西藏小型猪MSTN基因多态性及其生长发育特性的研究

论文摘要

随着人们生活水平的提高，特色的猪肉产品已成为人们新的追求目标。藏猪作为发展外向型和旅游型经济的特色品牌产品，其市场需求量很大，发展前景十分广阔。对猪肉性状育种的目标主要集中在瘦肉率和肉质上，其中对瘦肉量的追求一直是科学家和生产者努力的重点。肌肉生长抑制素（myostatin，MSTN）属于TGF-β超家族，在发育和成熟的骨骼肌中特异表达，产生肌肉生长抑制因子GDF-8，抑制肌肉生长和分化。MSTN基因的保守区域的碱基发生突变，则它表达的产物就会丧失抑制肌肉生长的功能，或该产物的抑制功能受到影响，从而肌肉得以过度的发育和生长。线粒体DNA（mitochondrial DNA，mtDNA），是存在于细胞质线粒体基质中的闭合环状双链超螺旋DNA分子，是独立于细胞核外的基因组，具有自我复制、转录和编码功能，为母系遗传，但同时受核DNA的控制。与核DNA相比，线粒体DNA具有分子结构简单，以母性方式遗传，核苷酸歧义大，进化速度快等特点。它的物理结构可以分为编码区和非编码区，编码区有37个基因，非编码区即线粒体基因组的控制区，也称D-loop区，遗传上是高变区。它控制线粒体DNA的复制和转录，是动物基因组中进化速度最快的区域，可以用来鉴定种群的进化关系。南方医科大学实验动物中心于2004年将50头藏猪（25只雄性，25只雌性）从西藏自治区工布江达县引种到广州地区，饲养在增城西藏小型猪培育基地，首次开展了对藏猪进行实验动物化培育和研究，并将其命名为西藏小型猪（Tibetmini-pigs）。2006年实验动物中心又从增城基地转移部分种猪在南方医科大学校本部饲养繁殖，以进一步研究西藏小型猪的生长发育规律及分子遗传学特征。目的：1、研究西藏小型猪MSTN基因的多态性。对西藏小型猪、五指山小型猪、巴马小型猪和贵州香猪四种小型猪的线粒体DNA控制区（mtDNA D-loop区）5’调控区进行分析比较；2、观察研究不同性别、不同月龄西藏小型猪在亚热带地区的体重和血液生理、生化指标的变化，为其在生命科学中的应用奠定基础。方法：1、应用PCR-RFLP方法对42头西藏小型猪MSTN基因5’调控区进行多态性分析，并与17头五指山小型猪、7头巴马小型猪和22头贵州香猪做对照性研究；2、应用PCR技术分别对这42个西藏小型猪DNA样品、17个五指山小型猪DNA样品、7个巴马小型猪DNA样品和22个贵州香猪DNA样品中的线粒体DNA D-loop区进行扩增，测序比对；3、从实验动物中心和增城基地取20只已测初生重的新生仔猪（雌、雄各半），分别采用不限量和限量饲喂的方法，在一年内逐月测定西藏小型猪体重值。分析不同喂养方式对两个群体间同性及异性的体重的影响。4、采用全自动血球计数仪和全自动生化仪，对2、5、8、12月龄西藏小型猪（♂30，♀30）血液的部分生理和生化指标进行测定和分析。统计学分析采用SPSS13．0软件进行两个样本的t检验和方差分析，所有数据以均数士标准差（（?）±SD）表示。结果：1、经过对四个不同品系的猪的MSTN基因的5’调控区的PCR-RFLP分析，发现西藏小型猪的MSTN基因表现出3种基因型TT、AA、TA，等位基因T和A的频率分别为23．81％和76．19％；五指山小型猪的MSTN基因表现出2种基因型TT、AA，等位基因T和A的频率分别为82．35％和17．65％；贵州香猪的MSTN基因表现出2种基因型TT、TA，等位基因T和A的频率分别为90．91％和9．09％;巴马小型猪的MSTN基因表现出2种基因型TT和TA，等位基因T和A的频率为85．71％和14．29％。2、采用SPSS13．0软件对四个不同品系猪的MSTN基因的基因频率和等位基因频率进行x2检验分析。结果表明：不同猪种之间的基因型频率和等位基因频率有显著性差异（P=0．000）。西藏小型猪AA（61．90％）基因型频率较高，五指山小型猪TT（82．35％）基因型频率较高，贵州香猪和巴马小型猪TT（81．82％和71．43％）基因型频率较高。3、测定不同小型猪的线粒体DNA D-loop区5’端调控区，结果显示西藏小型猪在此区共有15个变异位点，4个单倍型，以305、500、691三个位点的转化较为突出。其中三个位点碱基同时为CGG的占33．33％，同时为TAA的占40．46％。五指山小型猪在此区共有6个变异位点、3个单倍型。巴马小型猪在此区有9个变异位点、4个单倍型。贵州香猪在此区共有6个变异位点、3个单倍型。4、体重监测结果显示中心组西藏小型猪雌、雄之间除了初生重差异显著外（P<0．05），1到12月龄体重均无显著性差异，12月龄体重分别达到37．356±6．325 Kg和36．640±4．912 Kg；基地组西藏小型猪2月龄、11月龄和12月龄雄性体重显著高于雌性（P<0．