猪ICF-I基因SNP位点与生长性能的相关分析.pdf

南方农业学报J o u r n a lo fS o u t h e r nA g r ie u h u r e I S S N2 0 9 5 11 9 1 C O D E NN N X A A B D O I 1 0 3 9 6 9 j is s n 2 0 9 5 1 1 9 1 2 0 1 4 8 1 4 6 6 猪形F 瑾因S N P 位点与生长性能的相关分析 李小楷 卓清 蓝艳梅 黄焕然 陈宝剑 蒋钦杨 杨秀荣 郭亚芬 广西大学动物科学技术学院 南宁5 3 0 0 0 5 摘要 目的 分析猪胰岛素样生长因子I I G F I 基因S N P 位点与生长性能的相关性 为后期猪的品种选育提 供理论依据 方法 采用P C R R F L P 对长白猪 环江香猪 广西巴马小型猪及长 巴F 代 F 代杂交猪的I G F 瑾因S N P 位点 r s 3 2 2 1 3 1 0 4 3 进行分型 统计不同猪种该位点的基因型频率和等位基因频率 并分析长 巴F 2 f 匕杂交猪的基因型 频率与其生长性能的相关性 结果 I G F 瑾因S N P 位点在广西巴马小型猪中以A A 型为优势基因型 长白猪中以G G 为优势基因型 其中A 基因频率在广西巴马小型猪 环江香猪 长白猪3 个品种中依次降低 不同基因型的长 巴F 2 代杂 交猪中 基因杂合 A G 型猪的体重 体长 胸围 体高平均值在各日龄基本上都比基因纯合 A A G G 型的低 结论 猪I G F 瑾因S N P 位点与其生长 生能密切相关 但该位点是否可应用于品种选育仍需进一步验证 关键词 猪 I G F I Y 基因 S N P 位点 基因频率 多态性 生长性能 相关性 中图分类号 8 2 8 2文献标志码 A文章编号 2 0 9 5 1 1 9 1 2 0 1 4 0 8 1 4 6 6 0 4 R e l a t io na n a l y s iso fS N P so fp igI G F I g e n e a n dg r o w t hp e r f o r m a n ce L IX ia o k a i Z H U OQ in g L A NY a n m e i H U A N GH u a n r a n C H E NB a o j ia n J I A N GQ in y a n g Y A N GX iu r o n g G U OY a f e n C o l l e g eo f A n im a l S cie n cea n d T e ch n o l o g y G u a n g x iU n iv e r s it y N a n n in g5 3 0 0 0 5 C h in a A b s t r a ct O b j e ct iv e R e l a t io no fS N P so fp igI G F Ig e n ea n dg r o w t hp e r f b m l a n cew a ss t u d ie dt op r o v id et h e o r e t ica lr e t e r e n ce sf o r p o r cin eb r e e d in g M e t h o d S N P sin r s 3 2 2 1 3 1 0 4 3o fI G F 1w e r et e s t e de m p l o y in gp o l y m e r a s e ch a inr e a ct io n r e s t r ict io n f r a g m e n tl e n g t hp o l y m o r p h is n l P C R R F L P inL a n d r a ce H u a a n gp ig G u a n g x i B a m am i n i p ig a n d t h eF 1 F 2h y b r id so fL a n d r a cea n dG u a n g x iB a m am in i p ig T h eco r r e l a t io nb e t w e e ng e n e g e n o t y p e f r e q u e n cie sa n dg r o w t hp e r f o m l a n cew e r ea n a l y z e d R e s u l t T h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h eg e n o t y p eA Ao fI G F 1w a s t h ed o m in a n tt y p einG u a n g x iB a m am in i p ig