淮南猪肌肉组织不同发育阶段的甲基化差异基因筛选

摘要

为进一步开展淮南猪分子选育，提升其生长速度和瘦肉率等经济性状，选取淮南猪胚胎期（days post coitus, dpc）第38、58、78天和出生后第21天4个发育阶段的淮南公猪背最长肌，开展全基因组甲基化测序并通过信号通路富集分析筛选调控肌肉发育的甲基化差异的候选基因。结果显示，基因主体的CpG甲基化程度高于基因上下游2 kb序列的CpG甲基化，基因组元件中内含子、3'UTR和重复序列等甲基化程度最高。随着发育时间的增加，基因主体的CpG甲基化水平逐渐下降，上下游2 kb则是下降-上升-下降趋势。基因组元件中内含子区、3'UTR区和重复序列的甲基化水平都逐渐下降，启动子区则为下降-上升-下降趋势。信号通路富集分析显示，在淮南猪相邻的发育阶段38～58 dpc、58～78 dpc、78 dpc～21 d三者间的差异化均达到极显著水平，黏着斑信号通路存在CpG甲基化差异基因，且达到极显著水平（P值分别为0.000 9、0.000 4、0.000 1），细胞黏附连接信号通路存在CHH甲基化差异基因，且分别达到显著或极显著水平（P值分别为0.013 2、0.012 8、0.000 5），生物信息学分析结果显示，在2个信号通路中筛选到辅肌动蛋白Α4基因（actinin-4, ACTN4）和成纤维细胞生长因子受体（fibroblast growth factor receptor, FGFR1）基因。ACTN4基因调节肌动蛋白结合过程，在4个发育阶段的甲基化水平分别为55.75%、11.18%、10.18%、59.75%,FGFR1基因和肌肉细胞分化相关，在4个发育阶段的甲基化水平分别为0.81%、0.78%、7.52%、0.44%。以上结果表明，在淮南猪肌肉组织不同发育阶段筛选到的2个甲基化差异基因ACTN4和FGFR1可作为淮南猪肌肉发育候选基因进行分子育种。

关键词

淮南猪 / 甲基化 / 差异基因 / 肌肉组织 / 肌肉发育