H-FABP基因在動(dòng)物生產(chǎn)中的研究進(jìn)展

唐洪文，張 婷，陳鐵壁，譚 超，陳宇光，※

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.湖南省永州市道縣畜牧水產(chǎn)局，湖南永州425302；3.湖南科學(xué)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與化學(xué)工程系，湖南永州425100)

隨著人們生活水平的不斷提高，保健意識(shí)的增強(qiáng)與消費(fèi)觀念的改變，對(duì)各類肉制品不再是量的需求，而更多的關(guān)注于肉質(zhì)風(fēng)味，產(chǎn)品品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。其中研究發(fā)現(xiàn)心臟脂肪酸結(jié)合蛋白（HeartFattyAcidBindingProtein,H-FABP）是影響肌肉脂肪蛋白(IMF)含量的候選基因之一，其肌肉脂肪的含量的多少與肉質(zhì)性狀有著密切的關(guān)系。H-FABP基因是從腸細(xì)胞液成分中分離出來(lái)的小分子細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)，能特異的結(jié)合脂肪酸，可以將脂肪酸從細(xì)胞膜運(yùn)送到三酞甘油及磷脂的合成部位和進(jìn)行β一氧化的場(chǎng)所[1]，通過(guò)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)脂肪酸濃度來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)長(zhǎng)鏈脂肪酸和調(diào)節(jié)脂肪酸代謝平衡[2]，主要在骨骼肌、心肌和泌乳的乳腺中表達(dá)[3]。目前關(guān)于H-FABP基因的研究多集中于多態(tài)性、生產(chǎn)性狀與肉質(zhì)性能之間相關(guān)性與差異表達(dá)分析。本文綜述H-FABP基因在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用情況為生產(chǎn)實(shí)際提供理論參考。

1 H-FABP 基因的分子結(jié)構(gòu)及定位

H-FABP基因又稱FABP3，不同物種H-FABP基因都由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成，其間距大約為10bp，如圖1所示。外顯子1包含了所2有5’未翻譯序列，并編碼最初的24個(gè)氨基酸；外顯子2和3分別編碼59和34個(gè)氨基酸，外顯子4編碼最后的16個(gè)氨基酸和3’未翻譯的區(qū)域。在不同種物種之間H-FABP基因的編碼區(qū)有很高同源性，這不僅表現(xiàn)在所編碼的氨基酸上，還表現(xiàn)在其DNA序列上。在物種間外顯子具有高度的保守性，分別編碼了24、58、34和17個(gè)氨基酸，三個(gè)內(nèi)含子的大小分別為4.2、2.5和1.5kb，但內(nèi)含子在物種間的差異卻很大[4]。

不同物種間H-FABP基因定位于不同的染色體上，人類的H-FABP基因定位于1號(hào)染色體上[5]；豬的H-FABP基因定位于6號(hào)染色體上，擁有1.6kb的上游調(diào)控序列和0.2kb的3’非轉(zhuǎn)錄區(qū)，含有4個(gè)外顯子，分別轉(zhuǎn)錄含有24、58、17和17個(gè)氨基酸的多態(tài)片段[6]。鼠的H-FABP基因定位于4號(hào)染色體上[7]。雞的H-FABP基因定位于23號(hào)染色體上，牛定位于2號(hào)染色體上，都由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成。

