沃金黑牛MOGAT2基因多態(tài)性及其與生長(zhǎng)性狀的關(guān)聯(lián)分析

楊少瀅，劉 宇，趙文軍，繆立生，曹 陽(yáng)*

1.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林長(zhǎng)春 130033；2.延邊大學(xué)，吉林延吉 133002

單酰甘油O-酰基轉(zhuǎn)移酶2（Monoacylglycerol O-acyltransferase 2，MOGAT2）隸 屬 于MGAT家族，主要在人類小腸、肝臟和白色脂肪中表達(dá)，是小腸中甘油三酯合成的關(guān)鍵限速酶。HEPPNER KM等研究發(fā)現(xiàn)，敲除MOGAT2能夠顯著提高小鼠對(duì)胰島素的敏感性，促進(jìn)胰島素正常分泌，降低胰高血糖素含量。NELSON DW等研究證實(shí)，降低小鼠腸道中MOGAT2活性將導(dǎo)致甘油三酯合成能力受損。BANH T等認(rèn)為，MOGAT2參與調(diào)節(jié)能量平衡，敲除MOGAT2將導(dǎo)致肥胖小鼠體重下降。WANG H等發(fā)現(xiàn)MOGAT2在不同海拔的16個(gè)牦牛種群中存在不同程度的拷貝數(shù)變異，認(rèn)為MOGAT2可能與高海拔環(huán)境的適應(yīng)性有關(guān)，且不同個(gè)體之間MOGAT2的CNV差異顯著，說(shuō)明在惡劣環(huán)境下，MOGAT2參與調(diào)控的脂肪代謝和碳水化合物利用對(duì)牦牛的生產(chǎn)和繁殖性能具有重要意義。此外，單變量分析結(jié)果顯示，MOGAT2基因rs499974位點(diǎn)可能與增加Ⅱ型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)有關(guān)。

沃金黑牛體型中等，具備生產(chǎn)雪花牛肉的潛能。分子育種對(duì)于其選育提高具有重要作用，MOGAT家族中MOGAT1和MOGAT3基因的SNPs位點(diǎn)已被證實(shí)可作為荷斯坦?fàn)倥ＩL(zhǎng)性狀遺傳改良的分子標(biāo)記。但目前尚無(wú)關(guān)于MOGAT2基因能否作為肉牛生長(zhǎng)性狀候選基因的報(bào)道。本研究采用Sanger測(cè)序法對(duì)沃金黑牛MOGAT2基因進(jìn)行SNPs檢測(cè)，在分子水平上挖掘與沃金黑牛生長(zhǎng)性狀顯著相關(guān)的遺傳標(biāo)記，以期加快沃金黑牛種質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)與利用，并為沃金黑牛分子育種及MOGAT2基因功能的研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物

隨機(jī)挑選健康狀況良好的12月齡沃金黑牛去勢(shì)公牛70頭、母牛54頭共124頭為試驗(yàn)牛，飼養(yǎng)管理?xiàng)l件一致。

1.2 方法

1.2.1 沃金黑牛性能測(cè)定

參照《NY/T 2660—2014肉牛生產(chǎn)性能測(cè)定技術(shù)規(guī)范》認(rèn)定的操作方法對(duì)沃金黑牛的生長(zhǎng)性狀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 沃金黑牛基因組DNA的提取

沃金黑牛血液基因組DNA提取：嚴(yán)格參照DNA提取試劑盒內(nèi)附說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。

1.2.3 引物設(shè)計(jì)與合成

利用Primer Primer 5.0軟件設(shè)計(jì)MOGAT2基因第四內(nèi)含子引物，送至安升達(dá)生物科技有限公司合成。引物信息如下：F：5′CACAGCTCTGTTCCCAGCAA-3′；R：5′TCGGCGGTAGGGCATAAA-3′，擴(kuò)增片段1 148 bp，退火溫度59.5 ℃。

1.2.4 普通PCR擴(kuò)增

以提取的沃金黑牛DNA為模板，對(duì)MOGAT2基因第四內(nèi)含子進(jìn)行PCR擴(kuò)增。本試驗(yàn)所用PCR反應(yīng)條件和PCR擴(kuò)增體系均參照胡忠昌等人的研究。

1.2.5 MOGAT2基因多態(tài)性檢測(cè)

Sanger測(cè)序由安升達(dá)生物科技有限公司完成，利用DNAMAN 8軟件和Chromas軟件分析測(cè)序結(jié)果。

1.2.6 沃金黑牛群體遺傳結(jié)構(gòu)分析

利用“牛等家養(yǎng)動(dòng)物群體遺傳分析工具V1.0”評(píng)價(jià)沃金黑牛群體遺傳結(jié)構(gòu)。

1.2.7 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 19.0軟件One-Way ANOVA程序?qū)OGAT2基因不同基因型的生長(zhǎng)性狀進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，p＜0.05代表差異顯著，p＜0.01代表差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 沃金黑牛MOGAT2基因的PCR擴(kuò)增

經(jīng)檢測(cè)MOGAT2基因第四內(nèi)含子的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物片段大小與預(yù)期片段長(zhǎng)度相符且特異性良好。

2.2 沃金黑牛MOGAT2基因多態(tài)性檢測(cè)

在沃金黑牛MOGAT2基因第四內(nèi)含子編碼區(qū)Chr15:55118993bp處發(fā)現(xiàn)A/G突變，且MOGAT2基因在該位點(diǎn)存在AG、GG和AA三種基因型。

