靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因表達的組織特異性研究

母 童，張 娟，趙 平，顧亞玲，劉麗元，楊彥軍，安克龍，王 有

(寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021)

靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因表達的組織特異性研究

母 童，張 娟*，趙 平，顧亞玲，劉麗元，楊彥軍，安克龍，王 有

(寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021)

采用實時熒光定量PCR(qRT-PCR)技術對寧夏地方優良品種靜原雞的肝臟、肌肉、心臟、睪丸、卵巢、腹脂6個組織中ELOVL2和ELOVL5基因的表達量進行了測定，并通過SAS8.2軟件進行分析統計。結果表明，ELOVL2和ELOVL5基因在靜原雞6個不同組織中均有表達。其中ELOVL2基因在肝臟中的相對表達量最高，為71.52±0.41，顯著高于其他組織(P<0.05)；其次是卵巢、睪丸、腹脂、心臟及肌肉，在另外5個組織中表達量雖有差異，但均差異不顯著(P>0.05)。ELOVL5基因在靜原雞不同組織中的相對表達量依次為：肝臟>腹脂>卵巢>睪丸>心臟>肌肉，同樣在肝臟中的表達量最高，為110.94±0.02，顯著高于其他組織(P<0.05)，在腹脂中的表達量顯著高于卵巢、睪丸、心臟和肌肉(P<0.05)。另外在心臟和肌肉中的表達量均差異不顯著(P>0.05)。對ELOVL2和ELOVL5基因分別在不同組織中的表達差異進行分析比較，發現兩個基因在腹脂中的表達量差異顯著(P<0.05)，ELOVL5基因在腹脂中的表達量較高。研究結果說明，ELOVL2和ELOVL5基因在靜原雞6種組織中的表達存在差異，并以肝臟組織最為明顯，這為地方品種的開發與利用、種質資源遺傳評定及地方品種分子育種技術平臺的構建奠定了一定的理論基礎。

靜原雞；ELOVL2；ELOVL5；相對表達量

固原雞在2006年農業部重新認定地方優良畜禽品種時改名為靜原雞(詳見“中華人民共和國農業部公告第662號公告”)，屬國家級畜禽遺傳資源保護品種[1]，其分布地域較廣，以六盤山東麓彭陽縣北部及原州區東部的寨科、馬渠、官廳等鄉鎮為優良產區。由于得天獨厚的地理環境條件、獨特的飼養方式，靜原雞肉質細嫩，營養價值高，滋補性好，其氨基酸含量豐富，比例適當，尤其含有較高對人體有特殊營養價值的多不飽和脂肪酸(二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸)，實屬雞肉中首選的“綠色營養保健”食品。有研究表明，雞肉的營養價值、風味與脂肪酸的組成和含量密切相關[2]。脂肪酸(FA)的基本化學結構由一條碳氫鏈和一個末端羧基組成，是生物機體內代謝調控、能量存儲及信息傳遞的重要細胞組成部分[3]，根據碳氫鏈雙鍵的有無又可分為不飽和脂肪酸和飽和脂肪酸兩類。極長鏈脂肪酸延伸酶家族基因(elongation of very-long-chain fatty acids，ELOVLs)是哺乳動物脂肪酸合成的起始酶和限速酶，在催化生成長鏈脂肪酸(C16、C18)和超長鏈脂肪酸(≥C20)的過程中起重要作用[4]。己被發現并確定的ELOVLs共有7個成員，其中主要參與飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸合成的有ELOVL1、ELOVL3、ELOVL6和ELOVL7，多不飽和脂肪酸合成主要與ELOVL2、ELOVL4和ELOVL5有關[5-6]。目前對ELOVLs基因的研究已經是國內外的研究熱點之一。有研究表明，ELOVL2基因rs3798713和rs2281591位點及其組成的單倍型與乳母乳汁DHA水平無關聯[7]。哺乳動物細胞CHO-K1細胞內的EPA向DHA的轉化可以通過ELOVL2延長酶和△6desaturase的過表達來實現，從而提高DHA的產量[8]。ELOVL2過表達還可以導致過氧化物體增殖物激活受體γ所調控的生脂基因如FABP4、DGAT2等的表達，增強甘油三酯TG的合成和脂滴積累[9]。Zadravec等[10]研究發現，ELOVL2在由C24∶5n-6合成C30∶5n-6不飽和脂肪酸過程中起重要作用。ELOVLs基因在生物機體內的表達較為廣泛，其中ELOVL2在肝臟和性腺中高表達[11]。謝帝芝等[12]研究認為，植物油飼料中添加的LNA/LA比(1.09∶1)可促進鯉魚肝臟內ELOVL5-a mRNA的表達，進而提高魚體內源LC-PUFA的合成量。ELOVLs基因的表達特異性研究目前已在多種動物中展開，但對靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因在不同組織中表達的相關研究未見報道。