2 H-FABP 基因遺傳多態(tài)性

Gerbens等[8]用PCR-RFLPs技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了位于5’上游區(qū)的1個(gè)多態(tài)位點(diǎn)HinfI-RFLP以及位于第二內(nèi)含子內(nèi)的2個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)HaeIII-RFLP和MspI-RFLP。張桂香等[9]運(yùn)用PCR-RFLP技術(shù)研究9個(gè)豬種（皖南花豬、二花臉豬、金華豬、小梅山豬、滇南小耳豬、香豬、榮昌豬、北京黑豬和大白豬）H-FABP基因5’-上游區(qū)和第二內(nèi)含子的遺傳變異發(fā)現(xiàn)，9個(gè)品種中都在5’-上游區(qū)驗(yàn)證了一個(gè)HinfI-RFLP多態(tài)性位點(diǎn)，而在內(nèi)含子發(fā)現(xiàn)了一個(gè)HaeIII-RFLP,但該多態(tài)性位點(diǎn)只存在于皖南花豬和大白豬中，另外還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的多態(tài)HinfI*酶切點(diǎn)，但在所有所測(cè)豬中并沒(méi)發(fā)現(xiàn)MspI-RFLP。曹紅鶴等[10]進(jìn)一步確定了3個(gè)酶切位點(diǎn)（5’-上游區(qū)HinfI-RFLP、內(nèi)含子2的HaeIII-RFLP和Hinf I*-RFLP）并對(duì)每個(gè)多態(tài)片段進(jìn)行克隆測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)，5c-上游區(qū)HinfI-RFLP是由于1324位的堿基發(fā)生了T到C的突變;在內(nèi)含子2中,Hae III-RFLP變異酶切位點(diǎn)在1811位,發(fā)生了C→G的突變引起;HinfI*-RFLP是由于1970位發(fā)生了T到C的堿基替換。朱弘焱等[11]檢測(cè)遼寧種豬（東北荷包豬、大白豬、長(zhǎng)白豬和杜洛克豬）H-FABP的多態(tài)性位點(diǎn)發(fā)現(xiàn)，HinfI和HaeIII酶切點(diǎn)都顯示多態(tài)性，且優(yōu)勢(shì)基因型分別為HH和dd型，其中分析荷包豬H-FABP基因5’-上游區(qū)和第二內(nèi)含子多態(tài)性，結(jié)果顯示H和d基因的頻率較高。周全勇等[12]運(yùn)用PCR-RFLP技術(shù)對(duì)玉山黑豬多態(tài)性進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，在HinfI位點(diǎn)上玉山黑豬H-FABP基因表現(xiàn)多態(tài)性，在HaeIII位點(diǎn)上為單一等位基因。

3 H-FABP 基因在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

3.1 H-FABP 基因在豬生產(chǎn)中的應(yīng)用

豬肌內(nèi)脂肪(intramuscularfat，IMF)含量是豬肉品質(zhì)的重要性狀之一。H-FABP基因作為IMF候選基因，其遺傳變異影響了豬肉肌肉脂肪含量及豬肉品質(zhì)。龐衛(wèi)軍等[13]對(duì)西部地區(qū)主要豬種和野豬的H-FABP基因研究表明，同一豬種的不通基因型間IMF含量存在差異，9種基因型對(duì)IMF含量均存在影響，HH>Hh>hh，DDHH，bb>Bb>BB，Aa>AA，DD>Dd>dd，在特定的群體中可將其作為影響肌內(nèi)脂肪含量的候選基因。呼紅梅等[16]研究發(fā)現(xiàn)，萊蕪豬和杜洛克豬肌肉H-FABP基因mRNA表達(dá)量與肌內(nèi)脂肪含量顯著正相關(guān)。許云賀等[17]的研究報(bào)道，H-FABP基因的不同基因型對(duì)肌肉脂肪和大理石花紋具有極顯著影響，其中Dd基因型肌肉脂肪含量顯著高于dd基因型，Dd基因型大理石花紋顯著高于DD基因型，其中H-FABP基因表達(dá)量與肌肉脂肪含量和大理石花紋呈顯著正相關(guān)。鉻元素的添加可以提高H-FABP基因的表達(dá)量，H-FABP基因多態(tài)性和鉻的交互作用對(duì)肉質(zhì)性狀有顯著的影響。任何一個(gè)性狀都是基因和環(huán)境互作的結(jié)果，這開(kāi)辟了遺傳和營(yíng)養(yǎng)互作的新道路，值得今后開(kāi)展更多的研究。

