain,MyHC)是肌纤维内肌球蛋白的重要组成部分,由一组高度保守的基因编码,具有多种异构体。成年猪骨骼肌中表达为MyHCI、MyHCⅡa、MyHCⅡx、MyHCⅡb 4种类型[8]。肌纤维类型及组成差异是影响骨骼肌生理和代谢特征的分子生物学基础,也是影响屠宰后肉质性状的重要因素[9],氧化型(I型,Ia型)肌纤维比例高的肌肉肉质好于酵解型(IIb型)肌纤维比例高的肌肉。此外,肌纤维类型的组成会直接影响肌肉的颜色,氧化型纤维中肌红蛋白和血红蛋白含量高,肌肉中氧化型纤维所占比例较高,则肌肉颜色鲜红,肉色评分较高;相反,酵解型纤维中肌红蛋白和血红蛋白含量低,酵解型纤维在肌肉中所占比例高,则肌肉颜色苍白,肉色评分较低[10]。据研究MYH基因家族与肌内脂肪含量及肉质形状高度相关[11]。其中猪肌球蛋白重链4 (myosin heavy chain4 MYH-4)基因对应骨骼肌重链蛋白中四个亚型中的中间型(Ⅱb型)[12] MYH-4基因是位于猪第12号染色体的基因。熊信威[13]对覆盖莱芜猪所有父系血缘及大部分母系血缘的316头纯种个体进行屠宰测定并系统检测其18个肉品质性状,利用猪60K SNP芯片对316头纯种莱芜猪个体的肉质性状开展全基因组关联分析(Genome-wideassociation study,GWAS)。结果发现MYH-4基因的rs334027523显著影响肉色、大理石纹、水分和眼肌面积,但对背膘厚度等性状基本没有影响。对MYH-4基因的rs334027523影响IMF的机理开展了进一步研究, 发现在莱芜猪群体和基因编辑小鼠中MYH-4基因的rs334027523会导致背最长肌中的IIB型肌纤维显著减少,而I型、IIx型和IIA型肌纤维显著增加,肌纤维组成改变导致GLUT4葡萄糖转运体通过AKT通路转位至细胞膜上并增加丰度,增加葡萄糖的摄取,从而导致肌内脂肪含量增加[14]

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2. 研究的基本内容和问题

1.研究目标

分析FABP3基因的rs110770079和MYH4基因的rs334027523多态性与梅山猪肌内脂肪含量的关联性。以期为梅山猪肌内脂肪的选育提供新的分子育种标记。

2.实验内容

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3. 研究的方法与方案

1.研究方法及技术路线

本研究以梅山猪为研究对象,将FABP3基因的rs110770079和MYH4基因的rs334027523作为影响梅山猪肌内脂肪沉积的候选基因位点,利用索氏抽提法测定178头梅山猪肌内脂肪含量,利用试剂盒进行肌肉样DNA的提取,并进行PCR反应,将扩增序列送公司进行测序,利用Chromas软件对候选基因进行分型,利用SAS软件的一般线性模型将FABP3基因的rs110770079和MYH4基因的rs334027523与肌内脂肪含量进行关联性分析,最终鉴别出影响肌内脂肪含量的有效分子标记,为该性状的分子标记辅助选择提供新的途径和方法

2.实验方案

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4. 研究创新点

1.实验动物选择方面,通过文献查阅得知,现有相关实验多以引进品种为实验动物,而本实验以肉质优良、肌内脂肪含量高的梅山猪为实验对象,为我国地方猪种的研究及选育提供更多科学依据。

2.候选基因选择方面,本试验选用FABP3基因的rs110770079和MYH4基因的rs334027523为候选基因位点,其中MYH4基因的rs334027523位点对地方猪肌内脂肪沉积影响的研究较少,可为地方猪以及梅山猪的分子辅助育种提供新的标记。

5. 研究计划与进展

实验于2019年5月份在江苏省昆山市梅山猪国家级保种场开展,于2019年9月份完成养殖实验并进行样本采集。

实验进展:

2019年5月查阅文献、文献综述撰写,设计实验、前期准备

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