2.3 沃金黑牛MOGAT2基因SNP位點(diǎn)的基因型頻率和基因頻率

沃金黑牛去勢(shì)公牛MOGAT2基因g.A417G位點(diǎn)的各基因型頻率為：AG 60.00%（42）、GG 31.43%（22）和AA 8.57%（6）；各等位基因頻率為A 38.57%、G 49.58%。沃金黑牛母牛MOGAT2基因g.A417G位點(diǎn)的各基因型頻率為：AG 62.96%（34）、GG 29.63%（16）和AA 7.41%（4）；等位基因頻率為A 38.39%、G 61.11%。卡方值分別為0.4958和0.5692。

2.4 沃金黑牛MOGAT2基因SNP位點(diǎn)的遺傳變異參數(shù)

沃金黑牛去勢(shì)公牛、母牛MOGAT2基因g.A417G位點(diǎn)的Ho分別為：0.5262和0.5246，He分別為：0.4738和0.4754，且Ho均高于He。多態(tài)信息含量分別為：0.3615和0.3625。

2.5 MOGAT2基因SNPs位點(diǎn)與沃金黑牛生長(zhǎng)性狀的相關(guān)性分析

沃金黑牛去勢(shì)公牛g.A417G位點(diǎn)：AG基因型體高顯著高于AA基因型（p＜0.05），眼肌面積極顯著高于GG基因型（p＜0.01），AG、GG基因型的體斜長(zhǎng)均極顯著高于AA基因型（p＜0.01）。沃金黑牛母牛g.A417G位點(diǎn)：AG基因型體斜長(zhǎng)極顯著高于GG基因型（p＜0.01），AG基因型眼肌面積顯著高于GG基因型（p＜0.05）、極顯著高于AA基因型（p＜0.01）（見(jiàn)表1）。

表1 MOGAT2基因SNPs位點(diǎn)不同基因型與沃金黑牛生長(zhǎng)性狀的關(guān)聯(lián)分析

3 討論

目前關(guān)于MOGAT2基因的研究主要集中在代謝紊亂綜合征、能量調(diào)節(jié)和癌癥靶向治療等方面。AHMED F等研究發(fā)現(xiàn)，添加MOGAT2抑制劑可以有效治療高甘油三酯癥和肥胖癥。TAYLOR B等研究認(rèn)為，MOGAT2與人類、嚙齒動(dòng)物胚胎以及胎兒早期發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)狀況有關(guān)。此外，WANG ZH等研究證實(shí)，MOGAT2與肝癌患者總生存時(shí)間顯著相關(guān)，適當(dāng)提高M(jìn)OGAT2基因的表達(dá)水平可能對(duì)肝癌患者起保護(hù)作用。此外，MOGAT2被鑒定為乳腺癌中的差異甲基化基因。另有研究證實(shí)MOGAT2基因在卵黃囊中表達(dá)，且在早期胚胎的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)中起重要作用。全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWASs）分析結(jié)果顯示，MOGAT2基因與妊娠期血脂異常相關(guān)，該基因的低甲基化水平可能會(huì)降低胎盤中ALX4基因的表達(dá)水平，進(jìn)而引起胎盤DNA甲基化。

本研究中沃金黑牛MOGAT2基因g.A417G位點(diǎn)，其純合度均高于雜合度，多態(tài)信息含量處于中度多態(tài)，說(shuō)明該突變位點(diǎn)在沃金黑牛群體中選擇潛力較大。內(nèi)含子序列已被證實(shí)參與調(diào)控轉(zhuǎn)錄、翻譯等基因表達(dá)過(guò)程。已有研究在牦牛和秦川牛群體部分候選基因內(nèi)含子區(qū)域上檢測(cè)到影響生長(zhǎng)性狀和肉質(zhì)性狀的SNPs位點(diǎn)。本試驗(yàn)在沃金黑牛MOGAT2基因內(nèi)含子4區(qū)域檢測(cè)到1個(gè)SNPs位點(diǎn)（g.A417G），且該位點(diǎn)多態(tài)性與12月齡沃金黑牛去勢(shì)公牛體高、體斜長(zhǎng)和眼肌面積之間存在顯著或極顯著相關(guān)，說(shuō)明AG和GG可能是影響沃金黑牛去勢(shì)公牛生長(zhǎng)性狀的潛在關(guān)鍵基因型,表明AG和GG基因型型個(gè)體具有較好的生長(zhǎng)發(fā)育潛力。此外，12月齡沃金黑牛母牛AG基因型個(gè)體的體斜長(zhǎng)和眼肌面積均極顯著或顯著高于AA或GG基因型，說(shuō)明MOGAT2基因多態(tài)性可能會(huì)影響沃金黑牛的生長(zhǎng)性狀，在沃金黑牛早期群體選育中優(yōu)先選擇AG基因型個(gè)體，可能會(huì)縮短育種周期。

4 結(jié)論

沃金黑牛MOGAT2基因內(nèi)含子4在g.A417G位點(diǎn)存在遺傳多態(tài)性，且該位點(diǎn)與沃金黑牛去勢(shì)公牛、母牛的部分生長(zhǎng)性狀存在不同程度的顯著相關(guān)，可以將MOGAT2基因g.A417G位點(diǎn)作為沃金黑牛選育中生長(zhǎng)性狀的相關(guān)遺傳標(biāo)記。