豬IGFBP2基因多態(tài)性及其與胴體、肉質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)分析

楊 華，徐 珍，左 波*

（1． 湖北省生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，農(nóng)業(yè)部動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室，農(nóng)業(yè)部豬遺傳育種重點實驗室，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430070；2．湖北省畜禽育種中心，湖北武漢 430070）

豬IGFBP2基因多態(tài)性及其與胴體、肉質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)分析

楊 華1,2，徐 珍1，左 波1*

（1． 湖北省生豬健康養(yǎng)殖協(xié)同創(chuàng)新中心，農(nóng)業(yè)部動物遺傳育種與繁殖教育部重點實驗室，農(nóng)業(yè)部豬遺傳育種重點實驗室，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，湖北武漢 430070；2．湖北省畜禽育種中心，湖北武漢 430070）

本研究旨在調(diào)查豬胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白2基因（IGFBP2）潛在的變異與胴體性狀和肉質(zhì)性狀之間的關(guān)系。IGFBP2是IGFBPs家族的一員，定位在豬15號染色體上。本研究利用PCR-MspⅠ-RFLP方法對該基因第二內(nèi)含子g．171C＞T（GenBank Accession No． BV727778）進行了單核苷酸多態(tài)性（SNP）檢測，在382頭大白×梅山豬F2代豬群體中關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該位點與背膘厚、眼肌高、眼肌寬、骨率等性狀呈極顯著相關(guān)（P＜0．01），與眼肌面積、肥肉率、瘦肥比、花油、色值（LD）和色值（BF）等性狀呈顯著相關(guān)（P＜0．05）。結(jié)果表明IGFBP2基因型與胴體和肉質(zhì)性能存在一定程度的顯著關(guān)聯(lián)，是潛在的影響豬胴體和肉質(zhì)性狀的候選基因。

IGFBP2；多態(tài)性；胴體性狀；肉質(zhì)性狀；關(guān)聯(lián)分析；豬

隨著城鄉(xiāng)居民生活水平的提高，豬肉消費已經(jīng)從量的需求向質(zhì)的方向轉(zhuǎn)變，高品質(zhì)肉質(zhì)需求已成為生產(chǎn)者和育種者追求的重要目標之一。分子標記輔助選擇在豬育種中得到越來越廣泛的應(yīng)用，發(fā)掘并鑒定與豬胴體和肉質(zhì)等重要經(jīng)濟性狀的分子標記是實現(xiàn)分子標記輔助選擇的前提和基礎(chǔ)。

IGFBP2是 IGFBPs 家族的重要成員之一，具有廣泛的生物學(xué)功能 ，它能調(diào)節(jié)IGFs、TGFβ等生長因子的生物活性， 還可能擁有自己的特異性受體直接發(fā)揮調(diào)節(jié)作用[1]。有關(guān)研究報道，家畜的IGFBP2基因與一些胴體和身體組成性狀有關(guān)聯(lián)[2-4]。豬15號染色體上IGBFP2基因所在區(qū)域內(nèi)存在一些顯著影響肉質(zhì)性狀的QTL位點[5-6]。Ewards等[7]在MSU杜洛克×皮特蘭F2代資源群體中也發(fā)現(xiàn)了影響肉色和嫩度的幾個重要的QTL位點在15號染色體上。Wang等[4]通過PCR-SSCP方法分析IGFBP2基因多態(tài)性與豬生產(chǎn)性能的關(guān)系，結(jié)果表明在藍塘豬和長白豬雜交群體中，IGFBP2基因型與宰前體重、臀部背膘、骨率、肋骨數(shù)和體長等性狀關(guān)聯(lián)，不同IGFBP2單倍型與肉色和大理石花紋有關(guān)。在雜交野豬×大白豬中有一個重要的QTL位點在15號染色體上影響日增重等性狀[8]，Prasongsook等[9]在密歇根州立大學(xué)杜洛克和皮特蘭F2代豬資源群體中研究發(fā)現(xiàn)，IGFBP2基因多態(tài)性與生長、胴體和肉質(zhì)性狀的相關(guān)性。因此，將IGFBP2作為候選基因研究其多態(tài)性與性狀的相關(guān)性有重要的意義。

