[发明专利]一种基于ACACB基因鉴定奶牛产奶性状的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种基于ACACB基因鉴定奶牛产奶性状的方法及其应用。本发明的鉴定奶牛产奶性状的方法是检测牛基因组17号染色体上第66218726位脱氧核糖核苷酸和/或第66218117位脱氧核糖核苷酸和/或第66199005位脱氧核糖核苷酸和/或第66167817位脱氧核糖核苷酸和/或第66102564位脱氧核糖核苷酸的基因型。通过试验证明：本发明的方法简便、快速、灵敏，结果可靠、稳定、准确，并可用于辅助鉴定具有优良产奶性状的牛群体，适合实验室大群体规模检测的需要。不仅可对待选牛进行早期筛选，而且降低了育种花费，能有效提高实际生产中的牛的产奶量，在牛的育种工作中将发挥巨大作用。

技术领域

本发明涉及一种基于ACACB基因鉴定奶牛产奶性状的方法及其应用，属于生物技术领域。

背景技术

乙酰辅酶A羧化酶(acetyl-CoA carboxylase，ACC)是催化脂肪酸合成代谢第一步反应的限速酶，在ATP供能、Mg²⁺存在下，以HCO₃^-为羧基供体，将乙酰辅酶A羧化生成丙二酰单酰辅酶A，属于生物素依赖性酶。ACC广泛存在于多种生物中，在人类和其它哺乳动物中该酶属于组织特异性酶，存在两种变构体ACC1(或称ACCα，265kDa)和ACC2(或称ACCβ，275-280kDa)，分别由ACACA和ACACB基因编码。在人类上，ACACA基因位于染色体17q12上，ACACB基因位于染色体12q23上，二者具有高度的相似性，总的氨基酸序列相似性达76％，主要区别在于ACACB比ACACA在第一个功能区的N端多出约140个氨基酸，这些氨基酸序列有助于ACC2结合并固定在线粒体外膜上(Abu-Elheiga et al.,2000)。

ACC是一个多亚基酶，其功能区可分为催化功能区和非催化功能区。催化功能区占据不到ACC分子的一半，包括生物素羧化酶(Biotin carboxylase，BC)、生物素羧基载体蛋白(Biotin carboxyl carrier protein，BCCP)和羧基转移酶(Carboxyl transferase，CT)3个部分，其中CT又由α-CT和β-CT两种亚基组成。非催化功能区可细分为5个部分：1)N末端。这部分在ACC1和ACC2分别有75和139-218个残基，是ACC1和ACC2差异最大的一部分。氨基末端包括了ACC1的磷酸化位点和ACC2潜在的磷酸化位点。2)被AMP-激活蛋白激酶(AMPK)磷酸化作用的调控位点。3)BC和BCCP区之间的大约110个氨基酸的保守性较高的区域。4)BCCP和CT区之间的大约800个氨基酸的高度保守区域。5)C末端。在ACC1和ACC2中该末端的残基和长度高度保守(韩春春等，2006)。

目前已有研究证实，ACC2定位于线粒体膜上，其主要功能是调节脂肪酸的氧化。研究发现，ACC2催化反应生成的丙二酸单酰辅酶A是脂肪酸β氧化反应关键酶——肉毒碱脂酰辅酶A转移酶I(CPT-I)的重要抑制剂(McGarry et al.,1977；Munday,2002)，ACC2通过抑制CRT-I的活性，进而抑制脂肪酸β氧化反应的进行；而当机体处于能量消耗状态时，AMPK活性上升并与ACC2作用使其磷酸化，进而解除ACC2对脂肪酸β氧化反应的抑制(Chen et al.,2003)。ACC2在哺乳动物体内主要在骨骼肌、心肌和肾脏等组织中表达。其中，在骨骼肌和心肌中脂肪酸的β氧化是主要的能量来源(Abu-Elheiga et al.,2000；Tong,2005)，而在肾脏中，ACC2则与糖尿病肾病中的脂毒性密切相关(Murea et al.,2010)。Abu-Elheiga等(2003)发现，缺失ACACB基因的小鼠体内脂肪氧化加速而严重减少，进而导致体重急剧下降，表明可有效地抵制食物诱导性肥胖；同时，这些小鼠也能抵制由高糖食物引起的糖尿病。因此，ACACB可作为治疗肥胖症和糖尿病的参考靶点。

牛的ACACB基因位于第17号染色体上，全长116.36kb，包含58个外显子和57个内含子。其mRNA全长7007bp(另有剪接变构体6种，长度8384-10027bp不等)，共编码2331个氨基酸，mRNA序列与人的同源性为86％，氨基酸序列与人的同源性为88％。