学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

正反交猪骨骼肌生长发育相关基因表达及表观遗传修饰的发育性变化研究

作　者: 王丽娟
导　师: 刘红林
学　校: 南京农业大学
专　业: 动物遗传育种与繁殖
关键词: mRNA丰度 组蛋白乙酰化 组蛋白甲基化 DNA甲基化 正反交猪 骨骼肌生长发育相关基因
分类号: S828
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 81次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


本论文选取大约克和二花脸正交(大约克公猪×二花脸母猪,YE)和反交(二花脸公猪×大约克母猪,EY)猪,分别在妊娠的第50天(E50)、70天(E70)、90天(E90)和出生后的第1天(D1)、20天(D20)、70天(D70)、120天(D120)、180天(D180)采集背最长肌和半腱肌进行试验。试验一,采用实时荧光定量PCR的方法检测了胰岛素样生长因子(IGF)系统主要基因IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBP-3在正反交猪中的发育性表达模式,比较了正反交之间的差异,分析了基因表达水平与出生后肌纤维横切面积的相关性。试验二,在检测生肌调节因子家族的MyoD、MyoG以及肌肉生长抑制素基因MSTN发育性表达模式的基础上,采用染色质免疫沉淀(ChIP)结合定量PCR技术分析了MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区H3乙酰化、H3K4 me3修饰的发育性变化,同时采用Sequenom MassARRAY系统测定了MyoD和MyoG基因启动子区DNA甲基化修饰的发育性变化,最后分析了这些表观遗传修饰对肌肉生长发育重要调控基因表达的影响。1.大约克和二花脸正反交F1代出生前后骨骼肌中胰岛素样生长因子系统重要基因的表达本试验采用实时荧光定量PCR的方法分析了正反交猪背最长肌和半腱肌中IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBP-3的发育性表达,结果表明：(1)骨骼肌组织中IGF-Ⅰ和IGF-ⅡmRNA的表达随着发育阶段而变化(P<0.05)。出生后,正反交猪IGF-ⅠmRNA的表达呈波动上升的趋势,相反,IGF-ⅡmRNA的表达呈波动下降的趋势。除了反交猪120日龄的半腱肌以外,IGF-ⅠR mRNA的表达水平在出生前显著高于出生后(P<0.05)。IGF-ⅡR mRNA的表达随着发育阶段和正反交的不同而显著变化(P<0.05)。IGFBP-3 mRNA的表达水平随着发育阶段和正反交的不同而变化(P<0.05),但是半腱肌在出生后没有差异。(2) IGF-Ⅱ(E50-D180), IGF-ⅠR (E50-D180), IGF-ⅡR (E50-D1,背最长肌；E70-D20,半腱肌)以及IGFBP-3 (E70-D70,背最长肌；E50-D180,半腱肌)与IGF-Ⅰ呈显著的正相关。IGF-ⅠR (E50-D180), IGF-ⅡR (E50-D20,背最长肌；E70-D20,半腱肌)以及IGFBP-3(E50-D180)与IGF-Ⅱ呈正相关。IGF-ⅡR(E50-D20,背最长肌；E50-D1,半腱肌)以及IGFBP-3(E5O-D180)与IGF-ⅠR呈正相关,IGF-ⅡR(E70-D70)与IGFBP-3正相关。(3)在D20-D180,肌纤维的横切面积(CAS)的变化与IGF-Ⅰ, IGF-ⅠR和IGF-ⅡR有相似的趋势,而与IGF-Ⅱ和IGFBP-3正好相反。这些结果表明正反交猪骨骼肌中IGF系统基因的表达显示特异的发育性模式,这些基因在特定时期的表达是相关的。