1 材料與方法

1．1 實驗豬群及性狀測定 實驗樣品采集于2000年、2003年和2004年大白×梅山豬F2代豬群?；蚪MDNA由農(nóng)業(yè)部豬遺傳育種重點實驗室提取，于-20℃保存，豬群性狀測定方法屠宰后根據(jù)《種豬測定原理與方法》進行。

1．2 引物設(shè)計及PCR擴增 根據(jù)已發(fā)表的IGFBP2基因的序列 （GenBank Accession No．BV727778）， 采用Primer 5．0 設(shè)計 1 對引物，引物由上海生物工程技術(shù)服務(wù)有限公司合成，目的片段大小為 245 bp。 引物（ P1） 序列為F:5′- GGTCTGATTGGAGGGGTGT -3′；R :5′-AGCCAAGGAGAAATGTGAAGG -3′。

PCR擴增反應(yīng)總體積為10．0 μL：DNA模板0．5 μL，2×Taq PCR Mix 5．0 μL，ddH2O 4．0 μL，正、反向引物（10 μmol/L）各0．25 μL 。

PCR反應(yīng)程序：94℃預(yù)變性4 min；94℃變性40 s，56．1℃退火25 s，72℃延伸30 s，共35個循環(huán)；最后72℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物于1．5%瓊脂糖凝膠電泳檢測，以3 μL DNA Marker DL2000作為參照。電泳結(jié)束后，利用凝膠成像系統(tǒng)觀察擴增結(jié)果。1．3 PCR-RFLP檢測方法進行多態(tài)性驗證 首先利用設(shè)計好的分型引物進行PCR，然后利用限制性內(nèi)切酶進行酶切。PCR產(chǎn)物酶切反應(yīng)體積為20 μL，其中1×Buffer 2 μL，限制性內(nèi)切酶1 μL（5 U），ddH2O 7 μL，PCR產(chǎn)物10 μL，將樣品混勻后離心，37℃酶切20 min。酶切產(chǎn)物用2．5%瓊脂糖凝膠電泳檢測，凝膠成像系統(tǒng)成像，記錄基因型。

1．4 統(tǒng)計分析

1．4．1 數(shù)據(jù)校正 校正方法參照王林云[10]方法執(zhí)行。校正公式為：

其中，x為觀察值，m為該性狀的最優(yōu)值，k為常數(shù)，xt為校正值。如豬肉的pH正常在6．1～6．4，可設(shè)m= 6．25，k=10。

1．4．2 統(tǒng)計分析 采用SAS 統(tǒng)計軟件（SAS Institute Inc，Version 8．0）GLM 程序?qū)Υ竺啡后w2000年、2003年和2004年F2代個體進行單標記方差分析，同時采用REG 程序計算基因加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)，并進行顯著性檢驗，所采用模型為：

其中，Yijkl為性狀表型值，μ為平均值，Gi為基因型效應(yīng)（包括基因加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)；加性效應(yīng)用-1、0 和1 分別代表純合子AA、雜合子AG和純合子GG基因型，顯性效應(yīng)用1和-1分別代表純合子AA和GG、雜合子AG基因型）；Sk、Yl、Fj為固定效應(yīng)，分別為性別、年度、家系效應(yīng)，bijkl為分析性狀對屠宰體重的回歸系數(shù)，Xijkl為屠宰體重，eijkl為殘差效應(yīng)。實驗結(jié)果表示為平均值±標準誤。

2 結(jié) 果

2．1 豬IGFBP2基因內(nèi)含子2位點g．171C＞T的MspⅠ-RFLP分型 豬IGFBP2基因內(nèi)含子2存在1個C-T堿基突變，并引起了MspⅠ酶切位點的改變，其中AA基因型有245 bp1條帶，GG基因型有190 bp和55 bp2條帶，AG基因型有245 bp、190 bp和55 bp3條帶，酶切分型結(jié)果見圖1。

圖1 IGFBP2基因MspⅠ-RFLP酶切分型結(jié)果

2．2IGFBP2基因型頻率的檢測結(jié)果 利用PCRMspⅠ-RFLP 技術(shù)對IGFBP2基因多態(tài)性進行檢測，在大梅F2代豬群中檢測到3種基因型，對各基因型頻率進行統(tǒng)計，結(jié)果如表1 所示。

