农业生物技术学报

作者：王丹, 冉雪琴, 王维, 牛熙, 李升, 黄世会, 王嘉福

单位：1 贵州大学 生命科学学院/农业生物工程研究院/山地植物资源保护与种质创新教育部重点实验室,贵阳 550025;2 贵州大学 动物科学学院/高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室,贵阳 550025

关键词：香猪,CD2AP基因,结构变异(SV),短散在核元件(SINE),

基金：国家自然科学基金(31960641); 贵州省科技创新人才团队项目(黔科合平台人才[2019]5615); 贵州省农委生猪产业高质量发展项目(QKHPTRC[2019]5615)

结构变异(structural variation, SV)可以通过影响相关基因的稳定性和表达调控来影响基因表型。为探究CD2相关蛋白(CD2-associated protein, CD2AP)基因内含子1中的282 bp结构变异在香猪(Xiang pig) (Sus scrofa)群体中的多态分布以及对CD2AP基因表达的影响,本研究以香猪、大白猪(Large White)为研究对象,采用PCR测序方法对该SV位点进行鉴定和基因分型,研究群体分布规律以及CD2AP基因结构变异与疾病的关联;采用生物信息学方法检测CD2AP基因内含子1中SV区间所包含的重复元件和转录因子结合位点;用qPCR和Western blot检测SV对CD2AP基因和蛋白表达的影响;通过构建pEGFP荧光表达载体检验CD2AP基因SV中功能元件短散在核元件(short interspersed nuclear element, SINE)对基因转录活性的影响。结果显示, CD2AP-I1-sv282结构变异片段长度为282 bp,区间存在1个260 bp的SINE元件,属于tRNA家族,位于猪基因组Chr7：42249739~42249998 bp,含有8个转录因子结合位点;在SINE元件序列片段中具有RNA聚合酶Ⅲ启动子和2个AluⅠ限制性内切酶识别位点。PCR扩增和测序分析表明,该SV在香猪和大白猪基因组中均呈现多态性,有II (纯合插入型)、ID (杂合型)和DD (纯合缺失型) 3个基因型,χ2检验表明,该SV在香猪和大白猪群体中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),香猪和大白猪群体之间的基因型频率差异极显著(P<0.01),D等位基因频率极显著高于I等位基因频率(P<0.001)。在肺部患病样本中,D基因型为优势等位基因;在肺部健康样本中,I基因型为优势等位基因;Kendall's tau-b相关性分析表明,该结构变异与猪的肺部疾病具有相关性,患病群体与DD基因型显著正相关。qPCR和Western blot检测发现,DD基因型的香猪脾脏中CD2AP基因的mRNA和蛋白的表达量极显著高于ID基因型(P<0.01)。针对SINE元件所在序列构建了pEGFP荧光报告载体,转染细胞后检测其荧光强度及蛋白表达量,结果显示,含SINE序列的表达载体细胞与不含SINE序列相比,荧光强度和EGFP蛋白的表达量均降低。上述结果表明,CD2AP基因内含子1中282 bp结构变异在猪群中存在,且均以缺失型为主,可以导致基因的表达发生上调,结构变异区域存在的SINE元件影响基因转录活性,CD2AP基因的结构变异与香猪易感肺部疾病存在相关性。研究结果对解析香猪疾病易感分子机制具有重要意义。

来源：2025年第2期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

查看农业生物技术学报杂志2025年第2期