w h il et h eg e n o t y p eG Gw a st h ed o m in a n tt y p einL a n d r a ce G e n eI r e q u e n cys e q u e n ceo fAw a sL a n d r a ce G u a n g x i B a m am in i p iga n dH u a a n gp ig A v e r a g ev a l u e so fb o d yw e ig h t b o d yl e n g t h ch e s tcir cu m f e r e n ce a n db o d yh e ig h tw e r eb a s ica l l yl o w e rinh e t e r o z y g o u s A G t h a nt h o s einh o m o z y g o u s A A G G ine v e r yp e r io d C o n cl u s io n T h ep igI G F Ig e n eS N Pl o ci iscl o s e l yr e l a t e dt oit sg r o w t hp e r f o r m a n ce b u tt h ep o t e n t ia la p p l ica b il it yo ft h eS N Pf o rp igb r e e d in gn e e d st m t h e rv e r it y in g K e yw o r d s p ig I G F Ig e n e S N P s g e n ef r e q u e n cy p o l y m o r p h is m g r o w t hp e r f o m m n ce r e l a t io n 0引言 研究意义 动物生长发育包括体重和体尺的增 长 除营养供给 外界条件会对其性状表型产生影响 外 遗传基因也起重要作用 胰岛素样生长因子I I n s u l in l ik eg r o w t hf a ct o r s I G F I 是动物生长发育的主 要调节因子 既受血液中生长激素 G r o w t hh o r m o n e G H 的调节 又能通过负反馈作用调节G H 分泌 是G H 启动生长活性的主要介导者 具有促进细胞分化 生 收稿日期 2 0 1 3 1 2 1 0 基金项目 广西科技基础平台建设项目 1 0 1 0 8 2 4 作者简介 为通讯作者 郭亚芬 1 9 5 7 一 教授 主要从事动物分子育种研究工作 E m a il g u o y a f e n 1 6 3 C 0 1 1 1 杨秀荣 1 9 7 9 一 博士 教授 主要从事动物分子育种研究工作 E m a il y a n g x iu r o n 9 0 9 1 6 3 co in 李小楷 1 9 9 0 一 研究方向为动物分子育种 E m a il 4 1 0 11 7 4 4 4 q q co in 8 期李小楷等 猪j G F I 基因S N P 位点与生长性能的相关分析 1 4 6 7 长及抑制细胞凋亡等生物活性 霍俊宏等 2 0 1 3 王锐 等 2 0 1 4 因此 研究不同猪种问I G F I 基因的差异 可 为探讨I G F I 基因对动物生长发育的调节作用奠定基 础 前人研究进展 在现代育种实践中 为了定向培 育猪群体 通常将群体遗传结构作为研究重点 通过 增加 或减少 群体中某些基因频率和基因型频率 使 猪群体的遗传结构朝着预期方向改变 郎松 2 0 11 研 究中国特有小型猪I G F s 基因单核苷酸多态性 S in g l e n u cl e o t id ep o l y m o F p h is m s S N P s 时 在I G F I 基因 外显子3 和外显子4 检测到遗传多态性 而后与大型猪 的I G F I 基因S N P s 进行对比 发现小型猪和大型猪在 优势基因方面存在明显差异 而且小型猪之问也存在 较大差异 郎松等 2 0 1 1 方晓敏等 2 0 1 2 发现I G F I I 基因在长白 大白 皮特兰猪群中以A A 为优势基因 型 在其他物种上 高雪 2 0 0 4 分析了牛I G F I 基因第 2 外显子与生长发育性状的相关性 结果表明 A A 基 因型个体的体重 胸围显著高于A B 基因型和B B 基 因型 P 0 0 5 刘大林 2 0 0 9 研究表明 I G F I 基因 S N P 位点对京海黄鸡屠宰性状的影响因性别而异 D D 基因型对公鸡的部分屠宰性状表现出极显著优势 但 在母鸡群体中未表现出相应的优势 本研究切人点 在广西巴马小型猪生长轴关键基因研究的基础上 吴 丹 2 0 1 2 研究发现I G F