神经肽Y基因转录、剪接和变异与鸡摄食和生长的关联分析

论文摘要

神经肽Y（Neuropeptide Y,NPY）属于胰多肽家族,广泛分布于动物中枢神经系统和外周神经系统,尤其在端脑、视前区以及下丘脑含量丰富。研究证实,NPY是动物摄食和能量代谢调控的候选基因之一。动物下丘脑内的弓状核（Arcuate nucleus,ARC;鸡为漏斗核：Infundibular nucleus,IN）、室旁核（Paraventricular nucleus,PVN）和外侧区（Lateral hypothalamic area,LHA）是重要的采食调节中枢。长期的定向选育形成了不同生产性能的鸡种,肉鸡以产肉为目的,前期生长代谢旺盛,采食量大；而蛋鸡产蛋性能优异,生长速度较慢,采食量比肉鸡小。本研究从NPY基因转录水平、选择性剪接形式和单核甘酸多态（Single nucleotide polymorphisms,SNPs）与鸡摄食和能量代谢的关联进行分析,以期从分子水平阐明NPY对鸡摄食和能量代谢的影响提供理论依据。试验一：下丘脑神经肽Y mRNA水平与鸡摄食的关联分析建立了利用TaqMan探针检测鸡下丘脑NPY mRNA水平的RT-PCR方法,比较分析了NPY mRNA在采食量迥异的2个品种—海兰蛋鸡和Ross肉鸡下丘脑IN、PVN和LHA的转录水平的差异。结果显示,14日龄Ross肉鸡的体重和24小时采食量分别是相同日龄海兰蛋鸡的1.7倍和1.5倍,品种间差异极显著（P<0.01）。海兰蛋鸡下丘脑IN、PVN和LHA的NPY mRNA水平显著高于Ross肉鸡。肉鸡下丘脑IN内NPY的mRNA水平显著高于LHA和PVN,LHA和PVN间无显著差异；而蛋鸡下丘脑IN和PVN内NPY的mRNA水平显著高于LHA,IN和PVN间无显著差异。由此,NPY mRNA在不同鸡种及组织间的表达存在差异,单纯从转录水平高低不能够直接解释NPY在摄食调控中所发挥的促采食作用。试验二：下丘脑神经肽Y mRNA剪接与鸡摄食的关联分析基因剪接位点和拼接方式的改变可使基因表达出多个不同的相关蛋白产物,从而影响其生理功能。利用5’RACE和3’RACE技术检测分析了AA肉鸡和罗曼蛋鸡下丘脑NPY基因mRNA剪接方式差异。结果显示：NPY在肉鸡cDNA 3’端存在2种不同形式的剪接片段,短序列出现了mRNA 3’端终止现象。长序列3’端的82bp核苷酸序列属于非编码序列,未参与编码相应蛋白质的氨基酸序列；蛋鸡cDNA5’端发生的79bp缺失位于编码区,导致相应位点的编码蛋白产物发生改变,44个氨基酸序列缺失,其中包括信号肽和部分成熟肽序列,并造成与受体的结合位点消失,从而影响NPY的分泌和表达活性。推测NPY mRNA剪接方式的差异可能是造成蛋鸡、肉鸡采食量和能量代谢迥异的部分原因之一。试验三：NPY基因SNPs与鸡摄食和脂肪沉积的关联分析本研究利用PCR-SSCP方法在AA鸡NPY基因5’UTR和内含子2序列中搜寻SNPs,并结合生产资料,分析不同基因型个体与生产和屠体性状的关联。结果在扩增NPY基因内含子2的P12、P13和P143对引物中都检测到了多态位点的存在,分别为：SNPP12 （2341 TCT插入、A2342T、T2343C、A2344T、A2345T和C2347G）和SNPp13-p14（T2521C、T2597C、T2623C、C2704T、T2776G、T2787C和A2821G）,且SNPP12和SNPP13～14以单倍型的方式连锁遗传.相关分析结果显示,SNPP12与AA肉鸡6周龄腹脂重和腹脂率显著相关（P<0.05）,其中突变基因型BB个体的腹脂沉积有增加的趋势。SNP13～14与3周龄采食量和6周龄肝重显著相关（P<0.05）,且BB型个体的腿肌率显著高于AA型个体（P<0.05）。上述结果表明,NPY突变基因型BB型可能是能量转化和脂肪沉积的有利基因型。综上所述,蛋鸡的NPY mRNA水平显著高于肉鸡,检测出蛋鸡的NPY mRNA存在剪接现象,使其信号肽和部分成熟肽序列缺失,可能影响NPY蛋白的分泌和表达,导致生物活性降低,NPY mRNA剪接方式可能直接影响鸡采食和能量代谢调节；NPY突变基因型BB型可能是能量转化和脂肪沉积的有利基因型。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略符号
• 第一章 文献综述
• 1.1 NPY概况
• 1.2 NPY受体及其与NPY的互作
• 1.3 NPY的主要生理功能
• 1.4 选择性剪接对基因表达的影响
• 1.5 NPY基因的SNPs
• 1.6 本研究的目的和意义
• 第二章 下丘脑神经肽Y mRNA水平与鸡摄食的关联分析
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验方法
• 2.3 结果与分析
• 2.4 讨论
• 2.5 结论
• 第三章 下丘脑神经肽Y mRNA剪接与鸡摄食的关联分析
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方法
• 3.3 结果与分析
• 3.4 讨论
• 3.5 结论
• 第四章 NPY基因SNPs与鸡摄食和脂肪沉积的关联分析
• 4.1 试验材料
• 4.2 试验方法
• 4.3 结果与分析
• 4.4 讨论
• 4.5 结论
• 参考文献
• 全文结论
• 致谢
• 硕士期间发表的学术论文