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瘦肉型与脂肪型猪ob基因表达差异的研究

龙火生  
【摘要】: 自1994年Zhang等人克隆小鼠及人类的ob基因以来,ob基因的结构、功能、变异、产物特性、表达及其影响因素就成为肥胖症分子机制研究的热点。Leptin具有广泛的生物学作用。在育种上可能对ob基因直接进行选择,ob基因及其受体基因将来可能作为数量性状位点来实施标记辅助选择。 ob基因的表达过程受许多因素的作用和影响。这些因素主要包括:年龄、种族(品种)和性别、摄食、体脂含量、激素、免疫应激反应、金属元素、转录因子、运动和锻炼等。ob基因的表达差异主要表现在脂肪组织中ob基因mRNA丰度和血清Leptin水平的差异上两方面。血清Leptin水平的高低与动物体内的脂肪蓄积显著相关,是机体能量平衡状况的一种反映。检测ob基因表达的方法有放射免疫分析法、Western杂交法和Northern杂交法三种。 目前针对ob基因的多态性、猪血清Leptin水平及其与体重日龄育种值、部分瘦肉率性状的相关性、某些基因型的免疫应激反应,以及肉牛血清Leptin水平与胴体组成的相关性等进行了许多的相关研究,越来越多的研究在对猪ob基因及其受体基因的多样性进行确定,并在进行与生长性能的相关性分析,期望能发现ob基因及其受体基因的特性与家畜生产性能之间的相关性,以找到家畜生产性状的选择标记以及通过遗传改良提高家畜生产性能的新方法。 本研究以我国地方猪种内江猪和八眉猪代表脂肪型猪种,以引入品种长白猪和杜洛克代表瘦肉型猪种,利用Western杂交、RT-PCR、Northern杂交等技术,对脂肪型和瘦肉型猪种皮下脂肪组织总RNA中ob基因mRNA表达的相对丰度及血清Leptin水平进行比较检测,同时根据测定的4个品种猪ob基因编码区的核苷酸序列,分析了不同物种间ob基因cDNA编码区的核苷酸序列差异以及ob基因编码蛋白的氨基酸序列差异,以揭示其脂肪沉积和肥胖程度差异的遗传原因,为研究动物体重与脂肪沉积的调控机理、提高动物产品的品质提供基础科学资料。 本研究在国内外研究的基础上,首次探讨了我国脂肪型地方猪品种与引入的瘦肉型猪种之间ob基因的表达差异,比较了不同物种间ob基因cDNA编码区的核苷酸序列差异以及ob基因编码蛋白的氨基酸序列差异,在国内首次研究了猪ob基因的mRNA表达丰度以及血清Leptin水平,得出了以下结论: 1.脂肪型与瘦肉型猪种皮下脂肪组织总RNA中ob基因mRNA的表达丰度存在极显著差异,脂肪型比瘦肉型高1.21倍(P<0.01)。内江猪、八眉猪、长白猪和杜洛克猪 瘦肉型与脂肪型猪。b基因表达差异的研究 种之间的相对比值分别为1.04、0.985、0.475和0.445;而脂肪型的内江猪和八眉 猪之间,以及瘦肉型的长白猪和杜洛克之间均不存在显著差异。 2.猪肝脏组织中不表达ob基因。根据RT一PCR和Northern杂交两方面的实验结 果,证明猪ob基因在皮下脂肪组织中表达,而在肝脏组织中不表达。猪ob基因的这 种表达方式与人和鼠类ob基因相同,与鸡不相同。 3.脂肪型与瘦肉型猪种的血清LePtin水平存在极显著差异,脂肪型比瘦肉型猪 种高3.23倍(P0.01),这种现象与脂肪型猪比瘦肉型猪皮下脂肪组织中口b基因mRNA 表达丰度的升高相一致。内江猪、八眉猪、长白猪和杜洛克猪种之间的相对比值分别 为0.943、一127、0.278和0.2xl;通过与标准样品杂交斑点的比较,各猪种血清Leptin 水平平均分别为18.86、22.54、5.56和4.22ng/耐;而脂肪型的内江猪和八眉猪之 间,以及瘦肉型的长白猪和杜洛克之间均不存在显著差异。 4.相对于瘦肉型猪种,脂肪型猪种ob基因在转录后的翻译过程中存在调控增强 的现象,脂肪型猪种ob基因的转录后翻译过程存在特殊的调控机制。 5.脂肪型猪种体内存在L即tin抵抗作用,血液高L即tin水平可能是肥胖个体通 过下丘脑调节体重和能量代谢平衡所必需。脂肪型猪种血清LePtin水平比瘦肉型猪 种高3.23倍,这种现象与Leptin降低体脂含量维持体重的主要功能和脂肪型猪种的 瘦肉率性状不相一致,与ob/ob肥胖小鼠之外的所有肥胖类型类似。 6.猪血清中存在有一种33KD左右的蛋白与L即t in具有结构的同源性。该蛋白可 能是一新蛋白,也可能是L即tin的二聚体,其结构和功能还需进一步研究。 7.测定的4个品种猪口b基因编码区的504bp核昔酸序列与前人报道的序列一致, 与鸡、牛、狗、人、猪、大鼠、称猴和小鼠的同源性分别为:82.4%、92.1%、92.1%、 88.4%、100%、85.1%、88.3%、84.8%;与其它物种相比,鸡ob基因CDNA编码区内第 24一32nt处缺失9个核昔酸,143~145nt处缺失3个核昔酸。 8.由猪ob基因编码区核昔酸序列推导的氨基酸序列与鸡、牛、狗、人、猪、大 鼠、称猴和小鼠的同源性分别为:80%、92.9%、89.3%、85.1%、100%、82.8%、84.6%、 82.2%;与其它物种相比,鸡L即tin第9一1 laa(脯氨酸、亮氨酸、苏氨酸)缺失,第 49位上谷氨酞胺缺失。


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