本研究采用qRT-PCR技術對靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因mRNA在不同組織中表達規律進行研究，旨在為進一步研究該基因在禽類不同組織中的表達情況提供理論依據，為開展地方品種種質資源遺傳評定及構建地方品種分子育種的技術平臺奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗動物

本試驗所用靜原雞各組織采自寧夏回族自治區固原市彭陽縣朝那雞繁育中心，隨機選取提純復壯后的第五世代種雞(150日齡)18只，屠宰后分別采集母雞的卵巢、脂肪、肌肉、心臟、肝臟和公雞的睪丸共6種組織，迅速放入液氮罐中帶回實驗室并保存在-80 ℃低溫冰箱中備用。

1.1.2 引物設計與合成

根據NCBI上提供的雞ELOVL2(登錄號：NM_001197308)和ELOVL5(登錄號NM_001199197)以及β-actin(登錄號：NM_205518)的基因序列，通過Primer Premier 5.0軟件設計目的基因(ELOVL2、ELOVL5)和內參基因(β-actin)的引物，并由上海生工生物工程技術服務有限公司合成，引物序列見表1。

表1 靜原雞ELOVL2、ELOVL5、β-actin基因引物序列

Table 1 Primer sequences ofELOVL2、ELOVL5、β-actingene of Jingyuan chicken

基因GeneGenBank登錄號GenBankaccessionnumber引物序列(5'-3')Primersequence目的片段大小Productsize/bpβ-actinFNM_205518TGGGTATGGAGTCCTGTGG328β-actinRTAGAAGCATTTGCGGTGGELOVL2FNM_001197308TGCGAAAGTATCTATGGTGGA275ELOVL2RAGCAGCAAAGTAGTTCTTATGGTAELOVL5FNM_001199197TCCAGCGATGCGTCCTTA109ELOVL5RACACGGCCAAACAACACC

1.2 試劑

Trizol購自TaKaRa公司，RT-PCR試劑盒購自DBI公司，DEPC購自美國Sigma公司，RNasin購自美國Promega公司，反轉錄試劑盒購自DBI公司等。

1.3 試驗方法

1.3.1 靜原雞不同組織總RNA的提取及cDNA合成

用RNA提取試劑盒提取總RNA，以1 μg RNA為模板，按照BestarTM qPCR RT Kit說明書配制反轉錄反應體系，其中預先配置好的反應液7.5 μL，5×RT Buffer 2 μL，RT Enzyme Mix 0.5 μL，總體系為10 μL，合成cDNA第一鏈。

1.3.2 實時熒光定量PCR反應

本研究采用Agilent Stratagene熒光定量PCR儀(Mx3000P)進行熒光定量PCR實驗，擴增反應總體系為20 μL，其中Bestar?SybrGreen qPCRmasterMix 10.0 μL，PCR Forward Primer(10.0 μmol·L-1)0.5 μL，PCR Reverse Primer(10.0 μmol·L-1)0.5 μL，cDNA模板 2.0 μL，ddH2O 7.0 μL。擴增程序：95 ℃ 2 min；94 ℃ 20 s，58 ℃ 20 s，72 ℃ 34 s；40個循環，每個樣重復3次。在收集熒光信號的過程中通過熔解曲線分析引物擴增的特異性。