不同H-FABP基因的基因型對(duì)豬的生長(zhǎng)性能存在一定影響。劉劍鋒等[18]對(duì)中畜黑豬1系研究發(fā)現(xiàn)，在HinfI-RFLP位點(diǎn)上，HH和hh2種基因型間170日齡體重差異顯著，在其他位點(diǎn)上未發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)性能間的顯著差異。林萬(wàn)華等[19]的研究報(bào)道，20日齡的二花臉豬H-FABP基因，HH、Hh和hh3種基因型間體重差異顯著；在不同基因型間，每個(gè)日齡組的肌肉組織學(xué)性狀值表現(xiàn)為差異不顯著。曲亮等[20]的試驗(yàn)分析H-FABP基因的3個(gè)變異位點(diǎn)對(duì)胴體性狀的影響，結(jié)果顯示只有HinfI位點(diǎn)對(duì)蘇淮豬胴體性狀影響顯著，HH基因型個(gè)體的瘦肉率最高，hh基因型個(gè)體的背膘最厚；分析3個(gè)變異位點(diǎn)單倍體發(fā)現(xiàn)，HH-DD-AA型和HH-Dd-Aa型的瘦肉率超過(guò)60%，同時(shí)，hh-DD-AA型背膘最厚，瘦肉率最低，與HH-DD-AA相比，預(yù)示H等位基因能明顯提高瘦肉率等性狀。為提高胴體性狀，在育種工作中可以重點(diǎn)選留HH型個(gè)體繁殖后代。

3.2 H-FABP 基因在禽類生產(chǎn)中的應(yīng)用

王彥等[21]通過(guò)運(yùn)用PCR-RFLP技術(shù)分析雞的H-FABP基因發(fā)現(xiàn)在引物1260位點(diǎn)處有一個(gè)C到T的單堿基突變和在2765位點(diǎn)處的一個(gè)A到G的單堿基突變，產(chǎn)生了3種基因型：AA、AB、BB。結(jié)果在T260C位點(diǎn)上，所有雞的品種中AA基因型的IMF含量顯著高于BB基因型個(gè)體；而在不同品種中，AA和BB基因型只對(duì)封開(kāi)杏花雞和嶺南黃雞II號(hào)的IMF含量有顯著影響，對(duì)其他品種雞的IMF含量都無(wú)顯著影響。朱祥云等[22]以H-FABP為候選基因，運(yùn)用PCR-SSCP方法對(duì)6周零3個(gè)群體的北京鴨進(jìn)行SNP分析發(fā)現(xiàn)，H-FABP基因第3內(nèi)含子的第156個(gè)堿基處發(fā)生1個(gè)C到G的突變，該突變對(duì)Z4群體胴體質(zhì)量、皮脂質(zhì)量、皮脂率和全凈膛質(zhì)量有顯著影響，因此H-FABP基因可以作為北京鴨Z4群體屠宰性能的候選基因應(yīng)用于選育工作中。游小燕等[23]對(duì)雞的H-FABP基因采用PCR-SSCP研究推測(cè)，H-FABP基因很大程度上影響雞的屠宰性能或與控制屠宰性能的主基因連鎖。H-FABP基因多態(tài)性對(duì)IMF含量存在顯著影響，H-FABP基因mRNA表達(dá)水平對(duì)IMF含量也影響顯著。李文娟等[24]的研究表明，隨著雞日齡的增長(zhǎng)，H-FABP基因mRNA表達(dá)量顯著降低，且白萊航雞、北京油雞和AA雞群體的H-FABP基因mRNA表達(dá)水平與屠體重及IMF含量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)。屠云潔等[25]對(duì)鹿苑雞和隱性白羽雞H-FABP基因研究也發(fā)現(xiàn)H-FABP基因mRNA表達(dá)水平與IMF含量呈顯著負(fù)相關(guān)。而H-FABP基因mRNA表達(dá)水平受環(huán)境和個(gè)體因素的影響，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)綜合考慮。

