猪DECR1基因的研究进展及其对猪肉品质的影响

堵晶晶，张玉托，全 琪，罗 嘉，朱 砺*

(1.四川农业大学动物科技学院,四川 雅安 625014；2. 四川农业大学园艺学院,四川 雅安 625014)

随着生活水平的不断提高，人们对肉质要求也越来越高。猪肉品质很大程度上受到肌肉内脂肪组成比例和含量的影响[1]。线粒体2,4-双烯酰辅酶A还原酶1(2,4-dienoyl-CoA reductase 1, DECR1)在脂类代谢中扮演重要角色[2]，随着研究的不断深入，发现猪DECR1基因可能与猪脂肪沉积和肉质性状有直接关系，极有可能成为影响猪肉性状的主效基因或遗传标记。因此，深入研究猪DECR1基因可为肉质研究带来新的突破口，为生猪产业创造巨大的经济利益。

1 猪DECR1基因的结构与定位

DECR1是多不饱和脂肪酸(PUFA)氧化分解途径中的关键限速酶，在多不饱和脂酰基CoA β-氧化过程中起重要作用，可作为猪脂肪沉积和肉质性能的候选基因[3]。人DECR1与猪DECR1基因具有较高的同源性[4]，但与人DECR1基因位于8号染色体q21.3区域不同的是，猪DECR1基因位于4号染色体上q1.2区域[5-7]，其cDNA全长2 352 bp，包括987 bp的开放阅读 框 (ORF)，53 bp的 5’ 非 翻 译 区(UTR)和1 312 bp的3’-UTR；编码328个氨基酸，预测其蛋白分子质量为35.43 ku，等电点为9.37[8]。同时，该基因包括1个启动密码子，1个终止密码子，1个polyA加尾信号(AATAAA)，3个addl(ATTTA)基元。但截至目前，尚未见到对猪DECR1基因进行精确定位的报道。

2 猪DECR1基因的差异化表达

2.1 同一品种不同组织中的差异化表达

分析相应的mRNA和蛋白质相对表达量是研究目的基因的常用方法。猪DECR1基因是一个表达谱广泛且组织间表达存在显著差异的基因。李步高等[9]研究了马身猪、大白猪不同组织中DECR1基因的表达，结果表明猪DECR1基因在各组织中都有表达，不同组织的表达量差异极显著(P<0.01)，在脂肪、肝脏和小肠中呈高丰度表达。其中，肝脏的表达度最高，而在肺脏、胃与肾脏等组织中表达度相对较低。同时，史利华等[10]研究发现(如表1)，滇南小耳猪和藏猪的DECR1基因在脂肪组织(背膘和腹脂)中的表达量高于肌肉组织中的表达量。据此说明，猪DECR1基因在同一品种不同组织中的表达存在较大差异。

2.2 不同品种同一组织中的差异化表达

在生物进化过程中，地理环境差异往往会造成遗传物质的差异化表达，DECR1基因作为一个影响肉质性状的候选基因，在猪上差异化表达的研究报道较少。以大白猪和马身猪作为实验材料，用荧光定量PCR技术检测DECR1基因在不同品种同一组织中的蛋白相对表达量，结果表明DECR1基因在大白猪皮下脂肪组织中表达量极显著高于马身猪(P<0.01)，而在小肠、脾脏、心脏中大白猪极显著高于马身猪[9]。其他实验表明[10]，肌肉组织中的DECR1基因表达量：大约克夏猪>滇南小耳猪>藏猪，但差异不显著；而腹脂中DECR1基因表达量：滇南小耳猪>藏猪>大约克夏猪，且差异显著（P<0.05）。

2.3 同一组织的不同时段的差异化表达

刘海峰等[11]选择猪前脂肪细胞诱导分化过程中的10个不同诱导分化时间点检测了DECR1基因的mRNA表达量，结果显示（如表2）：DECR1基因诱导分化后的表达量在48 h时达到最大值，而48 h之前呈现有波动的上升表达，48 h之后为波动式的下降表达。

3 猪DECR1基因的多态性与功能

3.1 猪DECR1基因的多态性

多态信息含量(PIC)是估计基因多态性的一个指标，PIC>0.5，为高度多态；0.25

目前，对DECR1基因的多态性研究主要集中在第2、第5、第6、第8外显子。Amills等[12]扩增了DECRl基因几乎全部编码序列，包括外显子2和10的937 bp片段，并通过对不同品种猪DECRl基因序列进行比对，结果发现，外显子2处存在G/C多态性，该SNP编码DECR1蛋白52号位的Val(C)-Leu(G)。李步高等[9]应用PCR-SSCP方法检测了192头山西白猪DECR1基因第5外显子位点的多态性，其表现出3种不同基因型，表明该位点存在多态性。黄生强等以大白、长白和杜洛克为样本，研究猪DECR1基因SNPs的筛选及其多态性分析时发现，第6外显子有一个SNP无义突变位点，第8外显子有一个SNP错义突变位点且样本猪群中均检测到3种基因型(如表3)，表明样本猪群在该位点存在丰富的遗传多态性。

猪DECR1基因的多态性可能与生长性状、肉质性状等存在关联性，因此深入研究其遗传多态性显得极为重要。

表1 猪DECR1基因在不同猪种不同组织的表达差异

表2 诱导分化过程中DECR1基因mRNA相对表达量的最小二乘值及多重比较

表3 DECR1基因Exon8突变位点的遗传多态性

3.2 猪DECR1基因的功能

脂肪酸是肉质风味的影响因素之一，而在生物体内，饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸之间的转变必须通过β-氧化途径完成。作为不饱和脂肪酸β-氧化途径降解中的关键限速酶，猪DECR1在线粒体内参与催化4-双烯辅酶A转变为3-单烯辅酶A的过程，使多不饱和脂肪酸获得饱和而完成氧化作用，从而调节脂肪酸的沉积。同时，DECR1基因的5个高度保守的酸残基中的1个可能是供体，它的高度表达可促进细胞内脂肪酸氧化。猪DECR1基因位于4号染色体上q1.2区域，该位置与影响猪胴体、生长及脂肪酸代谢的QTL可靠区域一致[13-14]，推测其可影响脂肪酸含量、pH、肉色等肉质性状。医学研究发现其酶活性的变化或缺失对人是致命的[15]。

DECR1基因的表达受到多种因素的调控，表达量变化幅度较大，目前尚未彻底掌握猪DECR1基因的作用机制。目前研究认为猪DECR1基因的主要功能是影响脂肪沉积和肉质性状。

4 结语

随着人们对猪肉品质与风味的追求，基因水平上的研究正逐渐成为寻找影响肉质因素新的突破口。目前，国内外对猪DECR1基因的研究正在不断深入，但成果性报道较少。综上所述，DECR1可能与猪脂肪沉积和肉质性状有直接关系，极有可能成为影响猪肉性状的主效基因或遗传标记，深入研究猪DECR1基因可充分挖掘其潜在的、巨大的科研和经济价值。

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