1.4 數據處理

目的基因相對表達水平采用2-ΔΔCt方法計算，其中△Ct=Ct目的基因-Ct內參基因，△△Ct=△Ct組織-△Ct心臟(或待檢組織中任一組織)，表達量以Mean±SEM表示。數據經過Microsoft Excel 整理后利用SAS8.2進行統計分析，其中P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 總RNA純度分析

提取的總RNA利用2%瓊脂糖凝膠電泳進行檢測，結果如圖1所示，清晰可見RNA的3條帶，分別為28S、18S、5S，無明顯降解。總RNA的純度通過分光光度計(UV-1206)檢測，結果顯示D260/D280為1.8～2.0，說明提取的RNA純度較高，可以進行后續試驗。

2.2 RT-PCR擴增產物特異性分析

對ELOVL2、ELOVL5、β-actin三種基因分別進行熒光定量PCR反應，得到的擴增曲線和擴增產物熔解曲線如圖2所示，從a、c、e圖可以看出其結果都呈現S型，有明顯的背景期、指數增長期、線性增長期和平臺期，并且每個曲線的起峰都在15～30 ct，曲線之間基本平行，說明擴增效率較高。從b、d、f圖擴增產物的熔解曲線可以看出，都只有一個主峰，而且形狀尖而窄，說明擴增的特異性較高，沒有引物二聚體及其他非特異性的產物。由熔解曲線可以看出，ELOVL2、ELOVL5、β-actin三種基因的熔解溫度分別為86.5、85.0、86.0 ℃，在正常值范圍內(80～90 ℃)。

1～4, 提取的總RNA；M, DL2000 DNA Marker1-4, Extracted total RNA; M, DL2000 DNA Marker圖1 總RNA瓊脂糖凝膠電泳檢測結果Fig.1 The results of agarose gel electrophoresis of total RNA

a, ELOVL2擴增曲線; b, ELOVL2擴增產物熔解曲線; c, ELOVL5擴增曲線; d, ELOVL5擴增產物熔解曲線; e, β-actin擴增曲線;f, β-actin擴增產物熔解曲線a, Amplification curve of ELOVL2; b, Dissociation curve of ELOVL2; c, Amplification curve of ELOVL5; d, Dissociation curve of ELOVL5; e, Amplification curve of β-actin; f, Dissociation curve of β-actin圖2 ELOVL2、ELOVL5、β-actin的擴增曲線和擴增產物熔解曲線Fig.2 Amplification curve and melting curve of amplified products of ELOVL2， ELOVL5， β-actin

2.3 靜原雞ELOVL2基因的組織表達差異

本研究采集的靜原雞各組織均來自同一飼養場且飼養方式相同，通過實時熒光定量PCR反應，同時以β-actin作為內參基因。ELOVL2基因在不同組織中的表達量如圖3所示，ELOVL2基因在靜原雞卵巢、肌肉、心臟、睪丸、腹脂、肝臟中均有表達，表達量由大到小依次為肝臟>卵巢>睪丸>腹脂>心臟>肌肉。ELOVL2基因在肝臟中的表達量與卵巢、雞肉、心臟、睪丸和腹脂相比差異顯著(P<0.05)，在除肝臟組織外的其他五個組織中的表達量差異均不顯著(P>0.05)。其中ELOVL2基因在肝臟中的表達量最高，為71.52±0.41，其次是卵巢與睪丸，分別為0.37±0.01和0.34±0.01，相對而言，ELOVL2在腹脂和心臟中的表達量較低，分別為0.04±0.01和0.03±0.00，而在肌肉中的表達量最低，僅為0.02±0.00。

