[发明专利]一种与猪肌肉pH值性状相关的分子标记及其应用

说明书

技术领域

本发明属于动物分子标记制备技术领域，具体涉及一种与猪肌肉pH值性状相关基因GYS1基因启动子片段的克隆，分子标记的制备及其在标记辅助选择上的应用。

背景技术

动物体内糖原的含量直接影响到肌肉的一些品质性状，比如屠宰后的肌肉PH值、系水力、肌肉嫩度等。骨骼肌的蛋白质的分解和糖原合成过程直接关系到肌肉的品质。因此，对骨骼肌糖原合成和分解代谢过程的研究，一直受到人们的关注。屠宰后肌肉最终的pH值是衡量猪肌肉品质的重要指标，肌肉的pH值过高则容易形成DFD肉，如果肌肉的pH值过低则容易形成PSE肉，这两种情况都对猪肉的品质造成了巨大的影响，并且对猪肉的深加工带来了较大影响。肌肉糖原含量过高导致最终的pH值过低，使蛋白质对水的结合能力降低，从而对猪肌肉的系水力、剪切力、肉色等肉质性状有影响。pH值只是我们通常测定的一个品质性状指标，其实影响肌肉pH值的主要因素是屠宰时肌肉的糖原含量。目前肌肉糖原含量和肌肉pH值相关性的研究较少，Immonen and Puolanne（2000）研究报道猪肉的最终pH值和糖原含量有较高的相关性。Henckel 等（2000）报道当肌肉内糖原含量较低时（小于53μmol/g）糖原含量和屠宰后最终pH值有较高的相关性，而当肌肉内糖原含量比较高的时侯，这种相关性则很低。

糖原合成酶（GS）是糖原合成过程的限速酶，关键调控位点，在动物的肌肉和肝脏的糖原的合成过程中起着重要的作用(Kaslow and Lesikar, 1984)。在哺乳动物中糖原合成酶存在两种亚型，一种是肌肉类型糖原合成酶（LGS），由GYS1基因编码，在组织中普遍表达(Browner et al., 1989)；另外一种肝脏类型糖原合成酶（MGS），由GYS2基因编码，在组织中肝脏特异表达(Kaslow et al., 1985; Bai et al., 1990)。肌肉类型糖原合成酶转基因小鼠研究表明，转基因小鼠的肌肉糖原含量有明显的提高(Manchester et al., 1996)。而敲除糖原合成酶基因后对小鼠的心肌和骨骼肌的糖原代谢有较大的影响，敲除小鼠比野生型的小鼠在葡萄糖的清除上效率更高，并且能够维持一个更高的血清胰岛素水平，这些结果表明糖原合成酶在控制组织的糖原代谢方面具有重要的作用。敲除糖原合成酶基因的小鼠具有更多比例的慢速氧化型肌纤维（?型），同时快速酵解型肌纤维（??a型）的比例下降(Pederson et al., 2005)。I型肌纤维肌浆中含有更多的线粒体和细胞色素，氧化酶活力高具有更高的储存甘油三酯的能力；II型肌纤维肌浆中线粒体和细胞色素含量少，氧化酶活力低、磷酸化酶和ATP酶活力高。

目前发现并已经鉴定的影响肌肉品质的候选基因也大多是通过影响猪肌肉的糖原代谢，从而影响肌肉品质。PRKAG3基因编码腺苷一磷酸激活蛋白激酶γ亚基。PRKAG3基因在骨骼肌的能量和糖原合成代谢方面其着重要的作用，发现R225Q突变与肌肉内糖原含量增加有相关(Milan et al., 2000)。RN-基因携带个体的背最长肌肉中糖原含量增加了70%，其最终的肌肉pH值比正常要低很多，并且猪肉色泽苍白和滴水损失增加。所以该不同的基因型也很可能通过调节糖原代谢和葡萄糖的转运过程来影响肌肉内的糖原含量，从而影响猪肌肉品质性状。左波等分离克隆猪糖原合成酶基因部分片段，并分析了在猪不同组织中的表达规律，发现在肌肉和心脏中表达量最高 (Zuo et al., 2005)。猪GYS1基因定位于猪六号染色体(Fontanesi et al., 2003)，在这一区域存在大量影响猪肌肉品质性状的QTL(de Koning et al., 1999; Clop et al., 2003)，所以糖原合成酶基因是影响猪肌肉品质性状的重要的候选基因。到目前为止仍没有见到研究猪GYS1基因启动子SNP多态性与猪肉质性状关系的研究的相关报道。所以申请人将猪GYS1基因作为影响猪肉质性状的重要侯选基因，发现GYS1基因启动子区域存在一个突变位点，并且与猪肌肉pH值这一重要肉质性状具有显著相关，可以进一步利用糖原合成酶基因开展优良肌肉品质猪分子标记辅助育种。

参考文献：