豬IGF2基因多態(tài)性研究

武建亮，徐 利，盧紀(jì)和，孟慶利，馬小軍，周海深，王麗麗

（北京養(yǎng)豬育種中心，北京 100194）

豬IGF2基因多態(tài)性研究

武建亮，徐 利，盧紀(jì)和，孟慶利，馬小軍，周海深，王麗麗

（北京養(yǎng)豬育種中心，北京 100194）

該研究分析了豬胰島素樣生長(zhǎng)因子2（IGF2）基因內(nèi)含子3的3 072位點(diǎn)在大白、長(zhǎng)白、杜洛克3個(gè)品種中的多態(tài)性，并分析不同基因型與100 kg體重日齡和背膘厚的關(guān)系。結(jié)果表明，在3個(gè)品種中均存在A、G基因型，且A基因型為優(yōu)勢(shì)基因型。3個(gè)品種中A基因型個(gè)體背膘厚顯著低于G基因型個(gè)體（P＜0.05），而不同基因型間100 kg體重日齡無顯著差異。結(jié)果提示IGF2可作為脂肪沉積的候選基因應(yīng)用于標(biāo)記輔助選擇。

豬；IGF2基因；多態(tài)性；背膘厚

胰島素樣生長(zhǎng)因子2基因（Insulinlike Growth Factor-2，IGF2），是最早發(fā)現(xiàn)的內(nèi)源性印跡基因，其表達(dá)、調(diào)控不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。IGF2是一種多功能細(xì)胞增殖調(diào)控因子，對(duì)細(xì)胞的分化、增殖、胚胎的生長(zhǎng)發(fā)育具有重要作用。IGF2是一種促細(xì)胞分裂多肽，也被稱為生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素A，參與生長(zhǎng)激素發(fā)揮作用，刺激培養(yǎng)細(xì)胞生長(zhǎng)，在哺乳動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中起著重要作用。有研究表明，在歐洲野公豬與大白豬的雜交后代以及皮特蘭與大白豬的雜交后代中存在一個(gè)影響豬肌肉生長(zhǎng)和脂肪沉積的QTL，為父源表達(dá)，并定位在豬2號(hào)染色體短臂末端IGF2基因座上[1-4]。近來發(fā)現(xiàn)，IGF2基因內(nèi)含子3的3 072位點(diǎn)的G→A單堿基突變正好位于高度保守的調(diào)控區(qū)域，影響豬骨胳中IGF2的表達(dá)，并且對(duì)出生后的肌肉形成起重要作用，該G→A突變與瘦肉率存在相關(guān)性，使得豬瘦肉量增加3%～4%[5]。許多研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，IGF2基因還與豬的初生重、生長(zhǎng)速度、背膘厚、瘦肉率等重要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)[6-8]。本研究以大白、長(zhǎng)白、杜洛克為研究對(duì)象，分析IGF2基因不同基因型與生長(zhǎng)速度、背膘厚的關(guān)系，旨在為豬生長(zhǎng)和肉質(zhì)性狀標(biāo)記輔助選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

在北京養(yǎng)豬育種中心的下屬豬場(chǎng)采集了大白、長(zhǎng)白、杜洛克3個(gè)品種共600頭母豬的耳組織，放入75%的酒精中于-20 ℃保存。同時(shí)收集豬只的背膘厚和100 kg體重日齡等生長(zhǎng)性狀相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)。DNA提取試劑盒、PCR相關(guān)試劑、內(nèi)切酶、Marker、瓊脂糖、TAE緩沖液等購(gòu)自TAKARA公司。

1.2 DNA提取

按照DNAiso Reagent試劑盒說明書提取DNA，-20 ℃保存。

1.3 PCR反應(yīng)

根據(jù)GenBank中檢索到的豬IGF2基因（序列號(hào)：AY242109）DNA序列，用Primer 3.0軟件在IGF2 intron3 G3072A位點(diǎn)附近設(shè)計(jì)引物。IGF2引物序列：F-5’-CGGACCGAGCCAGGGACGA-3’；R-5’-GCCGGCTGGAAGGGAGGAA-3’。

