寧鄉(xiāng)豬線粒體DNA全基因組研究

許棟 曾勇波 曾青華 楊一帆 馬海明

摘? 要：本研究通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)法測(cè)定了寧鄉(xiāng)豬全線粒體基因組序列（GenBank收錄號(hào)：KF472178），結(jié)果表明，線粒體DNA的總長度為16 690 bp，其組成為34.70%A、25.81%T、26.18%C、13.30%G，均為富A+T （60.52%）。它包含了典型的線粒體DNA結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)核糖體RNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、22個(gè)轉(zhuǎn)移RNA基因和1個(gè)非編碼控制區(qū)域（D-loop區(qū)域）。這些基因的排列方式與長白豬相同。其中除了ND2、ND3、ND4L和ND5的起始密碼子是ATA，ND6是ATT，其他蛋白質(zhì)的起始密碼子均為ATG。寧鄉(xiāng)豬線粒體全基因組序列為進(jìn)一步研究其種質(zhì)特性遺傳機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：豬;線粒體DNA;聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

中圖分類號(hào)：S813.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-0769（2019）02-0026-03

寧鄉(xiāng)豬是我國著名的四大地方品種之一，原產(chǎn)于湖南省寧鄉(xiāng)縣的流沙河及草沖一帶，原名為流沙河豬或草沖豬。寧鄉(xiāng)豬的形成歷史悠久，寧鄉(xiāng)豬的特征是“絲頸葫蘆肚，耳薄嘴筒齊，稀毛現(xiàn)薄皮，魚尾后腳直，奶子一斬齊，四腳要撒蹄”、“烏云蓋雪銀頸圈”。其體型中等，體質(zhì)疏松細(xì)致，體軀呈圓筒狀，毛色為黑白花，四肢、肋腹及頸下部為白色，頭和臀部呈黑色。它與杜洛克豬等其他外來品種相比，具有抗逆性強(qiáng)和肉質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)。本研究首次測(cè)定了寧鄉(xiāng)豬的線粒體DNA全基因組序列，旨在為其種質(zhì)特性研究積累基礎(chǔ)資料，并為進(jìn)一步研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

1? 材料與方法

1.1 樣品采集

寧鄉(xiāng)豬采自湖南省寧鄉(xiāng)大龍畜牧科技有限公司，剪少量耳組織-20 ℃保存。

1.2 基因組DNA提取及序列分析軟件

基因組DNA提取按常規(guī)酚-氯仿法進(jìn)行，用24對(duì)引物進(jìn)行聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)增線粒體的完整基因組，DNA序列采用DNAStar.lasergene.v7.1軟件分析，利用tRNA scan-se1.21 Search Server軟件（lowe和eddy 1997）和DOGMA軟件（http：//dogma.ccbb.utexas.edu/） （Wyman等，2004）分析了線粒體DNA的基本組成和分布。

2? 結(jié)果與分析

寧鄉(xiāng)豬線粒體全基因組總長度為16 690 bp，基本組成為34.70%A、25.81%T、26.18%C、13.30%G和A+T（60.52%），包含了典型線粒體DNA結(jié)構(gòu)，包括2個(gè)核糖體RNA基因、13個(gè)蛋白質(zhì)編碼基因、22個(gè)tRNA基因和1個(gè)非編碼控制區(qū)域（D-loop區(qū)域）。這些基因的排列方式與長白豬相同。ND2、ND3、ND4L和ND5起始密碼子是ATA，ND6是ATT，其余是ATG（表1）。除3個(gè)tRNA基因（tRNAIle、tRNAAsp和tRNALeu）位于重鏈外，其他編碼基因都在輕鏈上。在所有這些基因中，有6個(gè)重疊，13個(gè)間隔長度為1 bp～41 bp。有4種類型的終止密碼子，即ND2基因?yàn)門AG，COX1、Atpase8、Atpase6、ND4L、ND5和ND6為TAA，ND1和Cytb為TGA，另外，COX2、COX3、ND3和ND4為一個(gè)不完全的終止密碼子。12S RNA和16S RNA基因分別為961 bp和1 570 bp，位于tRNALeu和tRNAPhe基因之間，并被tRNAVal基因分隔，結(jié)果與其他脊椎動(dòng)物相同。22個(gè)tRNA基因分布在RNA和蛋白質(zhì)編碼基因中，長度在59 bp～75 bp之間。非編碼區(qū)是輕鏈復(fù)制的起點(diǎn)，位于tRNAAsn和tRNACys基因之間，長度為32 bp，可能與折疊成穩(wěn)定的莖環(huán)二級(jí)結(jié)構(gòu)有關(guān)。線粒體基因組的D環(huán)有一個(gè)重復(fù)區(qū)域（210 bp）。

3? 討論

線粒體是“細(xì)胞的能量工廠”，內(nèi)共生學(xué)說認(rèn)為在遠(yuǎn)古真核細(xì)胞吞噬細(xì)菌后，經(jīng)長期的共生進(jìn)化，最終演變形成線粒體，線粒體DNA呈母系遺傳方式，在極少數(shù)情況下，線粒體可以同時(shí)來自父親和母親。據(jù)我們研究，沙子嶺豬和大圍子豬的線粒體DNA大小為16 690 bp，與寧鄉(xiāng)豬的線粒體大小完全相同，這幾個(gè)豬種同為湖南省特有品種，而滇南小耳豬線粒體DNA大小為16 720 bp，滇南小耳豬為云南的特有品種，這也反映了豬線粒體基因組大小與生態(tài)類型有關(guān)，其具體機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。