五指山猪MYH基因家族结构变异对背最长肌肌纤维性状的影响OA北大核心CSTPCD

旨在通过探究五指山猪背最长肌MYH基因家族结构变异(SVs)对背最长肌肌纤维性状的影响,为深入理解肌纤维生长规律和分子机制提供基础。研究对象为五指山猪,采用大白猪作为对照组。屠宰前一周将3头五指山猪(4月龄母猪,平均体重14.2 kg)和3头大白猪(4月龄母猪,平均体重58.0 kg)饲养在相同的环境中,饲喂充足的食物和水,所有猪饥饿处理24 h之后屠宰。采集6头猪背最长肌组织,提取完整DNA,PacBio平台建库测序,每个样本测序大约40 Gb,测序数据与参考基因组(Sscrofa 11.1)比对,使用Sniffles和PBSV软件的默认参数检测SVs,过滤条件:50 bp≤SVs≤10 kb;提取每头猪背最长肌总RNA,转录组测序,计算基因表达量;统计五指山猪和大白猪SVs在染色体上分布位置和数目,比较五指山猪相对于大白猪SVs差异,筛选五指山猪特异性SVs,构建五指山猪MYH基因家族系统发育树,预测结构域,分析MYH基因表达量与肌纤维指标相关性。结果表明:1)五指山猪共有7个特异性MYH基因,主要分布在第3、5、6、12、13号染色体,第12号染色体包含3个MYH基因;2)系统进化树显示,五指山猪7个MYH基因分化为2个分支,分别编码非肌肉肌球蛋白和肌肉肌球蛋白,MYH9与MYH11基因、MYH1与MYH4基因同源性最高;7个MYH基因都包含结构域Motor domain,5个MYH基因包含结构域Myosin-N,MYH基因头部结构域(Myosin-N和Motor domain)相对保守,中间和尾部结构域差异较大;其中五指山猪MYH1、MYH4和MYH9基因包含SVs而大白猪没有SVs,皮尔森系数统计表明,MYH基因是否包含SVs可能与基因表达量相关;综合转录组测序和Q-PCR试验,检测这3个MYH基因的表达量与肌纤维指标相关性,MYH1基因表达量与肌纤维密度和数量正相关,MYH4基因表达量与肌纤维密度和数量负相关,MYH9基因表达量与肌纤维密度负相关,与直径正相关。综上所述,五指山猪第12号染色体上特异性MYH基因最多;MYH基因家族主要分化为非肌肉肌球蛋白和肌肉肌球蛋白2个分支;MYH蛋白头部结构域相对保守,中间和尾部结构域差异可能是造成MYH基因家族分化的主要原因;MYH1、MYH4和MYH9基因表达量均与肌纤维密度相关,可能通过调控背最长肌肌纤维密度影响肌肉生长发育。本研究不仅扩展了肌纤维生长发育的分子机制相关内容,也为优化结构变异有关的遗传育种模式提供借鉴。