内源性逆转录病毒插入与绵羊肥胖及脂肪性状的关联研究:开启绵羊育种新征程

【字体: 时间:2025年03月15日 来源:Mobile DNA 4.7

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  研究人员针对绵羊 CD36 基因内 Ov-ERV-R13-CD36 开展研究,发现其与肥胖及脂肪性状相关,或可用于育种。

  在生命科学的奇妙世界里,基因就像一本神秘的密码本,记录着生物的各种奥秘。内源性逆转录病毒(ERVs)作为基因组中的特殊 “居民”,一直是科学家们关注的焦点。ERVs 是古老逆转录病毒感染哺乳动物基因组后留下的痕迹,虽然它们常被视为基因组的 “寄生虫”,但实际上在基因组组织、生物进化等方面发挥着重要作用。
在绵羊的基因世界中,ERVs 同样占据着重要地位,约占基因组内容的 6.02% - 10.05%。然而,目前对于 ERVs 在绵羊经济性状方面的影响,科学家们了解得还不够深入。尤其是 CD36 基因,它在脂肪代谢、肥胖(OB)、体重(BW)和体况评分(BCS)等方面有着重要作用,但 CD36 基因与 ERVs 之间的关系,以及这种关系对绵羊生产性能的影响,仍是未解之谜。

为了揭开这些谜团,扬州大学的研究人员开展了一项深入研究。他们以绵羊为研究对象,聚焦于 CD36 基因内的 Ov-ERV-R13-CD36,旨在探究其与绵羊表型性状之间的关联。这项研究成果发表在《Mobile DNA》杂志上,为我们深入了解绵羊的遗传奥秘提供了重要线索。

研究人员在此次研究中运用了多种技术方法。首先,他们从国家生物技术信息中心(NCBI)的全基因组测序(WGS)数据库获取了 58 个绵羊基因组数据,包括 1 个参考基因组和 57 个非参考基因组 ,并下载了相关基因注释文件。接着,采用 RepeatMasker、Blat、bedtools 等工具进行全基因组 ERV - RIP 筛选,识别出全长 ERV 插入、进行序列比对、检测插入多态性等。同时,运用 PCR 技术对部分 ERVs 进行验证和基因分型,还通过多种生物信息学工具分析基因结构和功能。

研究结果主要围绕以下几个方面展开:

  • Ov-ERV-R13-CD36 的基因定位与结构:研究发现,Ov-ERV-R13-CD36 位于绵羊 4 号染色体的 CD36 基因内,属于 β 逆转录病毒。它是一个 7930bp 的全长 ERV 插入,位于 CD36 基因的内含子 1 中,包含多个功能域,如 Group - Specific Antigen(Gag)、Protease(Pro)、Polymerase(Pol)和 Envelope(Env) 。在不同绵羊基因组中,Ov-ERV-R13-CD36 存在多态性,部分基因组有该插入,部分则为野生型。
  • CD36 基因的比较基因组分析:对绵羊、山羊、牛等 9 个物种的 CD36 基因进行分析,发现其在不同物种间存在结构差异,如绵羊的 CD36 基因跨度大且转录本数量多。同时,Ov-ERV-R13-CD36 仅存在于绵羊 CD36 基因的内含子 1 中,在其他物种基因组中未被检测到。
  • Ov-ERV-R13-CD36 的群体遗传学分析:研究人员从 6 个绵羊品种中随机选取 144 只个体进行 PCR 验证,结果显示该插入多态性在不同品种中分布不同。例如,Barki 品种中 RIP+/+基因型频率为 16.67%,RIP-/-基因型频率为 29.17% ;而 Rahmani 和 Romanov x Rahmani 品种则均为 RIP-/-基因型。
  • Ov-ERV-R13-CD36 与经济性状的关联:分析发现,Ov-ERV-R13-CD36 基因型与绵羊的 OB/BCS 及脂肪测量值存在显著关联。Rahmani 和 Romanov x Rahmani 品种由于具有 100% 的 RIP-/-基因型,表现出较高的 OB/BCS 和脂肪含量;Barki 品种的 RIP+/+基因型频率最高,其 OB/BCS 和平均解剖脂肪重量最低。

研究结论和讨论部分指出,Ov-ERV-R13-CD36 与绵羊的肥胖及脂肪沉积性状密切相关,可作为潜在的遗传标记用于绵羊育种计划,有助于培育具有更优脂肪沉积和体况的绵羊品种。不过,该研究也存在一定局限性,未来还需进一步探究环境因素对 ERV 插入表达的影响,运用更先进的技术深入研究 CD36 基因的表达调控机制。

总体而言,这项研究为绵羊遗传育种提供了新的思路和潜在的遗传标记,在绵羊养殖产业中具有重要的理论和实践意义,为后续研究奠定了坚实基础,有望推动绵羊育种技术的进一步发展。
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