绵羊Lpin2与Lpin3基因遗传变异、表达及其与性状的关联研究

发布时间：2017-12-13 21:15

  本文关键词：绵羊Lpin2与Lpin3基因遗传变异、表达及其与性状的关联研究

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【摘要】：脂素(lipins)具有PAP酶活性,催化PA去磷酸化生成DAG, lipin也作为转录共激活因子调控脂质代谢相关基因的表达。哺乳动物lipins有lipin 1, lipin2和lipin3三个成员,分别被Lpinl, Lpin2和Lpin3基因编码。目前lipin 1已有广泛研究,lipin2与lipin3研究较少,绵羊lipin2与lipin3尚未见报道。研究基因结构、变异、表达及其与性状的关联有助于探析绵羊Lpin2与Lpin3基因的遗传特性及在脂质等代谢途径中的功能机制。本研究应用RT-PCR、5'-RACE及测序技术克隆绵羊Lpin2基因CDS区序列,并对其CDS及编码氨基酸进行生物信息学分析。选择尾脂表型有显著差异的两品种绵羊广灵大尾羊(Guangling Large Tailed sheep, GLT)和小尾寒羊(Small Tailed Han sheep, STH)共96只为研究对象,应用PCR产物直接测序法检测Lpin2和Lpin3基因5'调控区部分序列的多态性,对SNP位点构建单倍型,并进行基因型或单倍型与尾型和屠宰性状间的关联研究。应用Real-time PCR技术检测两品种绵羊2、4、6、8、10、12月龄7种不同类型组织(肝脏、肾脏、小肠、股二头肌、肾周脂肪、尾脂、繁殖器官(睾丸或卵巢))中Lpin2弄口Lpin3 mRNA的发育性表达,并分析mRNA表达与尾型和屠宰性状间的关联。应用Western blotting支术检测10月龄GLT中7种不同组织(肝脏、肾脏、小肠、股二头肌、肾周脂肪、尾脂、睾丸)lipin2和lipin3蛋白的表达丰度。主要研究结果如下：(1)绵羊Lpin2基因CDS全长2670bp,编码蛋白lipin2为由889个氨基酸残基组成的不稳定、中性、亲水脂溶性蛋白质。预测lipin2蛋白不存在信号肽,存在2次双向α螺旋跨膜,定位于细胞质或细胞器中。可能存在由细胞质活性氧主导的氧化还原机制形成的二琉键,不存在N-糖基化,可能存在能在细胞质O-糖基化的位点。预测lipin2蛋白有89个潜在的磷酸化位点,保守位点Ser106被磷酸化了。α螺旋和β折叠以及氨基酸残基溶剂可及性的埋藏态位于lipin2的Lipin-N和LNS2保守功能域。预测位于LNS2保守序列的一段氨基酸肽链构成三级结构。不同物种间Lp砌2基因CDS及蛋白质序列具有高度相似性。绵羊lipin 1和lipin2氨基酸序列相似性较低。(2)绵羊Lpin2基因5'调控区起始密码子ATG上游约1200bp检测到3个SNPs,分别为重复突变SNP1 (-663 dup ATT),转换SNP2 (-388 TC)和颠换SNP3 (-330 TG)。-663 dup ATT显著降低GLT的胴体重和屠宰率(P0.05),为5'调控区三核苷酸短串联重复序列(STR)的拷贝数变异(CNV)。 Lpin3基因5'调控区约1200 bp检测到13个SNPs,包括9个转换,3个颠换,1个三核苷酸插入突变,分别为SNP1 (-815 TG)、SNP2 (-788CG)、SNP3 (-753 GA)、SNP4 (-725 CT)、 SNP5 (-699 TG)、SNP6 (-613 AG)、SNP7 (-604 AG)、SNP8 (-443 TC)、SNP9 (-334～-332 ins TAA)、SNP10 (-189 CT)、SNP11 (-136 GA)、SNP12 (-95 AG)、SNP13 (-88 GA), SNP1～7在GLT和STH两群体中均构成单倍型域,SNP10～13在GLT中构成单倍型域,这些单倍型对绵羊尾脂及屠宰性状无显著的遗传效应(P0.05)。SNP9插入突变显著降低了STH的尾宽(P0.05)。 SNP8对GLT和STH、 SNP10-13对STH的尾脂性状和屠宰性状均无显著影响(P0.05)。(3) Lpin2 mRNA高表达于绵羊肾周脂肪和尾脂中,在肝脏、肾脏、繁殖器官(睾丸和卵巢)也有相对高的表达,在小肠和股二头肌中的表达水平最低(P0.001)。 Lpin3 mRNA在肝脏和小肠中有高的表达量,在肾脏、肾周脂肪和尾脂以及繁殖器官(睾丸和卵巢)中也有一定的表达,在股二头肌中的表达水平较低(P0.001)。GLT中Lpin2和Lpin3 mRNA的表达量显著高于STH(P0.05)。时空表达表明Lpin2在两品种绵羊10月龄高表达,最低表达分别出现在GLT的8月龄和STH的2月龄(P0.001)。Lpin3的高表达分别出现在STH的4月龄和GLT的10月龄,低表达出现在STH的12月龄和GLT的8月龄(P0.01)。品种和月龄显著影响了Lpin2和Lpin3的组织表达(P0.001),性别显著影响了Lpin3的时空表达(P0.01)。 Lpin2和Lpin3 mRNA表达与尾脂性状和屠宰性状存在显著的关联(P0.01,P0.05),且两品种间的关联存在差异,可能与二基因的生理功能有关。(4) Lipin2蛋白在10月龄GLT的7种不同组织中的表达与其mRNA组织表达模式基本一致。Lipin3蛋白在7种检测组织中均有较高的表达,组织间差异不显著,与其mRNA的组织表达模式存在不同步性。对绵羊Lpin2和Lpin3基于DNA、mRNA以及蛋白质三个水平进行的系统研究将为揭示二基因在绵羊中的功能机制奠定基础。
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S826

【参考文献】

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本文编号：1286597