05），12月龄体重分别只有25．603±6．106 Kg和30．447±4．042 Kg。中心组与基地组西藏小型猪生长情况的比较显示，除雄性的初生重和雌性的1月龄体重没有显著性差异（P>0．05）外，无论是雌性之间还是雄性之间都有显著性差异（P<0．01），中心组的西藏小型猪体重值明显高于基地组同性别、同月龄藏猪的体重值。5、西藏小型猪血液生理指标的性别差异不显著，部分生化指标性别差异显著；但多数指标在不同月龄间差异极显著（P<0．01）或显著（P<0．05），平均RBC体积、ALB、AKP、CREA四项指标随月龄增长呈上升趋势，而Pts计数、平均Hb浓度、BUN呈下降趋势，其余指标无明显的变化规律。所测生理生化指标中部分与巴马小型猪相近，与普通猪差异较大，与人类水平接近。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 前言
• 1.1 肌肉生长抑制素（MSTN）基因的研究现状
• 1.1.1 MSTN基因的分子结构
• 1.1.2 MSTN基因的发现、遗传效应及同源性分析
• 1.1.3 MSTN基因的定位
• 1.1.4 MSTN的作用机理
• 1.1.5 MSTN的生物学功能
• 1.1.6 MSTN的应用前景
• 1.1.7 猪MSTN基因国内、外研究进展
• 1.2 线粒体DNA（mtDNA）的研究进展
• 1.2.1 mtDNA的基本特征
• 1.2.2 mtDNA的多样性
• 1.2.3 猪mtDNA的研究概况
• 1.2.4 mtDNA在猪遗传育种中的应用
• 1.2.5 mtDNA在猪遗传育种研究中的应用前景
• 1.2.6 猪mtDNA的多态性的研究方法
• 1.3 西藏小型猪实验动物化的培育和研究
• 1.4 参考文献
• 第二章 西藏小型猪肌肉生长抑制素基因多态性的研究
• 2.1 实验目的和意义
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 实验动物和材料
• 2.2.2 主要仪器设备
• 2.2.3 主要试剂及配制方法
• 2.2.4 西藏小型猪MSTN基因RFLP分析所用引物
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 西藏小型猪基因组总DNA的提取
• 2.3.2 基因组DNA的质量检测和浓度、纯度测定
• 2.3.3 引物设计和合成
• 2.3.4 猪MSTN基因的PCR-RFLP检测
• 2.4 结果与分析
• 2.4.1 基因组总DNA的提取结果
• 2.4.2 PCR扩增结果
• 2.4.3 MSTN基因RFLP分析结果
• 2.4.4 统计学方法及统计学分析结果
• 2.5 讨论
• 2.6 参考文献
• 第三章 小型猪线粒体DNA控制区5'调控区的比较研究
• 3.1 实验目的和意义
• 3.2 材料和方法
• 3.2.1 实验动物和材料
• 3.2.2 主要仪器设备
• 3.2.3 主要试剂及配制方法
• 3.2.4 小型猪线粒体DNA D-loop区PCR扩增所用引物
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 基因组DNA质量检测和浓度、纯度测定
• 3.3.2 引物设计和合成
• 3.3.3 小型猪线粒体DNA控制区5'调控区进行PCR扩增
• 3.4 结果与分析
• 3.4.1 基因组总DNA提取结果
• 3.4.2 PER扩增结果
• 3.4.3 PCR产物测序
• 3.4.4 四种小型猪线粒体DNA D-loop区5'端调控区对比分析研究
• 3.5 讨论
• 3.6 参考文献
• 第四章 实验用西藏小型猪生长发育特性的研究
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 实验动物
• 4.1.2 饲养管理
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 仪器设备
• 4.1.5 统计学分析
• 4.2 结果
• 4.2.1 西藏小型猪在实验动物中心的生长情况
• 4.2.2 西藏小型猪在增城基地的生长情况
• 4.2.3 中心组与基地组西藏小型猪的生长情况的比较
• 4.2.4 不同月龄西藏小型猪血液生理、生化值的比较
• 4.2.5 不同性别西藏小型猪血液生理、生化值的比较
• 4.3 讨论
• 4.3.1 实验动物中心与增城基地西藏小型猪的生长情况的比较分析
• 4.3.2 西藏小型猪血液生理、生化值的比较分析
• 4.4 参考文献
• 第五章 小结
• 硕士期间发表的论文
• 致谢