大白豬群中HDAC1基因多態(tài)性與重要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性研究

李明楊，葉澤坤，楊 華，聶光偉，毛元良，毛慧敏，王國水，左 波*

（1．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動科動醫(yī)學(xué)院農(nóng)業(yè)部豬遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；2．湖北省畜禽育種中心，武漢 430072；3．浙江天蓬集團(tuán)有限公司，浙江 江山 324111）

大白豬群中HDAC1基因多態(tài)性與重要經(jīng)濟(jì)性狀的相關(guān)性研究

李明楊1，葉澤坤1，楊 華2，聶光偉1，毛元良3，毛慧敏3，王國水3，左 波1*

（1．華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動科動醫(yī)學(xué)院農(nóng)業(yè)部豬遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430070；2．湖北省畜禽育種中心，武漢 430072；3．浙江天蓬集團(tuán)有限公司，浙江 江山 324111）

該研究利用PCR-RFLP技術(shù)檢測343頭法系大白豬HDAC1基因酶切位點(diǎn)多態(tài)性，并對乳頭數(shù)、達(dá)100 kg體重日齡、校正背膘厚、初生重和體長等性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。結(jié)果顯示：在法系大白群體中檢測到HDAC1基因3種基因型（分別為AA、AG和GG基因型）的存在。HDAC1基因HinfⅠ位點(diǎn)與大白豬達(dá)100 kg體重日齡顯著相關(guān)，G等位基因具有顯著降低達(dá)100 kg體重日齡的遺傳效應(yīng)，而GG基因型個體的初生重要高于AA基因型個體，GG基因型個體的生長性能有著明顯優(yōu)勢。

豬；HDAC1基因；關(guān)聯(lián)分析

1 前言

HDACs家族與染色體移位、轉(zhuǎn)錄調(diào)控、基因沉默、細(xì)胞周期以及細(xì)胞分化增殖、凋亡有關(guān)。組蛋白的各種修飾功能對基因轉(zhuǎn)錄有調(diào)節(jié)作用，而且各種修飾之間相互聯(lián)系，能夠調(diào)控染色質(zhì)調(diào)節(jié)因子的募集[1-2]。

組蛋白去乙酰化酶1（Histone Deacetylase 1，HDAC1） 是HDACs家族中的一員，存在于人的各種器官中，而在胚胎干細(xì)胞，一些轉(zhuǎn)化細(xì)胞系和高度增生組織中高效表達(dá)[3]。有研究表示，在HDAC家族中多個基因參與成脂分化[4]，而HDAC1基因在信號傳導(dǎo)、細(xì)胞繁殖和分化過程中有著重要的作用[5]，并且可以調(diào)控與細(xì)胞周期調(diào)控、增殖、分化及凋亡相關(guān)基因的轉(zhuǎn)錄[6]。2002年，Ye等[7]首次在豬群體中研究HDAC1基因與豬部分性狀之間的關(guān)聯(lián)性。2005年劉峰[8]發(fā)現(xiàn)豬HDAC1基因的HinfI酶切位點(diǎn)的多態(tài)性與豬的背膘厚、達(dá)100 kg體重日齡、瘦肉率等性狀顯著相關(guān)。因此，揭示該基因的多態(tài)性及基因型效應(yīng)，尋找與豬生長和胴體性狀相關(guān)的遺傳標(biāo)記，為優(yōu)質(zhì)瘦肉型豬的標(biāo)記輔助選擇提供科學(xué)依據(jù)。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)材料

法系大白豬343頭（源自浙江開盛生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司），體重在85～135 kg，使用一次性采血器在前腔靜脈處采集血液?；蚪MDNA采用血液基因組DNA中量提取試劑盒（離心柱型）提取，于-80 ℃超低溫冰箱中保存。

2.2 PCR擴(kuò)增

本實(shí)驗(yàn)主要利用PCR-RFLP技術(shù)進(jìn)行基因分型，所用引物由上海生工生物工程有限公司合成，引物序列見表1。PCR反應(yīng)體系為10 μl：2×Es Taq Master Mix（ 含 染 料 ）5.0 μl；ddH2O 4.0 μl；Sense primer（10 μM） 0.25 μl；Antisense primer（10 μM）0.25 μl；DNA 0.5 μl。HDAC1基因反應(yīng)程序：94 ℃，5 min；35個循環(huán)（30 s-95 ℃，30 s-55 ℃，30 s-72 ℃）；72 ℃，5 min；25 ℃，1 min。