表1 IGFBP2基因內(nèi)含子2MspⅠ酶切位點在大白×梅山F2代群體中的多態(tài)性

2．3 豬IGFBP2基因型與胴體和肉質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)分析 如表2所示，IGFBP2基因與胴體性狀平均背膘厚、眼肌高、眼肌寬和骨率等呈極顯著相關(guān)（P＜0．01），與眼肌面積、肥肉率、瘦肥比和花油等胴體性狀呈顯著相關(guān)（P＜0．05），且在平均背膘厚中加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)達到極顯著水平（P＜0．01），在瘦肉率中加性效應(yīng)達到顯著水平（P＜0．05），在骨率、板油和花油中顯性效應(yīng)達到顯著水平（P＜0．05）。

如表3所示，在肉質(zhì)性狀關(guān)聯(lián)分析中IGFBP2與色值（LD）和色值（BF）呈顯著相關(guān)（P＜0．05），其中色值（LD）、大理石評分（LD）、大理石評分（BF）、肌內(nèi)脂肪和pH（SC）加性效應(yīng)達到顯著水平（P＜0．05），在失水率、系水力和大理石評分（BF）的顯性效應(yīng)達到顯著水平（P＜0．05），pH（BF）和pH（SC）顯性效應(yīng)達到極顯著水平（P＜0．01）。

表2 IGFBP2基因內(nèi)含子2MspⅠ酶切位點的多態(tài)性與胴體性狀關(guān)聯(lián)分析

表3 IGFBP2基因內(nèi)含子2MspⅠ酶切位點的多態(tài)性與與肉質(zhì)性狀的關(guān)聯(lián)分析

3 討 論

本研究通過RCR-MspⅠ-RFLP方法在383頭大梅F2代豬群體中檢測了IGFBP2內(nèi)含子2位點g．171C＞T位點，關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示IGFBP2基因與胴體性狀和肉質(zhì)性狀呈顯著相關(guān)。這與Wang等[4]在藍塘豬和長白豬雜交群體的IGFBP2基因型與胴體性狀相關(guān)的結(jié)果一致，但與密歇根州立大學(xué)杜洛克和皮特蘭雜交豬群體資源的IGFBP2基因型與肉質(zhì)性狀相關(guān)、與胴體性狀不相關(guān)[9]的結(jié)果不一致，主要原因可能是：一是試驗豬種不同，3組研究所用的實驗豬種差異較大，沒有共同豬種；二是實驗群體數(shù)的差異以及群體是否具有代表性都會引起統(tǒng)計學(xué)結(jié)果的改變，藍塘豬和長白豬雜交群體樣本數(shù)是113頭，杜洛克和皮特蘭雜交豬群體樣本數(shù)是408頭；三是測定性狀不同，3組研究測定的胴體性狀指標均不同，賦值標準不一，可比性減弱；四是測定指標方面存在差異，本研究和Wang等[4]研究在國內(nèi)現(xiàn)行性能測定上是統(tǒng)一標準，也在某種程度上表明了中外在測定方式方法、操作以及儀器設(shè)備等方面可能存在一些差異。

對胴體性狀來說，AG基因型個體的平均背膘厚、眼肌面積、眼肌高、瘦肥比均極顯著高于AA和GG基因型個體，而眼肌寬、肥肉率和花油顯著低于AA和GG基因型個體；GG基因型的骨率顯著高于AA和AG基因型個體，因此AG基因型是優(yōu)勢基因型。對肉質(zhì)性狀來說，AA基因型個體的色值顯著高于AG和GG基因型個體， AA基因型是優(yōu)勢基因型。綜合以上分析，可以初步推斷IGFBP2基因可作為胴體和肉質(zhì)性狀的候選基因進行研究。

4 結(jié) 論

本實驗對IGFBP2基因內(nèi)含子2在大梅F2代資源群體的多態(tài)性及其與胴體性狀和肉質(zhì)性狀分析，結(jié)果顯示多個胴體和肉質(zhì)性狀在不同基因型間均存在顯著差異。因此，可以認為IGFBP2基因是影響豬胴體和肉質(zhì)的潛在候選基因，育種者和生產(chǎn)者可以根據(jù)群體的選擇目標來篩選其等位基因。

[1] Slootweg M C, Ohlsson C, Salles J P,et al. Ⅰnsulinlike growth factor binding proteins-2 and -3 stimulate growth hormone receptor binding and mitogenesis in rat osteosarcoma cells[J]. Endocrinology, 1995, 136(10): 4210-4217.