3.3 H-FABP 基因在反芻動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

周國(guó)利等[26]對(duì)魯西黃牛H-FABP基因研究表明，BB基因型對(duì)牛肉嫩度的剪切力值有較大的影響，BB型所對(duì)應(yīng)的WBS值顯著高于AA和AB，而WBS值越高，肉質(zhì)性狀越差。AA、AB和BB3種基因型對(duì)大理石紋影響不顯著;為了加快肉牛肉品質(zhì)的遺傳發(fā)展，在育種工作中可以通過(guò)選擇A等位基因或純合子AA基因型個(gè)體作為輔助選擇的依據(jù)。余剛等[27]對(duì)陜北白絨山羊H-FABP基因研究發(fā)現(xiàn)，H-FABP基因外顯子2的第22位存在G到C的基因突變，造成的3種不同基因型對(duì)胴體性狀的影響。其中AA型個(gè)體具有顯著的脂肪沉積能力，AB型基因在胸圍等性狀上可能是有利基因型。曹健[28]對(duì)耗牛H-FABP基因研究得出，H-FABP突變影響甘南閹耗牛眼肌面積和胴體重。王蘭萍等[29]運(yùn)用PCR-SSCP技術(shù)對(duì)黃淮山羊H-FABP基因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，黃淮山羊只存在一個(gè)突變位點(diǎn)，其中兩個(gè)基因型GG和GC，GC型個(gè)體的IMF含量顯著高于GG，在背最長(zhǎng)肌、胸肌和腿肌間，GC型個(gè)體的IMF含量同樣顯著高于GG。由此可以推測(cè)GC基因型可能是黃淮山羊IMF含量性狀的有效標(biāo)記基因型。謝一妮[30]對(duì)4個(gè)成年山羊群體進(jìn)行H-FABP基因研究發(fā)現(xiàn)2個(gè)酶切點(diǎn)Hae III和SauI共得到6種基因型，其中B和D等位基因?yàn)閮?yōu)勢(shì)基因，對(duì)IMF含量有一定影響。陳春華等[31]對(duì)隴東地方牛和西雜肉牛作H-FABP基因分析發(fā)現(xiàn)了C1006G突變位點(diǎn)及基因型GG/GC/CC，其中GC和CC基因型對(duì)牛肉滴水損失有顯著影響。

4 小結(jié)

在對(duì)肉品質(zhì)要求不斷提高的今天，研究學(xué)者對(duì)H-FABP基因的研究熱度持續(xù)高漲。從目前的研究結(jié)果來(lái)看，前人研究主要集中在H-FABP基因5’上游區(qū)和第二內(nèi)含子區(qū)的突變位點(diǎn)，以及突變位點(diǎn)所造成的不同的基因型及基因頻率對(duì)動(dòng)物各種性能的影響，包括IMF含量，生產(chǎn)性能，胴體性狀，大理石花紋，剪切力、眼肌面積、背膘厚等。另外加上供試群體品種多樣以及對(duì)供試群體的選擇、樣本含量的大小存在的局限性，現(xiàn)今對(duì)候選基因內(nèi)多態(tài)性的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；需要后人前仆后繼，擴(kuò)大群體規(guī)模，聯(lián)合更多的相關(guān)候選基因和DNA標(biāo)記基因來(lái)進(jìn)行分析，尋求與動(dòng)物生產(chǎn)緊密連鎖的遺傳標(biāo)記，以便在動(dòng)物育種生產(chǎn)實(shí)踐的標(biāo)記輔助選擇中發(fā)揮遺傳改良作用。雖然，分子遺傳標(biāo)記已經(jīng)廣泛用于畜禽的育種工作中，為畜禽遺傳改良帶來(lái)了福音，但對(duì)H-FABP基因的研究方法普遍是進(jìn)行PCR-SSCP反應(yīng)或是PCR-RFLP反應(yīng),之后根據(jù)電泳圖譜中的條帶類型對(duì)所研究的試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行基因分型，然后再分析其基因型與某一性狀的遺傳相關(guān)性。研究方法仍然需要進(jìn)一步的創(chuàng)新和改進(jìn)，我們?nèi)杂写罅康墓ぷ餍枰^續(xù)開(kāi)展。

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