高原藏猪与平原藏猪不同组织线粒体DNA(mtDNA)拷贝数差异研究

摘要

藏猪是广泛分布于我国高原地区的特有猪种，以适应性强、肉质优良著称。线粒体是动物细胞内氧化磷酸化及合成ATP的主要场所，为细胞提供90％的能量。线粒体数目的多少反映了动物组织的代谢能力及其对能量的需求。
　　松潘高原平均海拔约3500米，我们将世代生活在这里的藏猪称为高原藏猪，成都平原简阳地区海拔约400米，我们将在此生存并繁殖了5代以上的藏猪称为平原藏猪。本研究选取了分别生活在松潘高原和成都平原的藏猪各3头，采用目前通用的实时荧光定量技术(Q-PCR)分别测定了大脑、心肌、肝脏、脾脏、肺、肾脏、背最长肌以及腰大肌八个组织的线粒体DNA拷贝数，并分析了同一品种不同组织以及不同品种同一组织之间的关系。
　　本试验通过Long PCR技术检测了待测样品的mtDNA，未发现大片段缺失现象，确保了本次试验的准确性。Q-PCR结果表明，在高原藏猪中，脾脏与肺脏、大脑与心肌、肾脏与大脑的mtDNA拷贝数差异不显著(p＞0.05)，其余各组织间差异极显著(p＜0.01)，mtDNA拷贝数最多的腰肌是最少的脾脏的8.55倍;在平原藏猪中，脾脏与肺脏、肾脏与腰肌mtDNA拷贝数差异不显著(p＞0.05)，其余各组织间差异极显著(p＜0.01)，心肌是mtDNA拷贝数最多的组织，是脾脏的5.81倍。高原藏猪各个组织的mtDNA拷贝数都极显著的高于平原藏猪，尤其是腰肌和肾脏。高原藏猪肾脏和腰肌的mtDNA拷贝数分别是平原藏猪的4.85倍和5.70倍，差异极显著(p＜0.01)。二者各个组织mtDNA拷贝数的显著差异说明，随着生存的环境的改变，藏猪不同组织的生长发育情况以及能量需求也会随之发生改变。其中变化幅度最大的是腰肌，最小的是心肌，说明无论在高原还是平原，心肌对线粒体的需求量都相对比较稳定。同时，研究结果还显示，mtDNA拷贝数的变异程度在同一地区不同组织间要大于不同地区同一组织间，组织差异对线粒体DNA拷贝数的影响更大。在高原藏猪中，肺组织的mtDNA拷贝数显著低于其余大部分组织，与传统认识并不相同，这是否说明经过长期的自然选择，世代生活在高原上的藏猪已经形成了一套独特的能量代谢体系，还需要从更多的生理生化指标、线粒体超微结构和能量代谢效率以及细胞核相关功能基因的表达等方面做进一步的研究。

目录

论文说明

声明

摘要

缩略词表

1 文献综述

1．1 藏猪及其研究概况

1．1．1 藏猪简介

1．1．2 藏猪生产性能

1．1．3 藏猪的研究及利用现状

1．2 线粒体(mitochondrion)

1．2．1 线粒体的结构

1．2．2 线粒体的数目

1．2．3 线粒体的功能

1．3 线粒体DNA(mitochondrial DNA，mtDNA)

1．3．1 mtDNA概述

1．3．2 mtDNA结构特征

1．3．3 mtDNA遗传特性

1．3．4 mtDNA密码子

1．3．5 mtDNA研究意义

1．4 线粒体DNA拷贝数(mtDNA copy number)

1．5 高原低氧适应性及其研究现状

1．5．1 高原低氧适应性概述

1．5．2 人类及其它动物高原低氧适应性

1．5．3 藏猪高原低氧适应性研究现状

1．5．4 线粒体与高原低氧适应性

1．6 高原脱习服与氧中毒

1．6．1 高原脱习服及氧中毒概述

1．6．2 人类及藏猪脱习服研究现状

1．7 实时荧光定量PCR技术

1．8 Long PCR技术

1．9 本试验设计的相关原理

2 研究目的与意义

2．1 研究目的

2．2 研究意义

3 材料和方法

3．1 试验材料

3．1．1 试验动物

3．1．2 样品采集

3．1．3 主要试剂

3．1．4 主要仪器设备

3．2 试验地点

3．3 试验方法

3．3．1 基因组DNA抽提

3．3．2 DNA产物的检测

3．3．3 Q-PCR引物设计及合成

3．3．4 Q-PCR引物的稀释

3．3．5 Long PCR引物合成

3．3．6 Long PCR反应体系

3．3．7 样品中mtDNA拷贝数的定量

3．3．8 数据分析

4 结果与分析

4．1 Long PCR扩增结果

4．2 扩增标准曲线

4．3 Q-PCR扩增结果

4．4 高原藏猪不同组织mtDNA拷贝数差异分析

4．5 平原藏猪不同组织mtDNA拷贝数差异分析

4．6 高原藏猪与平原藏猪不同组织mtDNA拷贝数比较

4．6．1 大脑

4．6．2 心肌

4．6．3 肝脏

4．6．4 脾脏

4．6．5 肺

4．6．6 肾脏

4．6．7 眼肌

4．6．8 腰肌

4．7 各组织mtDNA拷贝数变化程度分析

4．8 各组织mtDNA拷贝数聚类图分析

5 讨论

5．1 荧光定量法检测线粒体DNA的拷贝数具有独特的优势

5．2 肌肉纤维类型显著影响线粒体DNA拷贝数

5．3 平原环境导致藏猪各组织线粒体DNA拷贝数减少

5．4 低线粒体DNA拷贝数利于降低ROS活性

5．5 能量代谢效率提高清理多余的线粒体

6 结论

7 本研究创新点

参考文献

致谢