2.大约克和二花脸正反交F1代出生前后骨骼肌MyoD、MyoG和MSTN基因的表达本研究发现：不同的杂交方式和发育阶段显著影响MyoD mRNA的表达水平(P< 0.05)。MyoG mRNA的表达水平出生前显著高于出生后,但是反交猪半腱肌和正交猪背最长肌的MyoG在180日龄有一个显著升高(P<0.05),且正反交间差异显著。MSTN mRNA的表达水平出生前显著高于出生后,且正反交间差异显著。比较发现这三个基因在胚胎期是反交猪高于正交猪,而出生后呈现相反的趋势。结果还表明MSTN与MyoG (50E-D180)在背最长肌和半腱肌中正相关,而与MyoD在背最长肌中有相似的趋势。3.染色质免疫沉淀(ChIP)分析正反交猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区的组蛋白修饰H3ac和H3K4me3与激活基因表达有关。本试验利用染色质免疫沉淀(ChIP)结合定量PCR技术分析MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区H3K4me3、H3乙酰化修饰的发育性变化,并且比较了正反交之间的差异。结果表明：(1)正交猪MyoD和MyoG基因启动子区H3ac除了90胎龄和1日龄外,其它发育阶段有相似的模式,呈波动性变化。反交猪MyoD和MyoG的H3ac模式完全相同,在120日龄显著较高,其它阶段基本不变。MSTN基因启动子区不同区段H3ac也不完全相同,我们发现相邻的MSTN 107和MSTN279的H3ac的发育性变化模式相似,正交猪前三个区段H3ac波动变化较大,而反交猪除了MSTN163的H3ac波动变化较大外,其余四个区段的H3ac变化很小。(2)正交猪MyoD和MyoG基因启动子区H3K4me3呈相似的波动性变化,反交猪MyoD基因的H3K4me3修饰在50胎龄到180日龄间均无显著性变化,MyoG基因H3K4me3在1日龄、70日龄、120日龄和180日龄显著高于胚胎期和20日龄。对于MSTN基因,除了MSTN278的H3K4me3在180日龄出现显著升高以外,正反交猪MSTN基因启动子区四个区段H3K4me3的发育性变化模式相似,但正反交之间在特定的发育阶段存在差异。总之,MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区H3ac和H3K4me3绝大多数发育阶段都是正交高于反交,但是,在胚胎期这些基因的表达都是正交低于反交,组蛋白修饰模式与基因表达图谱相反。但是在出生后的基因表达基本上是正交猪高于反交猪的,组蛋白修饰模式与基因表达图谱基本相似。4.正反交猪背最长肌中MyoD和MyoG基因启动子区的DNA甲基化采用Sequenom MassARRAY系统分析MyoD和MyoG基因基因启动子区DNA甲基化,结果表明：MyoD基因启动子区包括8个CpG位点,共分成4个CpG单位,第4个CpG位点没有检测到甲基化。研究发现不同位点DNA甲基化程度不同,Site1,2,3的甲基化水平较高,而site5,6和site7,8呈现较低的甲基化水平。Site 1,2,3的甲基化正反交间比较没有发现差异,而site5,6和site7,8的甲基化正反交猪群在特定的发育阶段存在差异(P<0.05)。所有CpG位点的总体甲基化,正交猪除了50和70胎龄显著高于120和180日龄外(P<0.05),其它阶段没有差异,反交猪在不同发育阶段的总体甲基化水平没有明显差异,正反交间比较也没有发现差异。本试验扩增了MyoG基因启子523bp的片段,包括8个CpG位点,第1和第6个CpG位点没有检测到甲基化。MyoG基因启子区DNA甲基化波动变化较大,正反交呈现不同的模式,反交猪在70胎龄(P<0.05)、20(P<0.05)、70(P<0.01)、120(P<0.01)和180日龄(P<0.01)显著或极显著高于正交猪。

