FTO基因在家猪驯化过程中的选择模式分析

驯化导致了家猪脂肪沉积的增加。全基因组关联分析表明猪FTO基因是影响猪脂肪沉积的重要功能候选基因。已知可变剪接是调节基因表达和蛋白质组多样性的重要机制。申请人前期研究鉴定了猪FTO基因的4种可变剪接体，并发现不同剪接体的表达、分布及序列结构表现出品种和组织特异性。鉴于FTO基因对脂肪沉积的重要功能，其可变剪接体的产生是否与猪驯化过程中脂肪沉积性状的选育有关，又受何种进化选择的作用目前并不清楚。本项目拟在前期工作基础上对不同猪品种（包括野猪）可变剪接体和启动子区进行克隆鉴定，并研究可变剪接体在不同品种和不同组织中的表达规律及与脂肪沉积的相关性；同时利用单倍型数据分析家猪驯化过程中FTO基因的进化选择模式，并结合基因表达数据系统阐述FTO 基因对猪脂肪沉积性状的功能进化。研究结果对了解FTO基因在猪驯化过程中的选择模式将有极大的意义。

FTO基因与猪的肌内脂肪沉积相关。本课题基于基因表达以及启动子区序列数据对猪FTO基因分子遗传特性进行了分析，阐述其在猪阉割后脂肪沉积中潜在的分子作用机制。此外，鉴于miRNAs重要的调控作用。我们利用SOLiD深度测序技术鉴定了去势和非去势公猪背膘组织中差异表达的miRNAs，并分析了FTO参与脂肪沉积与生成的信号通路和调控网络，以了解miRNAs对猪脂肪生成的调控作用。.（1）猪FTO基因可变剪切与基因表达模式.本实验证实了猪FTO基因在下丘脑和脂肪组织中存在可变剪切模式；并进而发现去势和非去势组下丘脑FTO mRNA和蛋白的表达模式明显不同（P<0.05），下丘脑中FTO基因表达量明显高于脂肪组织的表达量，而腹脂和背膘组织中FTO基因表达无明显差异。综上，不同猪种有不同的FTO基因可变剪切和表达模式。.（2）猪FTO基因启动子和编码区分子特性分析.克隆分析了猪FTO基因上游调控区约5kb序列；比较基因组学分析表明20个物种间FTO基因上游调控区具有4个保守的区域，并分析了其与脂肪沉积有关的转录因子结合位点；扩增猪FTO基因上游调控区和编码区并筛查出39个FTO基因新的SNPs，选择其中的4个SNPs在22个猪种进行基因分型分析发现，TCGG是中国野猪和16个地方猪种的优势单倍型，外种猪的优势单倍型是ATGA/ATGG。.（3）脂肪沉积相关miRNAs筛选鉴定及其靶基因调控通路分析..利用SOLiD技术鉴定了去势和非去势公猪背膘组织miRNAs，结果检测到334个miRNAs基因的表达。其中，在去势和非去势公猪中分别发现142和148个新的候选miRNAs基因；在去势和非去势公猪背膘中有53%的2倍以上显著差异表达的miRNAs，与非去势公猪相比，去势公猪中有上调miRNAs 131个，下调miRNAs 46个；DAVID分析了35个高表达的差异miRNAs及其靶基因在KEGG信号通路中的富集，并预测了关键miRNAs在脂肪沉积中可能的调控通路。.结论：证实了FTO在不同猪种和组织中存在可变剪切体，且作用模式各异。FTO对去势公猪的脂肪沉积作用可能是通过下丘脑-垂体轴发挥其生物学功能。群体分子数据表明中国地方猪种与外来猪种具有不同的FTO基因单倍型。本研究显著增加了猪脂肪沉积相关miRNAs的数量，并发现公猪去势可显著影响miRNA的表达模式。