脂肪代谢关键酶基因对鲤肌肉脂肪沉积的调控机制

Fat metabolism is closely related to the growth and health of animals, deposition of fat in muscles plays a vital influence on improving muscle quality and flavor. Therefore, intramuscular fat content is one of the key traits for quality heredity improvement. Which genes will influence the accumulation of intramuscular fat of common carp (Cyprinus carpio)? This paper will take mirror carp as research target, mainly study the key enzyme genes such as ACC (Acetyl-CoA carboxylase), FAS (fatty acid synthase), LPL (lipoprotein lipase) and HSL (hormone sensitive lipase) in fat metabolic process, detect the variable sites of key enzyme genes by adopting technologies such as sequencing and SNaPshot, etc, make a correlative analysis along with intramuscular fat content of mirror carp; simultaneously analyze different periods of ontogeny expression features of genes and the relationship between mRNA expressive discrepancy and intramuscular fat accumulation. Aiming at the points that of significant correlation with intramuscular fat content, future research the effect of genes on fat metabolism of mirror crap using TALEN (Transcription activator-like effector nuclease), to explore the possible biological function and the mechanism in regulation pathway of fat metabolism. It will provide theoretical foundations and markers for molecular breeding of intramuscular fat content of common carp.

脂肪代谢与动物的生长和健康密切相关，脂肪在肌肉中的沉积对改善肌肉品质及风味起着重要的作用。因此，肌肉脂肪含量是品质遗传改良的关键性状之一。那么哪些基因影响着鲤肌间脂肪的积累呢？本研究以镜鲤为研究对象，从乙酰辅酶A羧化酶（ACC）、脂肪酸合成酶（FAS）、脂蛋白脂肪酶（LPL）和激素敏感脂肪酶（HSL）等脂肪代谢过程中的关键酶基因入手，采用测序、SNaPshot等技术检测这些基因的变异位点，与镜鲤肌肉脂肪含量进行关联分析；同时分析基因在不同发育阶段的表达特征和mRNA表达差异与肌间脂肪积累的关系；针对与肌肉脂肪含量显著相关的位点，进一步采用TALEN靶向基因敲除技术研究基因对镜鲤脂肪代谢的影响，探讨其可能的生物学功能及在脂肪代谢调控通路中的作用机制，为鲤肌肉脂肪含量的选育提供理论基础和标记。

脂肪代谢与动物的生长和健康密切相关，脂肪在肌肉中的沉积对改善肌肉品质及风味起着重要的作用。本研究以镜鲤为研究对象，从乙酰辅酶 A 羧化酶（acaca）、脂肪酸合成酶（fasn）、脂蛋白脂肪酶（lpl）和激素敏感脂肪酶（hsl）等脂肪代谢过程中的关键酶基因入手，利用关联分析、mRNA表达和基因敲除等手段，探讨了脂肪代谢关键酶基因对脂肪沉积的影响和作用机制。完成以下几方面研究：（1）克隆了4个脂肪代谢关键基因，并对基因在不同组织、不同发育时期和脂肪含量极大极小组之间的mRNA表达量进行了分析，弄清了基因表达模式及其与肌肉脂肪含量性状的关联性；（2）进行了4个基因多态性SNP位点筛选，并与脂肪性状的进行了关联分析，获得了13个与脂肪性状显著相关的SNP标记及优势基因型，表明4个基因可以作为鲤脂肪性状的候选基因；（3）开展了基因组尺度脂肪性状关联分析，获得与4个脂肪含量相关性状的18个染色体水平显著性SNP标记，与鲤基因组注释信息比对，获得候选基因10个，并对5个基因进行了进一步验证；（4）以斑马鱼为模型，构建了lpl、 fasn和acaca基因突变体，获得了F2代基因突变纯系，并深入分析了lpl基因的敲除对脂肪沉积产生影响。结果显示：lpl基因纯合突变斑马鱼生长速度显著慢于野生型（P < 0.05），腹腔肠系膜脂肪减少，甚至消失，肌肉脂肪酸含量下降；RT-PCR结果显示纯合突变斑马鱼lpl基因表达量对比野生型有了明显下调，且导致其所在通路其它基因表达量下调。这些结果加深了我们对鱼类脂肪发育分子调控机制的认识和理解。同时，筛选与脂肪含量显著相关的 SNP 标记，为开展鲤肌肉脂肪含量的分子育种工作奠定基础。