全文目录


摘要  7-10
ABSTRACT  10-13
缩略语中英文对照  13-14
1 文献综述  14-26
  1.1 骨骼肌的生长发育与分子遗传调控  14-22
    1.1.1 骨骼肌肌发生过程的概述  14-16
    1.1.2 骨骼肌生长发育不同时期的分子调控机理  16-19
    1.1.3 胰岛素样生长因子(IGF)系统基因在调节动物生长和骨骼肌生长发育中的作用  19-22
  1.2 肌肉生长发育过程中的表观遗传网络的调控  22-24
    1.2.1 肌肉组织的组蛋白修饰  22-23
    1.2.2 肌肉组织的DNA甲基化修饰  23-24
  1.3 本论文研究的主要内容  24
  1.4 本论文研究的目的和意义  24-26
2 材料与方法  26-36
  2.1 试验材料  26-27
    2.1.1 试验动物  26
    2.1.2 主要试验仪器  26
    2.1.3 试验试剂  26-27
  2.2 试验方法  27-36
    2.2.1 肌纤维横切面积的测定  27
    2.2.2 基因表达  27-29
    2.2.3 染色质免疫沉淀分析  29-31
    2.2.4 DNA甲基化分析  31-34
    2.2.5 数据统计分析  34-36
3 结果与分析  36-68
  3.1 大约克和二花脸正反交猪体重和肌纤维横切面积的发育性变化  36-37
  3.2 大约克和二花脸正反交猪骨骼肌组织中IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBP-3表达的发育性变化  37-46
    3.2.1 正反交猪背最长肌中IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBP-3表达的发育性变化  37-41
    3.2.2 正反交猪半腱肌中IGF-Ⅰ、IGF-Ⅱ、IGF-ⅠR、IGF-ⅡR和IGFBP-3表达的发育性变化  41-44
    3.2.3 肌纤维横切面积(CSA)与IGF系统基因间表达的相关分析  44-46
  3.3 大约克和二花脸正反交猪骨骼肌中MyoD、MyoG和MSTN mRNA表达的发育性变化  46-51
    3.3.1 正反交猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN mRNA表达的发育性变化  46-48
    3.3.2 正反交猪半腱肌中MyoD、MyoG和MSTNmRNA表达的发育性变化  48-50
    3.3.3 正反交猪背最长肌和半腱肌中MyoD、MyoG和MSTN mRNA表达的相关分析  50-51
  3.4 染色质免疫沉淀(ChIP)分析大约克和二花脸正反交猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区的组蛋白修饰的发育性变化  51-62
    3.4.1 超声波破碎效果  53
    3.4.2 染色质免疫沉淀实验验证  53-54
    3.4.3 正反交猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区H3ac的发育性变化  54-58
    3.4.4 正反交猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区H3K4me3的发育性变化  58-62
  3.5 大约克和二花脸正反交猪背最长肌中MyoD和MyoG基因启动子区的DNA甲基化的发育性变化  62-68
    3.5.1 正反交猪背最长肌中MyoD基因启动子区DNA甲基化  62-65
    3.5.2 正反交猪背最长肌中MyoG基因启动子区DNA甲基化  65-68
4 讨论  68-76
  4.1 正反交对体重和肌纤维横切面积的发育性变化的影响  68
  4.2 胰岛素样生长因子系统基因的表达对骨骼肌发育的影响  68-70
  4.3 MyoD、MyoG和MSTN基因表达对骨骼肌发育的影响  70-72
  4.4 正反交对猪背最长肌中MyoD、MyoG和MSTN基因启动子区的组蛋白修饰的影响  72-74
  4.5 正反交对猪背最长肌中MyoD和MyoG基因启动子区的DNA甲基化的影响  74-76
全文结论  76-78
创新之处  78-80
需要进一步研究的内容  80-82
参考文献  82-92
攻读博士学位期间发表的论文  92-94
致谢  94

相似论文

  1. 豆梨组织培养过程中玻璃化形成机制及其恢复技术研究,S661.2
  2. 5-Aza-dC对肺癌SPC-A-1细胞p16、MGMT基因甲基化及其表达的影响,R734.2
  3. 肺癌患者癌组织和血浆p16基因甲基化的检测及去甲基化肺癌细胞生物学行为和p16基因转录的研究,R734.2
  4. SO2胁迫对拟南芥DNA甲基化多态性的影响,Q943
  5. 组蛋白乙酰化增强转录因子Sp1诱导的mda-7基因转录激活,R739.5
  6. 随龄变化DNA甲基化片段的筛选,D919.2
  7. 缝隙连接蛋白connexin26及connexin30在拟老化大鼠内耳中的表达及调控,R764.43
  8. 甲状腺癌血DNA甲基化谱的研究,R736.1
  9. 营养和空间因素对雌性蜜蜂发育的影响,S891
  10. 自发性高血压大鼠β_1AR基因甲基化表达差异的影响及血压相关性研究,R544.1
  11. 细颗粒物对H9c2心肌细胞生长及β1受体基因甲基化并表达的影响,R54
  12. 地中海贫血的基因诊断及DNA甲基化转移酶在地中海贫血发病机理中的作用,R556.61
  13. 红豆杉细胞系种质保存及遗传变异研究,S791.49
  14. 玉米自交系及其杂种F1代的甲基化研究,S513
  15. HOXA10基因启动子区低甲基化改变与卵巢上皮性癌发生的相关性及其作用机制,R737.31
  16. 循环DNA p16基因启动子区甲基化检测在非小细胞肺癌早期诊断中的意义,R734.2
  17. Notch1及其配体JAG1基因甲基化在乳腺癌发病中的作用以及种族之间的差异,R737.9
  18. N-乙酰半胱氨酸对BDE-209致新生鼠海马神经元氧化损伤的影响及初步探讨BDE-209对海马神经元DNA甲基化水平的影响,R114
  19. 基于离散增量结合二次判别法预测蛋白质相互作用及DNA甲基化位点,Q51
  20. 血浆DNA分析用于非小细胞肺癌患者术后短期复发的预测,R734.2
  21. Runx3基因启动子区甲基化与胃癌发生、发展的关系,R735.2

中图分类: > 农业科学 > 畜牧、动物医学、狩猎、蚕、蜂 > 家畜 > 猪
© 2012 www.xueweilunwen.com