猪BTG1基因相关调控通路及对肌肉发育影响的研究

胚胎发育期肌纤维数量和生后期肌纤维体积的膨大是决定猪瘦肉产量和肉质的关键因素之一。相关研究报道及申请人前期研究表明BTG1基因对成肌细胞分化发挥调控作用,可能在猪骨骼肌发育调控中发挥重要功能。本项目拟在前期研究基础上，以 BTG1基因为研究对象，利用EMSA、CHIP、碱基突变、Real-time PCR和共转染等试验方法，筛选调控BTG1基因表达的顺式作用元件及其结合的转录因子，确定BTG1基因核心启动子及转录因子对该基因表达的调控模式；同时，通过分析不同条件下启动子的甲基化程度以及启动子区SNPs，达到研究启动子的表观遗传学改变和基因型突变对猪产肉性状影响的目的。本研究在细胞和群体遗传学水平系统地研究BTG1基因调控猪产肉性状的分子机制，不仅增加人们对肌纤维发育相关因子调控通路的认识，也为揭示猪BTG1基因功能及其网络调控机制奠定基础，同时也为猪分子育种提供新的基因素材和分子标记。

寻找鉴定与猪骨骼肌生长发育相关的基因，并对其功能和调控机理进行研究，对了解猪骨骼肌生长发育的分子调控机制，加速猪优质、高产新品系的培育具有极其重要的意义。本项目以猪BTG1基因为研究对象，克隆了启动子区1628bp的序列，构建了4个缺失片段表达载体，转染PK-15细胞，确定了其核心启动子序列位于-551～-81之间；利用生物信息学网站对猪BTG1基因核心启动子区进行分析，发现存在调控肌肉生长发育的转录因子MyoG结合位点，对该结合位点进行定点突变,发现突变后比突变前启动子活性降低1倍以上。为了进一步验证MyoG对BTG1的表达调控作用，我们构建了MyoG超表达载体，与启动子序列进行了共转染，发现比单独启动子转染的活性明显提高，说明猪MyoG对BTG1基因起正调控作用。应用凝胶阻滞试验（EMSA）验证了转录因子与顺式作用元件在体外的结合。此外，在猪BTG1基因3’UTR区筛选到两个SNP位点，并且与生产性状进行了关联分析，发现A179T位点的基因型与肩部膘厚、6－7肋间膘厚、屠宰率以及肉色存在显著关联, C281T位点的基因型与肉色及肌内脂肪含量存在显著关联(P<0.05)。因此，本研究为揭示猪BTG1基因的功能及其网络调控机制奠定了基础，同时也为猪分子育种提供了新的候选基因和分子标记。