601bp SINE插入突变导致水貂Agouti基因沉默

Agouti基因编码刺鼠信号蛋白(agouti-signaling protein,ASIP),发挥黑素皮质素1受体(melanocortin 1-receptor,MC1R)拮抗剂作用,抑制黑色素沉积形成棕褐色斑纹的被毛特征.水貂(Neovison vison)作为重要的毛皮用经济动物,具有丰富的皮毛色泽特征,但Agouti基因在调控水貂毛皮颜色中的作用不甚明确.本研究旨在获得水貂Agouti基因序列并分析其结构特征,探讨其中601 bp序列插入突变的分布,以及该突变与Agouti基因表达的关系.以黑、白、咖啡等3种毛色水貂基因组DNA以及黑、咖啡等2种毛色水貂皮肤组织RNA为实验材料,通过PCR克隆测序获得水貂Agouti基因序列,利用生物信息学方法分析其变异并预测mRNA剪接体类型;对于PCR克隆测序比对发现的601 bp插入突变,分别进行群体分析和荧光素酶启动子活性检测;对于转录组数据进行Blast比对,分析Agouti基因序列的转录信息.经克隆测序获得水貂Agouti基因25 478 bp序列,提交NCBI数据库(GeneBank No.KP981640.1);经预测得到7种剪接体,包括60个SNP和601 bp的短散在重复序列元件(short interspersed nuclear element,SINE)转座元件插入突变.群体遗传分析表明,黑貂601 bp野生基因型构成显著高于白貂和咖啡貂(P＜0.05);荧光素酶活性分析显示,包含601 bp SINE与插入位点上下游的1 605 bp正向片段,其启动子活性极显著高于反向片段和野生片段(P＜0.01).包含SINE的973 bp转录本,与Agouti基因内含子3区域序列具有100％的覆盖度和相似度,但没有发现Agouti基因的mRNA转录信息.上述结果提示,Agouti基因内含子3中601 bp的SINE插入,形成具有启动子活性的序列并且转录表达,可能因此沉默了水貂Agouti基因转录,因而水貂全身被毛一致的毛色特征可能与Agouti基因表达无关,即在水貂皮毛颜色形成中Agouti基因可能没有参与作用.本研究为基因组中转座元件的表达调控与基因功能关系研究提供了数据支持.