2.3 PCR-RFLP分析

HDAC1基因用限制性內(nèi)切酶HinfI進(jìn)行酶切。酶切反應(yīng)體系為：PCR 產(chǎn) 物 10.0 μl，10×FastDigest Green buffer 2.0 μl， 內(nèi) 切 酶 0.5 μl，ddH2O 7.5 μl。37 ℃消化 1 h。酶切產(chǎn)物分別用2%的瓊脂糖凝膠電泳檢測分型，并拍照保存圖片。

2.4 統(tǒng)計(jì)分析

本實(shí)驗(yàn)所采用模型為：Tijkl=μ+Gi+Fj+Sk+Pl+eijklm，Tijkl為性狀表型值，μ為平均值，Gi為基因型效應(yīng)（包括基因加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)）；Fj、Sk、Pl為固定效應(yīng)，分別為家系、性別、批次，eijklm為殘差效應(yīng)。采用SAS軟件GLM模型自編程序完成，同時采用reg程序計(jì)算基因加性效應(yīng)和顯性效應(yīng)，并進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

3 結(jié)果與分析

3.1 HDAC1基因的PCR-HinfIRFLP多態(tài)性檢測

本研究用于檢測HDAC1基因多態(tài)性的擴(kuò)增片段產(chǎn)物長度為333 bp，見圖1。利用HinfI內(nèi)切酶酶切后產(chǎn)生 219 bp，190 bp，114 bp 和 29 bp片段，根據(jù)條帶類型的不同共檢測到3種基因型，分別命名為AA基因 型（219 bp+114 bp）、AG基 因 型（219 bp+190 bp+114 bp+29 bp）和GG基因型（190 bp+114 bp+29 bp）?；蚍中徒Y(jié)果見圖2。

表1 擴(kuò)增目的基因所用的引物

表2 大白豬群中HDAC1基因型頻率和等位基因頻率

表3 HDAC1基因HinfI多態(tài)性與大白豬性狀間的關(guān)聯(lián)分析

圖1 HDAC1基因PCR凝膠電泳結(jié)果

圖2 HDAC1基因PCR-HinfⅠ-RFLP酶切分型結(jié)果

3.2 HDAC1基因在大白豬中的基因頻率分布及與生長和胴體性狀的關(guān)聯(lián)分析

3.2.1 HDAC1基因在大白豬群體中的基因頻率分布

利用PCR-RFLP技術(shù)對HDAC1基因多態(tài)性進(jìn)行檢測，在法系大白豬中檢測到3種基因型，對各基因型頻率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表2所示。

由表2得出，HDAC1基因的A等位基因和G等位基因的頻率相差很大，G等位基因在法系大白豬群體中的分布頻率顯著高于A等位基因，G等位基因是優(yōu)勢等位基因。Hardy-Weinberg平衡檢驗(yàn)結(jié)果顯示，HDAC1基因在法系大白豬群體中偏離哈迪一溫伯格平衡狀態(tài) (P＜0.05)。

3.2.2 HDAC1基因多態(tài)性與法系大白豬生長及胴體性狀的關(guān)聯(lián)分析

對HDAC1基因多態(tài)性位點(diǎn)的不同基因型與大白豬生長及胴體性狀進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，結(jié)果分別如表3所示。由表3可以得出，HDAC1基因HinfI位點(diǎn)多態(tài)性與法系大白豬的達(dá)100 kg體重日齡性狀顯著相關(guān)，其中GG基因型個體要顯著（P＜0.05）低于AA基因型個體。而GG基因型個體的初生重性狀要高于AA基因型個體，但沒有達(dá)到顯著水平，說明GG基因型對于豬生長性能具有明顯的優(yōu)勢。另外，AA基因型個體的活體背膘厚要低于AG和GG基因型個體，但沒有達(dá)到顯著水平。