2.4 靜原雞ELOVL5基因的組織表達差異

ELOVL5基因在不同組織中的表達量如圖4所示，ELOVL5基因在靜原雞6個不同組織中均有表達，其中表達量最高的為肝組織，表達量為110.94±0.02，相比其他組織差異顯著(P<0.05)；其次為卵巢，表達量為0.98±0.02，顯著高于心臟、睪丸、肌肉和腹脂。ELOVL5基因在腹脂中的表達量也顯著高于心臟、睪丸和肌肉組織，為0.22±0.01。睪丸組織ELOVL5的表達量為0.11±0.01，顯著高于肌肉和心臟(P<0.05)。表達量最低的是心臟(0.05±0.01)和肌肉組織(0.04±0.00)，兩者差異不顯著(P>0.05)。

不同部位間沒有相同字母表示差異顯著(P<0.05)The bars with different letters show the significant difference(P<0.05)圖3 靜原雞ELOVL2基因在不同組織中的相對表達量Fig.3 The relative expression of ELOVL2 gene in different tissues from Jingyuan chicken

圖4 靜原雞ELOVL5基因在不同組織中的相對表達量Fig.4 The relative expression of ELOVL5 gene in different tissues from Jingyuan chicken

2.5 靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因分別在不同組織中的表達差異

從表2可以看出，靜原雞ELOVL5基因在腹脂中的表達量顯著高于ELOVL2基因(P<0.05)，這兩個基因在其他組織中表達均差異不顯著(P>0.05)。

表2 靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因mRNA分別在不同組織中的表達差異

Table 2 Differential expression ofELOVL2 andELOVL5 gene in different tissues from Jingyuan chicken

組織Tissue平均值±標準誤Mean+standarderrorT值ThevalueofT顯著性Significance(P)腹脂Abdominalfat0.018±0.0062.860.0187肝臟Liver0.314±0.4150.760.4686卵巢Ovary0.012±0.0240.500.6301肌肉Muscle0.002±0.0040.480.6424心臟Heart0.002±0.0050.410.6926睪丸Testis0.022±0.0102.180.0571

3 討論

ELOVLs是極長鏈脂肪酸延伸酶家族基因，最早來源于酵母ELO家族(ELO1、ELO2、ELO3)[13-14]。人ELOVL5基因定位于6號染色體，編碼的氨基酸個數為299[15-16]。ELOVL2基因也已定位到染色體上，但基因結構尚不清楚，有待深入研究[13]。有研究表明，ELOVLs基因家族在動物體內具有重要的表達調控作用[17]。楊志剛等[18]對中華絨螯蟹脂肪酸延長酶(ELOVL)基因表達分析中顯示，各組織中均有ELOVL基因表達，表達量最高的組織為肝胰腺和腸道，在心臟中表達量最低。楊琴[11]研究發現，在二郎山山地雞中肝和腦為ELOVL2、ELOVL5基因的優勢表達組織，在腿肌、性腺和胸肌中ELOVL2只有較低水平的表達，而ELOVL5在皮脂、胸肌、腹脂和腿肌中表達最低。本研究對寧夏地方品種靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因在腹脂、肝臟、肌肉、睪丸、心臟和卵巢6個組織中的相對表達量進行了檢測，結果表明，這兩個基因在6種組織中均有表達，其中ELOVL2和ELOVL5基因的mRNA在肝中的表達量均最高，與楊志剛等[18]、楊琴[11]、Wang等[19]的研究結果一致。ELOVL2基因在肝臟中的表達量為71.52±0.41，顯著高于其他組織(P<0.05)。肝是動物體內較大的腺體，具有代謝、免疫、解毒等重要作用，而ELOVL2基因主要參與極長鏈多不飽和脂肪酸的合成，加之動物日糧中脂肪酸的飽和度以及濃度與肝臟的重量有著密切的關系，因此，這可能是肝臟中ELOVL2基因高表達的原因之一。而在另外5個組織中的表達量雖然有差別，但差異均不顯著(P>0.05)。ELOVL2基因肌肉中的表達量最低，僅為0.02±0.00，這與楊琴[11]的研究結果不太一致，二郎山山地雞ELOVL2基因在肌肉中的表達量顯著高于腹脂，這可能和靜原雞的飼養環境、肌肉中所含的脂肪和油脂的量非常少有關。ELOVL5基因在肝中的表達量同樣顯著高于其他組織(P<0.05)，可能因為主要組織相容性復合物的編碼與ELOVL5基因有關，從而對動物的免疫調節起到至關重要的作用。ELOVL5基因在肌肉和心臟中表達量最低，與ELOVL2基因的表達情況基本相同。在卵巢中的表達量為0.98±0.02，居第二，顯著高于腹脂和睪丸。對靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因在不同組織中的表達差異分析表明，兩個基因在腹脂中的表達有顯著差異(P<0.05)，并且ELOVL5基因在腹脂中的表達量高于ELOVL2基因。有研究表明，ELOVL5基因定位于6號染色體，并且許多遺傳病均與6號染色體所編碼的基因有關[13]，因此，腹脂可能與某些遺傳病的發生有關，具體機制還有待進一步研究。