I 基因外显子2 可能存在一个与 猪矮小体型相关的S N P 位点 但有关该S N P 位点多态 性与其生长性能的相关 生仍需进一步探讨分析 拟 解决的关键问题 以P C R R F L P 对长白猪 环江香猪 广西巴马小型猪及长 巴F 代 F 代杂交猪的I G F I 基 因S N P 位点进行分型 统计不同猪品种的等位基因型 频率和基因频率 并结合长 巴F 代杂交猪的生长性 能数据分析该S N P 位点与其生长性状之问的相关性 为猪的品种选育提供理论依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 猪基因组D N A 提取自一2 0o C 冻存血液组织样本 其中 广西巴马小型猪血液样本9 0 份 长 巴F 代血液 样本5 5 份 长 巴F 代血液样本6 3 分 均采自广西大学 小型猪繁育中心 环江香猪血液样本3 9 份 采自广西 环江香猪保种场 长白猪血液样本4 4 份 部分采自广 西大学小型猪繁育中心 部分采自广西桂牧叮原种猪 场 所有血样均采自纯种个体 T a qD N AP o l y m e r a s e 购自生工生物工程 上海 股份有限公司 限制性内切 酶E h e1 9 3 自美国T h e r m o 公司 D N AM a r k e r5 0b pl a d d e r 购自广州东盛生物科技有限公司 1 2 试验方法 采用P C R R F L P 对5 个猪品种D N A 样本进行分型 即根据I G F I 基因全序列 N M 2 1 4 2 5 6 设计1 对特异引 物 以5 个猪品种的D N A 为模板进行P C R 扩增 再用限 制性内切酶E h eI 酶切P C R 产物 酶切产物用2 5 琼脂 糖凝胶电泳进行检测 记录S N P 位点 r s 3 2 2 1 3 1 0 4 3 分 型情况 统计不同猪品种S N P 位点的基因型频率 等位 基因频率 并进行x 独立性检验 同时 结合长 巴F 代 杂交猪不同生长阶段的体重 体长 胸围 体高数据 分析F 代杂交猪基因型频率与其生长性能的相关性 2 结果与分析 2 1P C R R F L P 分析结果 P C R 产物经酶切后用2 5 琼脂糖凝胶进行电泳 结果 图1 表明 A A 型仅能看到一条条带 1 8 2b p 因 本研究选用的琼脂糖凝胶电泳不能分辨出3 7b p 的小 片段 所以A G 型仅看到两条条带 1 8 2 和1 4 5b p G G 型完全酶切后可看到一条条带 1 4 5b p 不完全酶切 则可看到两条条带 1 8 2 和1 4 5b p 测序结果证明此分 型判定方法可行 2 5 0b p 2 0 0b p 1 5 0b p 图1I G F 堪因S N P 位点的分型结果 F ig 1 D if f e r e n tt y p e so fI G F IS N Pl o ci 2 2 基因型频率 等位基因频率的相关分析结果 在S N P 位点处不同猪品种的基因型频率 等位基 因频率问均存在一定差异 表1 其中 广西巴马小型 猪A A 型的频率高达9 2 2 2 2 2 未检测到G G 型个体 而长白猪未检测到A A 型个体 通过x 猃验得知x 2 值为 1 9 4 7 4 2 P 0 0 5 说明基因型频率受种问差异的影 响较明显 A 基因频率在广西巴马小型猪 环江香猪 长白猪3 个品种中依次降低 说明A 基因可能与猪的矮 小性状相关 且呈正相关 2 3 长 巴F 2 1 弋杂交猪基因型与其生长性能的相关性 从0 18 0 日龄 每隔3 0d 记录一次长 巴F 代杂交 猪的生长性能 包括体重 体长 胸围 体高 其中1 5 0 日龄的相关数据因假期人手不足未能采集 将不同日 龄采集的数据 生长性能 以基因型为变量进行F 检 验 结果如图2 所示 1 8 0 日龄时A A 型猪的增重速度显 著大于A G 型和G G 型 P 0 0 5 下同 6 0 1 2 0 日龄G G 型猪的体长显著大于A G 型 9 0 日龄时A A 型猪的胸围 1 4 6 8 南方农业学报4 5 卷 显著大于A G 型 由图2 还可以看出 A G 型猪的体重 体长 胸围 体高在各日龄的平均值基本上都比基因 纯合 A A G G 型的低 广西巴马小型猪的矮小性状是 多个基因相互作用的结果 因此要准确阐明I G F I 基因 S N P 位点与广西巴马小型猪矮小性状的相关性 尚需 收集更多数据进一步研究 表15 个猪品种I G F 堪因S N P 位点的基因型频率及等位基因频率 T a b 1 G e n o t y p ea n dg e n ef r e q u e n cie so f I G F I S N Pl o cio f f iv ep igb r e e d s 括号内为相应样本数 N u m b e r sinb r