IGF2基因PCR擴(kuò)增采用的25 μL反應(yīng)體系為：2×Taq PCR Mastermix 12.5 μL，引物各0.5 μL(10 μM)，DNA 1.0 μL和水。PCR擴(kuò)增的反應(yīng)條件： 94 ℃變性4 min，35次循環(huán)(94 ℃，30 s；54.5 ℃，30 s；72 ℃，30 s)，72 ℃延伸5 min。

1.4 多態(tài)性檢測(cè)

PCR產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)合格后直接測(cè)序，序列通過MEGA v4.0軟件進(jìn)行比對(duì)，確定檢測(cè)個(gè)體IGF2的基因型。

1.5 數(shù)據(jù)分析

100 kg體重日齡和背膘厚指豬只在85～135 kg范圍內(nèi)實(shí)際稱重并用ALOKA 500型B超儀測(cè)量的倒數(shù)第三、第四肋骨間的背膘厚，根據(jù)《全國(guó)種豬遺傳評(píng)估方案（試行）》提供的校正公式校正后的100 kg體重日齡和背膘厚。

IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型對(duì)背膘厚和100 kg體重日齡的影響用SPSS 17.0軟件中的一般線性模型（GLM）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，GLM為：

2 結(jié)果與分析

2.1IGF2基因多態(tài)性檢測(cè)及基因型頻率

根據(jù)序列比對(duì)結(jié)果，在所檢測(cè)的個(gè)體中在IGF2基因第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)存在A和G兩種基因型。根據(jù)IGF2基因不同基因型在各品種中的檢出個(gè)數(shù)，計(jì)算其基因型頻率，結(jié)果見表1。

表1 IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型頻率

2.2IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型與背膘厚的關(guān)系

IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型對(duì)背膘厚的影響見表2。IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型的背膘厚在大白、長(zhǎng)白和杜洛克3個(gè)品種中均表現(xiàn)為G型顯著高于A型（P＜0.05）。就同一基因型而言，大白和長(zhǎng)白、長(zhǎng)白和杜洛克間均無顯著差異，大白和杜洛克間差異顯著（P＜0.05）。

表2 IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型對(duì)背膘厚的影響 mm

2.3IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型與100 kg體重日齡的關(guān)系

IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型對(duì)100 kg體重日齡的影響見表3。IGF-2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型的100 kg體重日齡在大白、長(zhǎng)白和杜洛克3個(gè)品種中均無顯著差異。就IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)同一基因而言，大白和長(zhǎng)白豬間的100 kg體重日齡差異不顯著，杜洛克與其他兩個(gè)品種的100 kg體重日齡差異顯著（P＜0.05）。

表3 IGF2第三內(nèi)含子3 072位點(diǎn)不同基因型對(duì)100 kg體重日齡的影響 d

2.4 豬100 kg體重日齡和背膘厚的差異性分析

豬100 kg體重日齡和背膘厚在不同品種、IGF-2不同基因型之間存在一定的差異，該研究通過建立一般線性模型進(jìn)行方差分析剖析了差異的來源，結(jié)果見表4。建立的一般線性模型對(duì)于豬不同品種、IGF-2不同基因型之間的100 kg體重日齡和背膘厚的分析是適宜的（P＜0.01），其校正的R2統(tǒng)計(jì)量分別為0.012和0.131，品種差異顯著（P＜0.05），IGF2不同基因型對(duì)豬100 kg體重日齡沒有顯著效應(yīng)，而對(duì)背膘厚有顯著效應(yīng)（P＜0.05）。說明豬背膘厚的差異主要來源于不同基因型和品種的差異。

