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肉质性状属复杂的中低遗传力数量性状,利用传统的育种方法进行遗传改良进展缓慢,分子育种技术的发展为猪肉性状的遗传改良提供了有效的途径,因此鉴定影响猪肉品质的关键基因可为分子育种体系的建立提供有价值的参考。本研究建立了一个(皮特兰×杜洛克)×(长白×大白)四元杂交试验猪群,测定了包括背最长肌糖酵解潜力(Glycolytic potential,GP)在内的20余项生长与肉质性状指标。在此基础上,根据GP表型从试验猪群中挑选出GP表型极端个体建立背最长肌cDNA文库,并进行了高通量转录组测序。根据测序所鉴定的差异表达基因和特异SNPs位点筛选出UCP3基因(Uncoupling Protein 3)作为影响猪生长及肉质性状的重要候选基因,并以此为出发点对该基因进行了克隆,表达模式,遗传变异位点鉴定,遗传变位点多态性与性状的关联分析,以及功能的初步探索。主要工作如下:1.转录组测序筛选影响猪生长及肉质性状的候选基因本试验利用GP极端高与GP极端低的个体组成GP高组(H)与GP低组(L),建立了 6个转录组测序文库,命名为H5与L5,H9与L9,以及H11与L11,利用Illumina HiSeq 4000平台进行高通量测序,并从H与L组中鉴定了 222个差异表达基因(DEGs)。在此基础上,重点分析了LDHB,PFKFB3基因的表达模式,以及其表达量与猪肉质性状的关系。研究结果表明,LDHB的表达与24小时滴水损失,48小时滴水损失、乳酸含量、肌内脂肪以及肌肉的亮度呈显著正相关,与宰后肌肉45分钟pH呈显著负相关;PFKFB3表达量与乳酸含量、干物质呈显著正相关,而与宰后肌肉45分钟pH呈显著负相关。另外,本试验确定了UCP3基因是一个影响GP相关肉质性状的候选基因。2.猪UCP3基因的克隆及表达模式的分析本试验采用RACE技术克隆了 UCP3基因2283bp全长cDNA序列,包括271bp的5’UTR,927bp的CDS区和1085bp的3’UTR。表达模式检测结果显示,UCP3基因在高GP个体中的表达量显著高于低GP个体;在肌肉,肺,脂肪组织中高表达,并且发现其在高GP的股二头肌(白肌)中的表达水平显著高于低GP的比目鱼肌(红肌);另外,不同发育阶段的结果显示,UCP3基因在出生当天表达量显著高于其他时期。此外,本试验发现,随着猪脂肪前体细胞与小鼠C2C12细胞分化的进行,UCP3基因的表达呈上调表达模式,暗示其在脂肪沉积和肌纤维形成过程中可能发挥着重要调控作用。3.猪UCP3基因变异位点的多态性与猪生长及肉质性状的关联性分析本试验采用目标区域靶向测序技术对猪UCP3基因转录起始位点前2000bp启动子序列中的遗传变异位点进行了鉴定,并对遗传变异位点多态性与性状进行了关联分析。研究结果显示,SNV00019位点与葡萄糖-6-磷酸,肉色a*、b*显著相关,SNV00020、SNV00025、SNV00039、SNV00042、SNV00045 五个位点与肉色 a*和肌内脂肪含量显著相关,而SNV00028位点与葡萄糖含量,背膘厚和肌内脂肪含量显著相关。与此同时,本试验同样利用目标区域靶向测序技术对UCP3基因5’UTR,CDS区域及部分内含子区域进行了遗传变异位点检测,并对变异位点多态性与生产性状进行关联分析。关联分析结果显示,位于5’UTR区域的SNV00009、SNV00012位点与肌内脂肪和肉色a*显著相关,SNV00015位点和肉色L*显著相关;位于CDS区的SNV00002位点与肉色a*和肌内脂肪显著相关,SNV00003与肉色a*和背膘厚显著相关;而位于内含子上的SNV00065和SNV00095位点都和肉色a*以及肌内脂肪显著相关。4.猪UCP3基因表达调控机制研究生物信息学分析结果表明,猪UCP3是miR-152所调控的直接靶基因。在此基础上,本试验构建了 UCP3的野生型与突变型荧光载体,利用双荧光素酶报告系统对共转染miR-152的野生型与突变型的双荧光素酶活性进行了检测。检测结果显示,野生型样本的荧光活性显著低于突变型(P<0.05),表明miR-152能够通过与UCP3基因3’末端结合对该基因的表达产生抑制作用。综上,本研究鉴定了LDHB,PFKFB3和UCP3三个影响GP相关肉质性状的功能基因,为深入阐明猪肉质性状形成的遗传机制提供了理论依据。另外,本研究在UCP3基因上鉴定了 14个与猪肉质性状显著相关的分子标记,为猪肉质性状的分子选育提供了新的参考标记。除此之外,本研究初步揭示了UCP3基因在肌肉和脂肪分化中的miRNA表观调控机制,为深入阐明UCP3基因影响猪肉质性状的分子调控奠定了理论基础。