[2] Li Z H, Li H, Zhang H,et al. Ⅰdentification of a single nucleotide polymorphism of the insulin-like growth factor binding protein 2 gene and its association with growth and body composition traits in the chicken[J]. J Anim Sci, 2006, 84(11): 2902-2906.

[3] Pagan M J. Evaluation of serum insulin-like growth factor binding proteins and the insulin-like growth factor binding protein-2 locus for potential associations with growth, carcass merit and meat quality in beef cattle[D]. PhD Diss. East Lansing, USA: Michigan State University, 2002.

[4] Wang W, Meng Q, Hu X,et al. Chromosome location and association of haplotypes of insulin-like growth factor binding protein-2 with production performance in swine[J]. Biochem Genet, 2008, 46(7-8): 381-391.

[5] Malek M, Dekkers J C, Lee H K,et al. A molecular genome scan analysis to identify chromosomal regions inf l uencing economic traits in the pig. ⅠⅠ. Meat and muscle composition[J]. Mamm Genome, 2001, 12(8): 637-645.

[6] Rohrer G A, Thallman R M, Shackelford S,et al. A genome scan for loci af f ecting pork quality in a Duroc-Landrace F population[J]. Anim Genet, 2006, 37(1): 17-27.

[7] Edwards D B, Ernst C W, Raney N E,et al. Quantitative trait locus mapping in an F2 Duroc × Pietrain resource population: ⅠⅠ. Carcass and meat quality traits[J]. J Anim Sci, 2008, 86(2): 254-266.

[8] Knott S A, Marklund L, Haley C S,et al. Multiple marker mapping of quantitative trait loci in a cross between outbred wild boar and large white pigs[J]. Genetics, 1998, 149(2): 1069-1080.

[9] Prasongsook S, Choi Ⅰ, Bates R O,et al. Association ofⅠnsulin-like growth factor binding protein 2 genotypes with growth, carcass and meat quality traits in pigs[J]. J Anim Sci Technol, 2015, 57:31.

[10] 王林云. 某些肉質(zhì)性狀觀察值的校正方法[J]. 畜牧與獸醫(yī), 1995, 27(1):19.

Polymorphism ofΙGFBP2Gene and Ιts Association with Carcass and Meat Quality Traits in Pigs

YANG Hua1,2, XU Zhen1, ZUO Bo1*
(1. The Cooperative Ⅰnnovation Center for Sustainable Pig Production of Hubei Province, Key Laboratory of Swine Genetics and Breeding, Ministry of Agriculture & Key Laboratory of Agricultural Animal Genetics, Breeding and Reproduction, Ministry of Education, College of Animal Science and Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Hubei Wuhan 430070, China; 2. Livestock and Poultry Breeding Center of Hubei Province, Hubei Wuhan 430070, China)

This study was conducted to investigate the potential association of variation in the insulin-like growth factor binding protein 2 (ⅠGFBP2) gene with carcass and meat quality traits in pigs.ⅠGFBP2is a member of ⅠGFBP family, maps to chromosome 15. PCR-MspⅠ - RFLP method was used to detect the SNP g.171C＞T (GenBank Accession No. BV727778) at the second intron in Large White × Mei Shan F2population (n=382). This SNP was significantly associated with back fat thickness, loin eye height, eye muscle width, bone percentage, and other traits (P＜0.01), and was signif i cantly associated with eye muscle area, fat percentage and the ratios of fat to lean, fl ower fat, color value (LD) and color value (BF) (P＜0.05). These results suggested thatⅠGFBP2as a potential candidate gene af f ects on carcass and meat traits.

ⅠGFBP2; Polymorphism; Carcass traits; Meat quality traits;Association analysis; Pig

S828.2

A

10.19556/j.0258-7033.2017-03-025

2016-10-25；

2016-11-02

國家科技支撐計劃資助（2014BAD20B01）；湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心創(chuàng)新團隊資助

楊華（1983-），女，河南南陽人，碩士，主要從事家畜品種改良技術(shù)推廣應(yīng)用以及飼草料研究，E-mail: yanghua_1983@163．com

* 通訊作者：左波（1978-），男，山東鄒平人，博士生導(dǎo)師，主要研究方向為豬遺傳育種，E-mail: zuobo@mail．hzau．edu．cn