通過對寧夏地方優良品種靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因在腹脂、肌肉、肝臟、心臟、卵巢及睪丸中的相對表達量的研究，發現ELOVL2和ELOVL5基因在靜原雞肝臟組織中均呈現最高表達水平，推測它們在該組織中可能發揮重要生物學功能。本研究揭示了這兩個基因在靜原雞不同組織中mRNA表達情況，為進一步研究該基因在禽類不同組織中的功能提供理論依據，對開展地方品種種質資源遺傳評定及構建地方品種分子育種的技術平臺奠定基礎。

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(責任編輯 張 韻)

Tissue-specific expression analysis ofELOVL2 andELOVL5 genes in Jingyuan chicken

MU Tong， ZHANG Juan*， ZHAO Ping, GU Yaling， LIU Liyuan, YANG Yanjun， AN Kelong， WANG You

(CollegeofAgriculture，NingxiaUniversity，Yinchuan750021，China)

By using real-time quantitative PCR (qRT-PCR) expression ofELOVL2 andELOVL5 in six different tissues (liver， muscle， heart， testis， ovary， abdominal fat) of Ningxia local varieties of Jingyuan chicken were determined， and the statistical analysis was carried out by SAS 8.2 software. The results showed that the expression ofELOVL2 andELOVL5 genes were observed in six different tissues from Jingyuan chicken. The relative expression ofELOVL2 gene in liver was the highest， 71.52±0.41， significantly higher than that in other tissues (P<0.05)， followed by the ovaries， testicles， abdominal fat， heart and muscle. There was a difference between the latter five tissues， but the difference was not significant (P>0.05). The relative expression ofELOVL5 gene in different tissues of Jingyuan chicken was as followed: liver>abdominal fat>ovary>testicle>heart>muscle. The highest expression level in liver was 110.94±0.02， which was significantly higher than that in other tissues (P<0.05)， and the expression in abdominal fat was significantly higher than that in ovary， testis， heart and muscle (P<0.05). In addition， there was no significant difference in the expression in heart and muscle (P>0.05). The expression ofELOVL2 andELOVL5 genes in different tissues was analyzed and compared. The results showed that the expression of two genes in abdominal fat was significantly different (P<0.05)， and the expression ofELOVL5 gene in abdominal fat was higher. The research results showed that there were differences in the expression ofELOVL2 andELOVL5 genes in six tissues from Jingyuan chicken， and liver tissue was the most obvious， which lays the foundation for the development of local technology platform to build local varieties of molecular breeding and genetic evaluation of germplasm resources.

Jingyuan chicken;ELOVL2;ELOVL5; relative expression

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.08.09

2017-01-12

寧夏自然科學基金資助項目(NZ15011)

母童(1995—)，男，寧夏銀川人，碩士研究生，主要從事動物遺傳育種與繁殖方面的研究。E-mail: 1227415848@qq.com

*通信作者，張娟，E-mail: zhangjkathy@126.com

S831

A

1004-1524(2017)08-1290-07

母童，張娟，趙平，等. 靜原雞ELOVL2和ELOVL5基因表達的組織特異性研究[J].浙江農業學報，2017，29(8)： 1290-1296.