利用表達(dá)譜芯片技術(shù)研究中外豬種不同時(shí)期肌肉組織中的表達(dá)差異基因.pdf

1、豬肉對(duì)于人類是非常重要的動(dòng)物蛋白來(lái)源，同時(shí)，豬作為研究人類健康問(wèn)題的一種模式動(dòng)物，與人具有非常高的同源性。因此了解豬肌肉的生長(zhǎng)和發(fā)育對(duì)于肉類生產(chǎn)科學(xué)和人類醫(yī)學(xué)研究都具有相當(dāng)重要的意義。
　　 骨骼肌是動(dòng)物體內(nèi)最為豐富的組織，其生長(zhǎng)發(fā)育的相關(guān)性狀是肉用家畜最重要的性狀。本試驗(yàn)選用生長(zhǎng)速度快但肉質(zhì)相對(duì)較差的約克夏豬和生長(zhǎng)速度慢但肉質(zhì)較好的梅山豬作為試驗(yàn)動(dòng)物，采用芯片技術(shù)方法，探討了生長(zhǎng)日齡分別為胚胎期65天，出生后3天，出生后60天

2、和出生后120天的約克夏豬和梅山豬之間背最長(zhǎng)肌基因表達(dá)差異的變化。為了研究中外豬種肌肉品質(zhì)性狀形成的分子機(jī)制我們做了如下研究：
　　 1、應(yīng)用含23937條探針的的Affymetrix豬全基因組寡聚核苷酸芯片檢測(cè)12頭約克夏豬和12頭梅山豬在胚胎期65天，出生后3天，出生后60天和出生后120天背最長(zhǎng)肌差異基因。通過(guò)多重比較，篩選出有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的差異表達(dá)的相關(guān)基因(P<0.01)。經(jīng)過(guò)SAM檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，在胚胎期65天時(shí)間點(diǎn)，

3、有1495探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，其中對(duì)應(yīng)195個(gè)已知基因；有626探針組在大約克豬中表達(dá)上調(diào)，對(duì)應(yīng)44個(gè)已知基因。在出生3天時(shí)間點(diǎn)，有867探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，其中對(duì)應(yīng)了81個(gè)已知基因；有559探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，其對(duì)應(yīng)了90個(gè)已知的基因。在出生60天時(shí)間點(diǎn)，存在1617探針組在梅山豬中表達(dá)上調(diào)，對(duì)應(yīng)了125個(gè)已知基因；有927探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，對(duì)應(yīng)了174個(gè)已知的基因。在出生120天時(shí)間點(diǎn)，

4、有287探針組在梅山豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，對(duì)應(yīng)了25個(gè)已知的基因；而存在432探針組在大約克豬中呈現(xiàn)表達(dá)上調(diào)，對(duì)應(yīng)了76個(gè)已知的基因。比較四個(gè)時(shí)期基因的差異表達(dá)情況，發(fā)現(xiàn)胚胎期65日齡和生后60日齡的差異表達(dá)基因是最多的，生后120日齡的差異表達(dá)基因是最少的。因此胚胎期和生后60日齡為兩個(gè)品種肌肉品質(zhì)性狀差異形成的主要時(shí)期。
　　 2、對(duì)所有得到的芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行了SOM自組織表達(dá)圖譜分析，將2個(gè)品種，4個(gè)時(shí)期的豬背最長(zhǎng)肌表達(dá)譜芯片數(shù)據(jù)

5、結(jié)果依據(jù)不同的表達(dá)模式分類為12個(gè)大表達(dá)趨勢(shì)圖(c0-c11)，從而得到了在特定豬種的不同時(shí)期具有表達(dá)趨勢(shì)相類似的基因分類。
　　 3、由SOM分析中的12差異基因表達(dá)模式，我們依據(jù)其表達(dá)模式波浪的波形將12項(xiàng)分類更加具體的規(guī)劃為以波峰為特點(diǎn)的幾個(gè)大類。約克夏豬的分類方式為c0.為P1，c2，c3，c5，c7 c4為P2，c6.c9.c10，c11為P3，c8為P4。梅山豬的分類方式為c7，c11為P1，c1，c2，c5為P2，

6、c4，c8，c9為P3。因?yàn)槊飞截i60日齡和120日齡間不存在表達(dá)差異顯著基因，故梅山豬不存在P4。將約克夏豬與梅山豬波形類似的基因進(jìn)行比對(duì)后發(fā)現(xiàn)：COL5A1，CASP3，F(xiàn)MOD，EGFR等基因在胚胎期65天時(shí)，在兩個(gè)豬品種中均處于表達(dá)最高峰。ACADL，ACADM，ACSL1，CPT1B，F(xiàn)ABP3，F(xiàn)BP等基因于出生3日齡時(shí)在兩個(gè)豬品種均處于表達(dá)最高峰。CAPN3，LIM，LPL等基因于出生后60日齡時(shí)在兩個(gè)豬品種均處于表達(dá)最高

7、峰。ALDH2，GHR，等基因于出生后120日齡時(shí)在兩個(gè)豬品種均處于表達(dá)最高峰。該類基因在兩個(gè)品種中的表達(dá)趨勢(shì)類似，說(shuō)明其在豬肌肉的生長(zhǎng)發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用。之后在品種間比對(duì)該類基因，鑒定出其中在兩個(gè)豬品種具有顯著差異表達(dá)的基因。
　　 4、根據(jù)表達(dá)模式波浪類型的分類，將兩個(gè)豬品種的基因表達(dá)模式按照波峰錯(cuò)開(kāi)一個(gè)時(shí)期的方式進(jìn)行比對(duì)，能夠更為清晰地揭示兩個(gè)豬品種由于品種差異造成的肌肉生長(zhǎng)發(fā)育的速度和程度在分子水平的差異表現(xiàn)。結(jié)果

8、顯示：CTGF，COL3A1，IGF2，IPM3等基因在梅山胚胎期65日齡達(dá)到表達(dá)最高峰而在約克夏豬出生3日齡才達(dá)到最高峰。ACSL4，F(xiàn)ABP4，HSP70，MYF6等基因在梅山豬出生3日齡達(dá)到表達(dá)高峰而在約克夏豬60日齡才達(dá)到。ALDH2，GHR等基因在梅山豬60日齡即達(dá)表達(dá)高峰而在約克夏豬120日齡才達(dá)到。
　　 5、通過(guò)對(duì)相關(guān)差異表達(dá)基因的分子生物學(xué)注釋和基因表達(dá)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)分析，從細(xì)胞凋亡相關(guān)基因、肌肉組成結(jié)構(gòu)相關(guān)基因、