a ck e t sw e r et h eco r r e s p o n d in gn u m b e ro fs a m p l e s O3 06 09 01 2 0 18 0 日龄A g e O3 06 09 01 2 01 8 0 日龄A g e 6 0 O O 一 5 0 0 0 盘4 0 0 0 g3 0 O O 仰叵 基 2 0 o o 1 0 O O O O O O3 06 09 01 2 01 8 0 日龄A g e O3 06 09 01 2 018 0 日龄A g e 图2 长 巴F 2 1 弋杂交猪不同基因型的生长性能 F ig 2 G r o w t hp e r f o r m a n ceo f t h es e co n dg e n e r a t io no f h y b r id sL a n d r a cep iga n dB a m am in i p ig 3 讨论 目前 我国的小型猪品系主要有五指山小型猪 贵州小型香猪 广西巴马小型猪 西藏小型猪 版纳微 型猪等 郎松等 2 0 1 1 因其解剖学 生理学特征 营 养代谢等方面与人类极为相似 是现代医学的理想动 物模型 现已广泛应用于人类疾病模型和异种器宫移 植等研究 I G F I 是重要的生长因子 对消化道 骨骼 神经等器官及系统的生长发育与维持起重要作用 在 G H I G F 生长轴中I G F I 具有与胰岛素相类似的生物合 成代谢功能 且能模拟G H 的生物学效应 因此 揭示 I G F I 基因与我国小型猪矮小机制的相关性 对开发医 学动物模型具有重要意义 现已有不少研究报道 血清I G F I 水平与个体的矮 小性状密切相关 如吴桂琴等 2 0 0 7 研究报道 I G F I 基因在矮小鸡肝脏中的表达量远低于普通鸡 在伴性 矮小型鸡肝脏中则几乎观察不到J G F 瑾因的表达 邓 景致 2 0 1 2 研究表明 版纳微型猪血清中I G F I 水平显 著低于大型猪 而大型猪之问差异不显著 吴丹 2 0 1 2 研究发现长白猪血清中的I G F I 水平在不同生 长时期均高于广西巴马小型猪 并在I G F I 基因外显子2 帅踟加 如知如加加o I lsq 吾 一目 一半世 如 知 如 加 加 o l岛一Q事一凹一删挺 O O O O O O O O O O 9 8 7 6 5 4 3 2 1 苗 p目 8目苗 Io 目 一回冒 8 期 李小楷等 猪j G F I 基因S N P 位点与生长性能的相关分析 1 4 6 9 发现了S N P 位点 丁艳等 2 0 1 2 研究推断 I G F I 基因 可能是影响猪生长性状的一个主效基因或是一个与 影响猪生长性状的数量性状座位 Q T L 连锁基因 顾 阳 2 0 1 3 研究发现 T C 基因型的西藏小型猪较T T 基 因型的西藏小型猪生长速度更快 体型更小 I G F I 基 因是对生长性状微型影响较大的微型化候选基因之 一 本研究结果表明 I G F I 基因S N P 位点 r s 3 2 2 1 3 1 0 4 3 在广西巴马小型猪中以A A 型为优势基因型 长白猪 中以G G 为优势基因型 其他大型猪 小型猪群体中是 否也存在这种现象 仍需进一步探究 长 巴F 代杂交 猪基因型与其生长性能的相关性分析结果表明 基因 杂合 A G 型猪的体重 体长 胸围 体高在各日龄的 平均值基本上都比基因纯合 A A G G 型的低 但 I G F I 基因S N P 位点是否可应用于猪的品种选育 尚需 收集更多数据进一步研究证实 4 结论 I G F L J 基因S N P 位点 r s 3 2 2 1 3 1 0 4 3 在广西巴马小 型猪中以A A 型为优势基因型 长白猪中以G G 型为优 势基因型 二者的杂交F 代中基因杂合 A G 型猪的体 重 体长 胸围 体高平均值在各日龄基本上都比基因 纯合 A A G G 型的低 说明猪I G F I 基因S N P 位点与其 生长性能密切相关 但该位点是否可应用于品种选育 仍需进一步验证 参考文献 邓景致 2 0 1 2 版纳微型猪近交系生长相关基因遗传背景分 析 D 长春 吉林大学 D e n gJZ 2 0 1 2 A n a l y s iso fg e n e t icb a ck g r o u n do ft h eg r o w t h r e l a t e dg e n e sinB a n n am in ia t u r ein b r e e d in gp ig D C h a n g e h u n J il inU n iv e r s it y 丁艳 鲁绍雄 连林生 2 0 1 2 撒坝猪胰岛素样生长因子一I 基 因多态性及其与部分生长性状的关联分析 J 中国畜牧 兽医 3 9 1 0 1 8 1 1 8 4 D in