宁乡猪线粒体DNA全基因组研究

许栋 曾勇波 曾青华 杨一帆 马海明

摘  要：本研究通过聚合酶链式反应法测定了宁乡猪全线粒体基因组序列（GenBank收录号：KF472178），结果表明，线粒体DNA的总长度为16 690 bp，其组成为34.70%A、25.81%T、26.18%C、13.30%G，均为富A+T （60.52%）。它包含了典型的线粒体DNA结构，包括2个核糖体RNA基因、13个蛋白质编码基因、22个转移RNA基因和1个非编码控制区域（D-loop区域）。这些基因的排列方式与长白猪相同。其中除了ND2、ND3、ND4L和ND5的起始密码子是ATA，ND6是ATT，其他蛋白质的起始密码子均为ATG。宁乡猪线粒体全基因组序列为进一步研究其种质特性遗传机制奠定了基础。

关键词：猪;线粒体DNA;聚合酶链式反应

中图分类号：S813.1 文献标志码：A 文章编号：1001-0769（2019）02-0026-03

宁乡猪是我国著名的四大地方品种之一，原产于湖南省宁乡县的流沙河及草冲一带，原名为流沙河猪或草冲猪。宁乡猪的形成历史悠久，宁乡猪的特征是“丝颈葫芦肚，耳薄嘴筒齐，稀毛现薄皮，鱼尾后脚直，奶子一斩齐，四脚要撒蹄”、“乌云盖雪银颈圈”。其体型中等，体质疏松细致，体躯呈圆筒状，毛色为黑白花，四肢、肋腹及颈下部为白色，头和臀部呈黑色。它与杜洛克猪等其他外来品种相比，具有抗逆性强和肉质优良等特点。本研究首次测定了宁乡猪的线粒体DNA全基因组序列，旨在为其种质特性研究积累基础资料，并为进一步研究奠定坚实基础。

1  材料与方法

1.1 样品采集

宁乡猪采自湖南省宁乡大龙畜牧科技有限公司，剪少量耳组织-20 ℃保存。

1.2 基因组DNA提取及序列分析软件

基因组DNA提取按常规酚-氯仿法进行，用24对引物进行聚合酶链式反应扩增线粒体的完整基因组，DNA序列采用DNAStar.lasergene.v7.1软件分析，利用tRNA scan-se1.21 Search Server软件（lowe和eddy 1997）和DOGMA软件（http：//dogma.ccbb.utexas.edu/） （Wyman等，2004）分析了线粒体DNA的基本组成和分布。

2  结果与分析

宁乡猪线粒体全基因组总长度为16 690 bp，基本组成为34.70%A、25.81%T、26.18%C、13.30%G和A+T（60.52%），包含了典型线粒体DNA结构，包括2个核糖体RNA基因、13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区域（D-loop区域）。这些基因的排列方式与长白猪相同。ND2、ND3、ND4L和ND5起始密码子是ATA，ND6是ATT，其余是ATG（表1）。除3个tRNA基因（tRNAIle、tRNAAsp和tRNALeu）位于重链外，其他编码基因都在轻链上。在所有这些基因中，有6个重叠，13个间隔长度为1 bp～41 bp。有4种类型的终止密碼子，即ND2基因为TAG，COX1、Atpase8、Atpase6、ND4L、ND5和ND6为TAA，ND1和Cytb为TGA，另外，COX2、COX3、ND3和ND4为一个不完全的终止密码子。12S RNA和16S RNA基因分别为961 bp和1 570 bp，位于tRNALeu和tRNAPhe基因之间，并被tRNAVal基因分隔，结果与其他脊椎动物相同。22个tRNA基因分布在RNA和蛋白质编码基因中，长度在59 bp～75 bp之间。非编码区是轻链复制的起点，位于tRNAAsn和tRNACys基因之间，长度为32 bp，可能与折叠成稳定的茎环二级结构有关。线粒体基因组的D环有一个重复区域（210 bp）。

3  讨论

线粒体是“细胞的能量工厂”，内共生学说认为在远古真核细胞吞噬细菌后，经长期的共生进化，最终演变形成线粒体，线粒体DNA呈母系遗传方式，在极少数情况下，线粒体可以同时来自父亲和母亲。据我们研究，沙子岭猪和大围子猪的线粒体DNA大小为16 690 bp，与宁乡猪的线粒体大小完全相同，这几个猪种同为湖南省特有品种，而滇南小耳猪线粒体DNA大小为16 720 bp，滇南小耳猪为云南的特有品种，这也反映了猪线粒体基因组大小与生态类型有关，其具体机制还有待进一步研究。