表4 豬100 kg體重日齡和背膘厚的差異性分析

3 討論

3.1IGF2基因多態(tài)性分析

IGF2基因多態(tài)性研究已經(jīng)成為豬育種實(shí)踐應(yīng)用中關(guān)注的焦點(diǎn)。Knoll等[9]通過連鎖分析，確定了豬IGF2基因內(nèi)含子2中有G→A轉(zhuǎn)換的單核苷酸多態(tài)性，這一轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了NciⅠ限制性酶切位點(diǎn)的改變。有研究進(jìn)一步分析了這一單核苷酸多態(tài)性在長(zhǎng)白、大白、杜洛克豬和皮特蘭4個(gè)品種中的分布情況[2，10]。劉桂蘭等[11]對(duì)大白×梅山豬F2代資源家系群體的IGF2基因第8內(nèi)含子的研究中，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)等位基因頻率差異較大的NciⅠ酶切位點(diǎn)。薛慧良等[12]對(duì)豬IGF2基因外顯子8進(jìn)行了PCR-SSCP檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)單核苷酸C→T轉(zhuǎn)換。有研究發(fā)現(xiàn)豬IGF2基因內(nèi)含子3的3 072位點(diǎn)的存在G→A單堿基突變[5]。本研究在大白、長(zhǎng)白和杜洛克3個(gè)品種中發(fā)現(xiàn)在第3內(nèi)含子3 072位點(diǎn)均存在A和G兩種基因型，且A等位基因?yàn)閮?yōu)勢(shì)等位基因。這一結(jié)果與虞德兵等[13]、Yang等[14]分析這一多態(tài)性在長(zhǎng)白、大白、長(zhǎng)×大雜交豬及二花臉等中國(guó)地方品種中的分布情況相符，即A等位基因在長(zhǎng)白和大白豬群體中為優(yōu)勢(shì)等位基因。

3.2IGF2基因多態(tài)性與100 kg體重日齡的關(guān)系

本研究結(jié)果表明IGF2第3內(nèi)含子G3 072A多態(tài)性在大白、長(zhǎng)白和杜洛克3個(gè)品種的100 kg體重日齡均無顯著相關(guān)。而林長(zhǎng)光等[7]研究表明大白和長(zhǎng)白豬中該位點(diǎn)AA基因型個(gè)體比GA和GG基因型個(gè)體生長(zhǎng)速度快，等位基因A對(duì)豬的生長(zhǎng)具有正效應(yīng)。Kolaríková等[10]對(duì)大白豬群體IGF2基因內(nèi)含子2的研究結(jié)果表明，不同基因型對(duì)日增重?zé)o顯著相關(guān)性。而薛慧良等[12]、Magri等[15]和Grrard[16]等的研究表明在IGF2基因外顯子8上檢測(cè)到的多態(tài)性位點(diǎn)基因型間初生重差異顯著。

3.3IGF2基因多態(tài)性與背膘厚的關(guān)系

在諸多研究中均表明IGF2基因中不同位點(diǎn)的多態(tài)性與豬的背膘厚、瘦肉率等肉質(zhì)性狀存在相關(guān)性。如IGF2基因內(nèi)含子8上NciI多態(tài)性位點(diǎn)的不同基因型間脂肪沉積和瘦肉量存在差異顯著[11]。IGF2基因內(nèi)含子7上多態(tài)性位點(diǎn)的基因型間背膘厚及瘦肉率有著顯著差異顯著[17]。IGF2基因外顯子8上檢測(cè)到的多態(tài)性位點(diǎn)不同基因型間6月齡背膘厚的差異顯著[12]。IGF2基因內(nèi)含子3的3 072位點(diǎn)G→A多態(tài)性與豬瘦肉率存在相關(guān)性，A型個(gè)體的瘦肉率比G型個(gè)體高3%～4%[5]。同時(shí)有研究表明這一變異對(duì)梅山×歐洲白豬雜交后代個(gè)體的背膘厚有顯著影響[18]。相關(guān)研究還表明A基因型個(gè)體的在臀部、胸腰部和第6～7肋處的膘厚比G型個(gè)體要薄[13]。本研究分析表明IGF-2基因第3內(nèi)含子G3 072A多態(tài)性與在大白、長(zhǎng)白、杜洛克3個(gè)品種的背膘厚間存在顯著差異，且A基因型個(gè)體背膘厚顯著低于G基因型個(gè)體，這與Laere等、Jungerius等、虞德兵等研究結(jié)果相一致。表明在選種、育種實(shí)踐過程中，IGF2基因可作為脂肪沉積的候選基因應(yīng)用于標(biāo)記輔助選擇，選擇帶有A等位基因的個(gè)體有望降低后代的背膘厚、提高胴體瘦肉率，改善豬肉品質(zhì)，加快育種進(jìn)程。

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2016-12-26）

北京三元種業(yè)科技股份有限公司自立課題，課題編號(hào)：SYZYZ20130015

武建亮，男，博士，從事種豬生產(chǎn)與管理工作，E-mail：wwwjl1617@163.com