gY L uSX L ia nLS 2 0 1 2 T h ep o l y m o cp h is n lo fI G F J g e n ea n dit sr e l a t io n s h ipw it h S o l n eg r o w t ht r a it sinS a b a p iglJJ C h in aA n im a lH u s b a n d r y V e t e r in a r yM e d ie in e 3 9 1 0 1 8 1 1 8 4 方晓敏 孟翠 任守文 李碧侠 王学敏 涂枫 付言峰 2 0 1 2 6 个主效基因在苏钟猪分子育种中的应用价值 J 江苏农 业学报 2 8 5 1 0 7 4 1 0 7 8 F a n gXM M e n gC R e nSW L iBX W a n gXM T uF F uYF 2 0 1 2 A p p l ica t io nv a l u eo fs ixn l a j o rg e n e sf o rm o l e cu l a r b r e e d in go fS u z h o n gs w in e J J ia n g s uJ o u r n a lo fA g r icu l t u r a lS cie n ce s 2 8 5 1 0 7 4 1 0 7 8 高雪 2 0 0 4 牛生长发育性状候选基因的分子标记研究 D 杨凌 西北农林科技大学 G a oX 2 0 0 4 S t u d yo nm o l e cu l a rn l a r k e r so fg r o w t ha n dd e v e l o p m e n tinca t t l eb yca n d id a t eg e n e s D Y a n g l in g N o A h w e s tA g r icu l t u r ea n dF o r e s t r yU n iv e r s it y 顾阳 2 0 1 3 西藏小型猪G H G H R I G F 一1 基因的多态性及其 与生长性状的相关性分析 D 广州 南方医科大学 G uY 2 0 1 3 A n a l y s isa s s o cia t io nb e t w e e n s in g l e n u e l e o t id e p o l y ih o r p h is m so fG H G H R I G F 一1a n dg r o w t ht r a it sin T ib e t a nm in ip ig slD J G u a n g z h o u S o u t h e r nM e d ica lU n iv e r s it y 霍俊宏 武艳平 谢明贵 刘林秀 韦启鹏 谢金防 2 0 1 3 安义 瓦灰鸡I G F 一1 基因多态性研究 J 江西农业学报 2 5 7 7 9 8 0 H n oJH W uYP X ieMG L iuLX W e i0P X ieJF 2 0 1 3 S t u d yo np o l y m o r p h is n lo fI G F 1g e n einA n y i t il e l ik e g r a ych ick e n l JJ A e t aA g r icu h u r a eJ ia n g x i 2 5 7 7 9 8 0 郎松 邓景致 郝林琳 曾养志 王佳 李明谦 程美玲 刘松财 2 0 1 1 部分小型猪与大型猪I G F I 基因的S N P 分析 J 中国兽医学报 3 1 5 7 5 0 7 5 3 L a n gS D e n gJZ H a oLL Z e n gYZ W a n gJ L iMQ C h e n gM L L iuSC 2 0 1 1 S in g l en u cl e o t id ep o l y m m o h is ma n a l y s is o fI G F I g e n einS o l n em in ia t u r ep ig sa n dl a r g eb r e e d s JJ C h in e s eJ o u r n a lo fV e t e r in a r yS cie n ce 3 1 5 7 5 0 7 5 3 郎松 2 0 1 1 中国特有小型猪I G F s 基因的S N P 分析及其在相 关组织中表达规律的研究 D 长春 吉林大学 L a n gS 2 0 1 1 S t u d yo nt h eS N P sa n dt is s u ee x p r e s s io np a t t e m s o fI G F sg e n e sinch in e s em in ia t u r ep ig D C h