沃金黑牛MOGAT2基因多态性及其与生长性状的关联分析

2022-11-24杨少滢赵文军缪立生

吉林畜牧兽医 2022年11期

杨少滢，刘宇，赵文军，缪立生，曹阳*

1.吉林省农业科学院，吉林长春 130033；2.延边大学，吉林延吉 133002

单酰甘油O-酰基转移酶2（Monoacylglycerol O-acyltransferase 2，MOGAT2）隶属于MGAT家族，主要在人类小肠、肝脏和白色脂肪中表达，是小肠中甘油三酯合成的关键限速酶。HEPPNER KM等研究发现，敲除MOGAT2能够显著提高小鼠对胰岛素的敏感性，促进胰岛素正常分泌，降低胰高血糖素含量。NELSON DW等研究证实，降低小鼠肠道中MOGAT2活性将导致甘油三酯合成能力受损。BANH T等认为，MOGAT2参与调节能量平衡，敲除MOGAT2将导致肥胖小鼠体重下降。WANG H等发现MOGAT2在不同海拔的16个牦牛种群中存在不同程度的拷贝数变异，认为MOGAT2可能与高海拔环境的适应性有关，且不同个体之间MOGAT2的CNV差异显著，说明在恶劣环境下，MOGAT2参与调控的脂肪代谢和碳水化合物利用对牦牛的生产和繁殖性能具有重要意义。此外，单变量分析结果显示，MOGAT2基因rs499974位点可能与增加Ⅱ型糖尿病的风险有关。

沃金黑牛体型中等，具备生产雪花牛肉的潜能。分子育种对于其选育提高具有重要作用，MOGAT家族中MOGAT1和MOGAT3基因的SNPs位点已被证实可作为荷斯坦犊牛生长性状遗传改良的分子标记。但目前尚无关于MOGAT2基因能否作为肉牛生长性状候选基因的报道。本研究采用Sanger测序法对沃金黑牛MOGAT2基因进行SNPs检测，在分子水平上挖掘与沃金黑牛生长性状显著相关的遗传标记，以期加快沃金黑牛种质资源的开发与利用，并为沃金黑牛分子育种及MOGAT2基因功能的研究提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验动物

随机挑选健康状况良好的12月龄沃金黑牛去势公牛70头、母牛54头共124头为试验牛，饲养管理条件一致。

1.2 方法

1.2.1 沃金黑牛性能测定

参照《NY/T 2660—2014肉牛生产性能测定技术规范》认定的操作方法对沃金黑牛的生长性状进行测定。

1.2.2 沃金黑牛基因组DNA的提取

沃金黑牛血液基因组DNA提取：严格参照DNA提取试剂盒内附说明书进行。

1.2.3 引物设计与合成

利用Primer Primer 5.0软件设计MOGAT2基因第四内含子引物，送至安升达生物科技有限公司合成。引物信息如下：F：5′CACAGCTCTGTTCCCAGCAA-3′；R：5′TCGGCGGTAGGGCATAAA-3′，扩增片段1 148 bp，退火温度59.5 ℃。

1.2.4 普通PCR扩增

以提取的沃金黑牛DNA为模板，对MOGAT2基因第四内含子进行PCR扩增。本试验所用PCR反应条件和PCR扩增体系均参照胡忠昌等人的研究。

1.2.5 MOGAT2基因多态性检测

Sanger测序由安升达生物科技有限公司完成，利用DNAMAN 8软件和Chromas软件分析测序结果。

1.2.6 沃金黑牛群体遗传结构分析

利用“牛等家养动物群体遗传分析工具V1.0”评价沃金黑牛群体遗传结构。

1.2.7 数据的统计分析

采用SPSS 19.0软件One-Way ANOVA程序对MOGAT2基因不同基因型的生长性状进行统计分析，p＜0.05代表差异显著，p＜0.01代表差异极显著。

