豬DECR1基因的研究進展及其對豬肉品質的影響

堵晶晶，張玉托，全 琪，羅 嘉，朱 礪*

(1.四川農業(yè)大學動物科技學院,四川 雅安 625014；2. 四川農業(yè)大學園藝學院,四川 雅安 625014)

隨著生活水平的不斷提高，人們對肉質要求也越來越高。豬肉品質很大程度上受到肌肉內脂肪組成比例和含量的影響[1]。線粒體2,4-雙烯酰輔酶A還原酶1(2,4-dienoyl-CoA reductase 1, DECR1)在脂類代謝中扮演重要角色[2]，隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)豬DECR1基因可能與豬脂肪沉積和肉質性狀有直接關系，極有可能成為影響豬肉性狀的主效基因或遺傳標記。因此，深入研究豬DECR1基因可為肉質研究帶來新的突破口，為生豬產業(yè)創(chuàng)造巨大的經濟利益。

1 豬DECR1基因的結構與定位

DECR1是多不飽和脂肪酸(PUFA)氧化分解途徑中的關鍵限速酶，在多不飽和脂酰基CoA β-氧化過程中起重要作用，可作為豬脂肪沉積和肉質性能的候選基因[3]。人DECR1與豬DECR1基因具有較高的同源性[4]，但與人DECR1基因位于8號染色體q21.3區(qū)域不同的是，豬DECR1基因位于4號染色體上q1.2區(qū)域[5-7]，其cDNA全長2 352 bp，包括987 bp的開放閱讀 框 (ORF)，53 bp的 5’ 非 翻 譯 區(qū)(UTR)和1 312 bp的3’-UTR；編碼328個氨基酸，預測其蛋白分子質量為35.43 ku，等電點為9.37[8]。同時，該基因包括1個啟動密碼子，1個終止密碼子，1個polyA加尾信號(AATAAA)，3個addl(ATTTA)基元。但截至目前，尚未見到對豬DECR1基因進行精確定位的報道。

2 豬DECR1基因的差異化表達

2.1 同一品種不同組織中的差異化表達

分析相應的mRNA和蛋白質相對表達量是研究目的基因的常用方法。豬DECR1基因是一個表達譜廣泛且組織間表達存在顯著差異的基因。李步高等[9]研究了馬身豬、大白豬不同組織中DECR1基因的表達，結果表明豬DECR1基因在各組織中都有表達，不同組織的表達量差異極顯著(P<0.01)，在脂肪、肝臟和小腸中呈高豐度表達。其中，肝臟的表達度最高，而在肺臟、胃與腎臟等組織中表達度相對較低。同時，史利華等[10]研究發(fā)現(xiàn)(如表1)，滇南小耳豬和藏豬的DECR1基因在脂肪組織(背膘和腹脂)中的表達量高于肌肉組織中的表達量。據此說明，豬DECR1基因在同一品種不同組織中的表達存在較大差異。

2.2 不同品種同一組織中的差異化表達

在生物進化過程中，地理環(huán)境差異往往會造成遺傳物質的差異化表達，DECR1基因作為一個影響肉質性狀的候選基因，在豬上差異化表達的研究報道較少。以大白豬和馬身豬作為實驗材料，用熒光定量PCR技術檢測DECR1基因在不同品種同一組織中的蛋白相對表達量，結果表明DECR1基因在大白豬皮下脂肪組織中表達量極顯著高于馬身豬(P<0.01)，而在小腸、脾臟、心臟中大白豬極顯著高于馬身豬[9]。其他實驗表明[10]，肌肉組織中的DECR1基因表達量：大約克夏豬>滇南小耳豬>藏豬，但差異不顯著；而腹脂中DECR1基因表達量：滇南小耳豬>藏豬>大約克夏豬，且差異顯著（P<0.05）。

2.3 同一組織的不同時段的差異化表達

劉海峰等[11]選擇豬前脂肪細胞誘導分化過程中的10個不同誘導分化時間點檢測了DECR1基因的mRNA表達量，結果顯示（如表2）：DECR1基因誘導分化后的表達量在48 h時達到最大值，而48 h之前呈現(xiàn)有波動的上升表達，48 h之后為波動式的下降表達。

3 豬DECR1基因的多態(tài)性與功能

3.1 豬DECR1基因的多態(tài)性

多態(tài)信息含量(PIC)是估計基因多態(tài)性的一個指標，PIC>0.5，為高度多態(tài)；0.25

目前，對DECR1基因的多態(tài)性研究主要集中在第2、第5、第6、第8外顯子。Amills等[12]擴增了DECRl基因幾乎全部編碼序列，包括外顯子2和10的937 bp片段，并通過對不同品種豬DECRl基因序列進行比對，結果發(fā)現(xiàn)，外顯子2處存在G/C多態(tài)性，該SNP編碼DECR1蛋白52號位的Val(C)-Leu(G)。李步高等[9]應用PCR-SSCP方法檢測了192頭山西白豬DECR1基因第5外顯子位點的多態(tài)性，其表現(xiàn)出3種不同基因型，表明該位點存在多態(tài)性。黃生強等以大白、長白和杜洛克為樣本，研究豬DECR1基因SNPs的篩選及其多態(tài)性分析時發(fā)現(xiàn)，第6外顯子有一個SNP無義突變位點，第8外顯子有一個SNP錯義突變位點且樣本豬群中均檢測到3種基因型(如表3)，表明樣本豬群在該位點存在豐富的遺傳多態(tài)性。

豬DECR1基因的多態(tài)性可能與生長性狀、肉質性狀等存在關聯(lián)性，因此深入研究其遺傳多態(tài)性顯得極為重要。

表1 豬DECR1基因在不同豬種不同組織的表達差異

表2 誘導分化過程中DECR1基因mRNA相對表達量的最小二乘值及多重比較

表3 DECR1基因Exon8突變位點的遺傳多態(tài)性

3.2 豬DECR1基因的功能

脂肪酸是肉質風味的影響因素之一，而在生物體內，飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸之間的轉變必須通過β-氧化途徑完成。作為不飽和脂肪酸β-氧化途徑降解中的關鍵限速酶，豬DECR1在線粒體內參與催化4-雙烯輔酶A轉變?yōu)?-單烯輔酶A的過程，使多不飽和脂肪酸獲得飽和而完成氧化作用，從而調節(jié)脂肪酸的沉積。同時，DECR1基因的5個高度保守的酸殘基中的1個可能是供體，它的高度表達可促進細胞內脂肪酸氧化。豬DECR1基因位于4號染色體上q1.2區(qū)域，該位置與影響豬胴體、生長及脂肪酸代謝的QTL可靠區(qū)域一致[13-14]，推測其可影響脂肪酸含量、pH、肉色等肉質性狀。醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)其酶活性的變化或缺失對人是致命的[15]。

DECR1基因的表達受到多種因素的調控，表達量變化幅度較大，目前尚未徹底掌握豬DECR1基因的作用機制。目前研究認為豬DECR1基因的主要功能是影響脂肪沉積和肉質性狀。

4 結語

隨著人們對豬肉品質與風味的追求，基因水平上的研究正逐漸成為尋找影響肉質因素新的突破口。目前，國內外對豬DECR1基因的研究正在不斷深入，但成果性報道較少。綜上所述，DECR1可能與豬脂肪沉積和肉質性狀有直接關系，極有可能成為影響豬肉性狀的主效基因或遺傳標記，深入研究豬DECR1基因可充分挖掘其潛在的、巨大的科研和經濟價值。

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