利用表達譜芯片技術(shù)研究中外豬種不同時期肌肉組織中的表達差異基因.pdf

1、豬肉對于人類是非常重要的動物蛋白來源，同時，豬作為研究人類健康問題的一種模式動物，與人具有非常高的同源性。因此了解豬肌肉的生長和發(fā)育對于肉類生產(chǎn)科學(xué)和人類醫(yī)學(xué)研究都具有相當重要的意義。
　　 骨骼肌是動物體內(nèi)最為豐富的組織，其生長發(fā)育的相關(guān)性狀是肉用家畜最重要的性狀。本試驗選用生長速度快但肉質(zhì)相對較差的約克夏豬和生長速度慢但肉質(zhì)較好的梅山豬作為試驗動物，采用芯片技術(shù)方法，探討了生長日齡分別為胚胎期65天，出生后3天，出生后60天

2、和出生后120天的約克夏豬和梅山豬之間背最長肌基因表達差異的變化。為了研究中外豬種肌肉品質(zhì)性狀形成的分子機制我們做了如下研究：
　　 1、應(yīng)用含23937條探針的的Affymetrix豬全基因組寡聚核苷酸芯片檢測12頭約克夏豬和12頭梅山豬在胚胎期65天，出生后3天，出生后60天和出生后120天背最長肌差異基因。通過多重比較，篩選出有統(tǒng)計學(xué)意義的差異表達的相關(guān)基因(P<0.01)。經(jīng)過SAM檢驗，結(jié)果顯示，在胚胎期65天時間點，

3、有1495探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，其中對應(yīng)195個已知基因；有626探針組在大約克豬中表達上調(diào)，對應(yīng)44個已知基因。在出生3天時間點，有867探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，其中對應(yīng)了81個已知基因；有559探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，其對應(yīng)了90個已知的基因。在出生60天時間點，存在1617探針組在梅山豬中表達上調(diào)，對應(yīng)了125個已知基因；有927探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，對應(yīng)了174個已知的基因。在出生120天時間點，

4、有287探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，對應(yīng)了25個已知的基因；而存在432探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達上調(diào)，對應(yīng)了76個已知的基因。比較四個時期基因的差異表達情況，發(fā)現(xiàn)胚胎期65日齡和生后60日齡的差異表達基因是最多的，生后120日齡的差異表達基因是最少的。因此胚胎期和生后60日齡為兩個品種肌肉品質(zhì)性狀差異形成的主要時期。
　　 2、對所有得到的芯片數(shù)據(jù)進行了SOM自組織表達圖譜分析，將2個品種，4個時期的豬背最長肌表達譜芯片數(shù)據(jù)

5、結(jié)果依據(jù)不同的表達模式分類為12個大表達趨勢圖(c0-c11)，從而得到了在特定豬種的不同時期具有表達趨勢相類似的基因分類。
　　 3、由SOM分析中的12差異基因表達模式，我們依據(jù)其表達模式波浪的波形將12項分類更加具體的規(guī)劃為以波峰為特點的幾個大類。約克夏豬的分類方式為c0.為P1，c2，c3，c5，c7 c4為P2，c6.c9.c10，c11為P3，c8為P4。梅山豬的分類方式為c7，c11為P1，c1，c2，c5為P2，

6、c4，c8，c9為P3。因為梅山豬60日齡和120日齡間不存在表達差異顯著基因，故梅山豬不存在P4。將約克夏豬與梅山豬波形類似的基因進行比對后發(fā)現(xiàn)：COL5A1，CASP3，F(xiàn)MOD，EGFR等基因在胚胎期65天時，在兩個豬品種中均處于表達最高峰。ACADL，ACADM，ACSL1，CPT1B，F(xiàn)ABP3，F(xiàn)BP等基因于出生3日齡時在兩個豬品種均處于表達最高峰。CAPN3，LIM，LPL等基因于出生后60日齡時在兩個豬品種均處于表達最高

7、峰。ALDH2，GHR，等基因于出生后120日齡時在兩個豬品種均處于表達最高峰。該類基因在兩個品種中的表達趨勢類似，說明其在豬肌肉的生長發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用。之后在品種間比對該類基因，鑒定出其中在兩個豬品種具有顯著差異表達的基因。
　　 4、根據(jù)表達模式波浪類型的分類，將兩個豬品種的基因表達模式按照波峰錯開一個時期的方式進行比對，能夠更為清晰地揭示兩個豬品種由于品種差異造成的肌肉生長發(fā)育的速度和程度在分子水平的差異表現(xiàn)。結(jié)果

8、顯示：CTGF，COL3A1，IGF2，IPM3等基因在梅山胚胎期65日齡達到表達最高峰而在約克夏豬出生3日齡才達到最高峰。ACSL4，F(xiàn)ABP4，HSP70，MYF6等基因在梅山豬出生3日齡達到表達高峰而在約克夏豬60日齡才達到。ALDH2，GHR等基因在梅山豬60日齡即達表達高峰而在約克夏豬120日齡才達到。
　　 5、通過對相關(guān)差異表達基因的分子生物學(xué)注釋和基因表達網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析，從細胞凋亡相關(guān)基因、肌肉組成結(jié)構(gòu)相關(guān)基因、