2 结果与分析

2.1 沃金黑牛MOGAT2基因的PCR扩增

经检测MOGAT2基因第四内含子的PCR扩增产物片段大小与预期片段长度相符且特异性良好。

2.2 沃金黑牛MOGAT2基因多态性检测

在沃金黑牛MOGAT2基因第四内含子编码区Chr15:55118993bp处发现A/G突变，且MOGAT2基因在该位点存在AG、GG和AA三种基因型。

2.3 沃金黑牛MOGAT2基因SNP位点的基因型频率和基因频率

沃金黑牛去势公牛MOGAT2基因g.A417G位点的各基因型频率为：AG 60.00%（42）、GG 31.43%（22）和AA 8.57%（6）；各等位基因频率为A 38.57%、G 49.58%。沃金黑牛母牛MOGAT2基因g.A417G位点的各基因型频率为：AG 62.96%（34）、GG 29.63%（16）和AA 7.41%（4）；等位基因频率为A 38.39%、G 61.11%。卡方值分别为0.4958和0.5692。

2.4 沃金黑牛MOGAT2基因SNP位点的遗传变异参数

沃金黑牛去势公牛、母牛MOGAT2基因g.A417G位点的Ho分别为：0.5262和0.5246，He分别为：0.4738和0.4754，且Ho均高于He。多态信息含量分别为：0.3615和0.3625。

2.5 MOGAT2基因SNPs位点与沃金黑牛生长性状的相关性分析

沃金黑牛去势公牛g.A417G位点：AG基因型体高显著高于AA基因型（p＜0.05），眼肌面积极显著高于GG基因型（p＜0.01），AG、GG基因型的体斜长均极显著高于AA基因型（p＜0.01）。沃金黑牛母牛g.A417G位点：AG基因型体斜长极显著高于GG基因型（p＜0.01），AG基因型眼肌面积显著高于GG基因型（p＜0.05）、极显著高于AA基因型（p＜0.01）（见表1）。

表1 MOGAT2基因SNPs位点不同基因型与沃金黑牛生长性状的关联分析

3 讨论

目前关于MOGAT2基因的研究主要集中在代谢紊乱综合征、能量调节和癌症靶向治疗等方面。AHMED F等研究发现，添加MOGAT2抑制剂可以有效治疗高甘油三酯症和肥胖症。TAYLOR B等研究认为，MOGAT2与人类、啮齿动物胚胎以及胎儿早期发育的营养状况有关。此外，WANG ZH等研究证实，MOGAT2与肝癌患者总生存时间显著相关，适当提高MOGAT2基因的表达水平可能对肝癌患者起保护作用。此外，MOGAT2被鉴定为乳腺癌中的差异甲基化基因。另有研究证实MOGAT2基因在卵黄囊中表达，且在早期胚胎的营养供应中起重要作用。全基因组关联研究（GWASs）分析结果显示，MOGAT2基因与妊娠期血脂异常相关，该基因的低甲基化水平可能会降低胎盘中ALX4基因的表达水平，进而引起胎盘DNA甲基化。

本研究中沃金黑牛MOGAT2基因g.A417G位点，其纯合度均高于杂合度，多态信息含量处于中度多态，说明该突变位点在沃金黑牛群体中选择潜力较大。内含子序列已被证实参与调控转录、翻译等基因表达过程。已有研究在牦牛和秦川牛群体部分候选基因内含子区域上检测到影响生长性状和肉质性状的SNPs位点。本试验在沃金黑牛MOGAT2基因内含子4区域检测到1个SNPs位点（g.A417G），且该位点多态性与12月龄沃金黑牛去势公牛体高、体斜长和眼肌面积之间存在显著或极显著相关，说明AG和GG可能是影响沃金黑牛去势公牛生长性状的潜在关键基因型,表明AG和GG基因型型个体具有较好的生长发育潜力。此外，12月龄沃金黑牛母牛AG基因型个体的体斜长和眼肌面积均极显著或显著高于AA或GG基因型，说明MOGAT2基因多态性可能会影响沃金黑牛的生长性状，在沃金黑牛早期群体选育中优先选择AG基因型个体，可能会缩短育种周期。