IGF-1基因对猪矮小性状的影响

【摘要】IGF-1是机体生长、发育和代谢的主要调节因子，也是生长激素生长促进活动中的主要介导者，在细胞的正常生长发育、骨重建、胚胎发育、神经生长等方面都起着十分重要的作用。西藏小型猪是我国特有的小型猪种之一，其体型较小，生长缓慢，在遗传上是宝贵的物种资源，因其在生理特征、物质代谢上与人相似，且体型矮小易于操作，是生物学和比较医学理想的实验动物模型。本实验以西藏小型猪和巴马小型猪为小型猪实验模型，以军牧一号猪和东北野猪为对照，采用PCR方法扩增获得IGF-1基因启动子区序列并探索基因转录调控模式对猪体长性状的影响，并采用AS-PCR方法对西藏小型猪、巴马小型猪、军牧一号猪和东北野猪的IGF-1基因多态性进行差异分析。此外，选取不同发育阶段的西藏小型猪和军牧一号猪肝组织和骨组织为实验样品，通过荧光定量PCR法对两个猪种不同发育阶段肝组织IGF-1基因转录水平进行比较研究，同时通过免疫组织化学法对两个猪种不同发育阶段骨组织IGF-1基因翻译水平进行差异分析。对西藏小型猪IGF-1启动子的转录因子结合位点分析发现西藏小型猪较巴马小型猪增加CdxA、Nkx-2两个转录因子结合位点，相对于巴马小型猪和军牧一号猪缺少了一个MZF1转录因子结合位点。结果表明西藏小型猪IGF-1基因在促进消化器官发育，尤其是肠发育以及心肌分化上的作用，与巴马小型猪可能不同，而由MZF1参与的IGF-1转录过程与巴马小型猪和军牧一号白猪也存在显著差异。对IGF-1启动子的系统发育分析表明在IGF-1基因表达的调控模式上，西藏小型猪和巴马小型猪最为接近，与东北野猪较远，与军牧一号猪的关系最远。对IGF-1基因组的外显子区进行SNP检测分析发现在3320位存在G→A转换突变，出现AA、AG和GG三种基因型，西藏小型猪AA纯合型较多，巴马小型猪GG纯合型较多，军牧一号白猪、东北野猪的三种基因型分布比较平均，对4个猪种的基因型频率进行卡方检验，结果显示差异不显著（P>0.05），而对A与G等位的基因的卡方检验结果表明，4个猪种间存在着比较明显的差异（P<0.05），说明A等位基因可能是西藏小型猪IGF-1遗传效应的显著性标记。对肝组织的不同发育阶段进行mRNA水平的表达检测分析，西藏小型猪（小）与军牧一号猪（大）在出生、断奶、成年三个阶段的表达规律是一致的，均逐步降低，但是在出生阶段西藏小型猪IGF-1基因的表达显著高于军牧一号猪（P<0.05）。在对骨组织不同发育阶段进行蛋白水平的表达检测分析，西藏小型猪与军牧一号猪在骨组织不同发育阶段均有表达，从出生到断奶、成年是先增加后降低，在断奶阶段达到最大峰值，军牧一号猪断奶阶段与成年阶段差异显著（P<0.05），与出生阶段差异不显著（P>0.05）；西藏小型猪断奶阶段与成年阶段差异显著（P<0.05），与出生阶段差异不显著（P>0.05）。本研究发现西藏小型猪的IGF-1基因的表达调控模式与大型猪的代表类型之一的军牧一号猪可能存在一定的差异，而在基因表达上与大型猪的代表类型之一的军牧一号猪在肝组织、骨组织的不同发育阶段也具有一定的差异性，这些遗传变异及表达差异可能是导致西藏小型猪体型矮小的部分原因。
【作者】马强；
【导师】于浩；
【作者基本信息】吉林大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】西藏小型猪；IGF-1基因；启动子；基因多态性；AS-PCR；免疫组织化学；

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