4 討論

4.1 大白豬HDAC1基因的多態(tài)性

本研究中，HDAC1基因HinfI酶切位點(diǎn)在大白豬群體中都有AA、AG、GG三種基因型的分布。其中，HDAC1基因HinfI酶切位點(diǎn)在大白豬中GG（0.87）基因型頻率要高于AA（0.02）基因型頻率，G等位基因?yàn)閮?yōu)勢等位基因，而在劉峰[8]和柳小春[9]的研究中，在大白豬群體中并沒有檢測到AA基因型，但是在杜洛克群體中AA基因型頻率要高于GG基因型頻率。

4.2 HDAC1基因?qū)Υ蟀棕i各性狀的遺傳效應(yīng)

在劉峰[8]和柳小春等[9]的研究中得出，HDAC1基因GG基因型個體具有較高的生長速度和較低的活體背膘厚。而在本研究中，GG基因型個體達(dá)100 kg體重日齡要少于AA基因型個體，且達(dá)到顯著水平，這與以前的研究結(jié)果一致，說明G等位基因具有增加生長性能的正效應(yīng)，但是GG基因型的活體背膘厚要高于AA基因型個體，這與前者研究結(jié)果不符，其原因可能是由于品種、選育工作和環(huán)境等一些因素的不同，進(jìn)而對群體的遺傳機(jī)制造成一定的影響。

本實(shí)驗(yàn)還需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，并且在不同群體品種，尤其是地方品種和杜洛克品種進(jìn)行分析驗(yàn)證。另外，HDAC1基因與豬的一些其他胴體、肉質(zhì)性狀顯著相關(guān)，Ye等[7]的研究中指出HDAC1基因與豬的后腿重、肩部脂肪重等性狀顯著相關(guān)；劉峰[8]發(fā)現(xiàn)HDAC1基因與豬的瘦肉率、脂肪率等性狀顯著相關(guān)。所以，還需檢測與肉質(zhì)性狀之間的相關(guān)性，為HDAC1基因在豬遺傳育種上的研究提供更多的理論依據(jù)。

[1] KIM K C，GENG L，HUANG S.Inactivation of a histone methyltransferase by mutations in human cancers[J].Cancer research，2003，63(22)：7619-7623.

[2] AHMAD M，HAMID A，HUSSAIN A，et al.Understanding histone deacetylases in the cancer development and treatment： an epigenetic perspective of cancer chemotherapy[J].DNA and cell biology，2012，31(S1)：S-62-S-71.

[3] MA P，SCHULTZ R M.Histone deacetylase 1 (HDAC1) regulates histone acetylation， development，and gene expression in preimplantation mouse embryos[J].Developmental biology，2008，319(1)：110-120.

[4] YOO E J，CHUNG J J，CHOE S S，et al.Down-regulation of histone deacetylases stimulates adipocyte differentiation[J].Journal of Biological Chemistry，2006，281(10)：6608-6615.

[5] LU Z，WANG Y.Relationship between histone acetylation/deacetylation and gene transcription[J].Chinese science bulletin，1998，43(13)：1057-1063.

[6] WANG A G，KIM S U，LEE S H，et al.Histone deacetylase 1 contributes to cell cycle and apoptosis[J].Biological and Pharmaceutical Bulletin，2005，28(10)：1966-1970.

[7] YE X，ROBINSON J A B，JIANG Z，et al.Polymorphisms of histone deacetylase 1 and 3 genes and fatty acid binding protein 3 and 4 genes and their associations with economic traits in swine[C]//7th World Congress on Genetics Applied to Livestock Production.2002，8：19-23.

[8] 劉峰.HDAC1基因、PIT-1基因與豬部分經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)性研究[D].長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2005.

[9] 柳小春，肖調(diào)義，何偉光，等.豬生長及胴體性狀3個相關(guān)基因座遺傳效應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué) ，2009，42(2)：742-747.

本項(xiàng)目受國家科技支撐計(jì)劃（項(xiàng)目編號：2014BAD20B01）和“863”計(jì)劃（2013AA102502）、湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資助。

李明楊（1992-），男，河北衡水人，動物遺傳育種碩士，主要從事動物遺傳育種與繁殖方面的研究，E-mail：907166871@qq.com

左波，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)動科動醫(yī)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，研究方向：豬遺傳育種，E-mail：zuobo@mail.hzau.edu.cn

2017-08-24）