Analysis of Anti-diarrhoeal Genes and Immune Factors in Local Pig Breeds in Shanghai

doi:10.13304/j.nykjdb.2023.0229

Abstract

Abstract:

In order to identify effective genetic markers for transporter-associated with antigen processing 1 （TAP1）， α（1， 2） fucosyltransferase 1 （FUT1）， natural resistance-associated macrophage protein 1 （NRAMP1）， mucin 4 （MUC4） and mucin 13 （MUC13） genes in Shanghai local pig breeds， including Shanghai White pig， Fengjing pig and Shawutou pig， and provide a reference for the characterization of Shanghai local pig breeds，polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism （PCR-RFLR） and sequence sequencing were applied to analyze the polymorphisms of the above genes， combined with some immune-related factors to explore the effects on immunity of the 3 Shanghai local pig breeds. The results showed that TAP1 and MUC4 genes had anti-diarrheal genotype GG in all 3 pig breeds， while anti-diarrheal genotype GG of MUC13 gene was detected only in Fengjing pig and Shawutou pig， and anti-diarrheal genotype AA of FUT1 and NRAMP1 genes were not detected in any of the 3 pig breeds. TAP1 gene was in moderate polymorphism in Shanghai White pig， Fengjing pig and Shawutou pig， the MUC4 gene of Shanghai White pig was in low polymorphism， the MUC4 gene of Fengjing pig and Shawutou pig was in moderate polymorphism， and the MUC13 gene of Shanghai White pig was in moderate polymorphism， among which the TAP1 gene of Shanghai White pig and Shawutou pig did not satisfy Hardy-Weinberg equilibrium， and the MUC4 gene of Fengjing pig did not satisfy Hardy-Weinberg equilibrium. The interleukin 12 （IL-12） level of MUC13 gene type AA was significantly higher than that of type AG in Shanghai White pig， the tumor necrosis factor α （TNF-α） index of TAP1 gene type AA was significantly higher than that of type GG and AG in Fengjing pig， and the IL-12 index of TAP1 gene type AG was significantly higher than that of type GG in Shawutou pig. Above results had some guiding significance for anti-diarrheal breeding and molecular selection of Shanghai White pig， Fengjing pig and Shawutou pig， and also laid the foundation for future anti-diarrheal breeding work of each local pig breeds in Shanghai.

Key words: Shanghai White pig, Fengjing pig, Shawutou pig, anti-diarrhea gene, immune factor

摘要：

为鉴定上海地方猪种上海白猪、枫泾猪和沙乌头猪中抗腹泻基因抗原加工相关转运体1（transporter-associated with antigen processing 1， TAP1）、α（1， 2）岩藻糖转移酶1［α （1， 2）-fucosyltransferase 1， FUT1］、天然抗性相关的巨噬细胞蛋白1（natural resistance-associated macrophage protein 1， NRAMP1）、黏蛋白4（mucin 4， MUC4）和黏蛋白13（mucin 13， MUC13）基因的有效遗传标记，为上海地方猪种资源特性提供参考，应用聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性（polymerase chain reaction restriction fragment length polymorphism， PCR-RFLR）和序列测序分析上述基因的多态性，结合部分免疫相关因子，探讨对3个上海地方猪种免疫力的影响。结果显示，3个猪种中TAP1和MUC4基因均具有抗腹泻基因型GG，而仅在枫泾猪和沙乌头猪中检测到MUC13基因抗腹泻基因型GG，在3个猪种中均未检测到FUT1和NRAMP1基因抗腹泻基因型AA。上海白猪、枫泾猪和沙乌头猪TAP1基因处于中度多态，上海白猪的MUC4基因处于低度多态，枫泾猪和沙乌头猪的MUC4基因处于中度多态，上海白猪MUC13基因处于中度多态，其中上海白猪和沙乌头猪的TAP1基因不满足Hardy-Weinberg平衡，枫泾猪的MUC4基因不满足Hardy-Weinberg平衡。上海白猪MUC13基因AA型的白细胞介素12（interleukin-12， IL-12）水平显著高于AG型，枫泾猪TAP1基因AA型的肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor， TNF-α）指标显著高于GG和AG型，沙乌头猪TAP1基因AG型的IL-12指标显著高于GG型。以上研究结果对上海白猪、枫泾猪和沙乌头猪的抗腹泻育种和分子选育具有一定指导意义，为今后上海各地方猪种抗腹泻育种工作奠定了基础。

关键词: 上海白猪, 枫泾猪, 沙乌头猪, 抗腹泻基因, 免疫因子

CLC Number:

S828.2

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Figures/Tables 11

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基因 Gene	引物序列 Primer sequence （5’-3’）	目的片段大小 Target fragment size/bp	退火温度 Annealing temperature/℃
TAP1	F： GAAATGTGGATAAGAGCA R： AAACAGACGGATAATGAAAGAGG	767	46
FUT1	F： CTTCCTGAACGTCATCAAGACC R： CTTCAGCCAGGGCTCCTTTAAG	421	55
NRAMP1	F： GGCCAGCTTCCACAGTCTCCAG R： CGGGGGTACAAAGGGGAAGAAG	483	64
MUC4	F： TCTAAAGATGCTGGTGCTAC R： CTGGCTGTATTTCTGTTGTG	220	50
MUC13	F： GGAGAGACCAAACCCACAGA R： CTCCTCACCAGCTCCTTAGC	230	60

基因 Gene	引物序列 Primer sequence （5’-3’）	目的片段大小 Target fragment size/bp	退火温度 Annealing temperature/℃
TAP1	F： GAAATGTGGATAAGAGCA R： AAACAGACGGATAATGAAAGAGG	767	46
FUT1	F： CTTCCTGAACGTCATCAAGACC R： CTTCAGCCAGGGCTCCTTTAAG	421	55
NRAMP1	F： GGCCAGCTTCCACAGTCTCCAG R： CGGGGGTACAAAGGGGAAGAAG	483	64
MUC4	F： TCTAAAGATGCTGGTGCTAC R： CTGGCTGTATTTCTGTTGTG	220	50
MUC13	F： GGAGAGACCAAACCCACAGA R： CTCCTCACCAGCTCCTTAGC	230	60

基因 Gene	猪种 Pig breed	基因型（频率） Genotype （frequency）			等位基因（频率） Allele （frequency）
TAP1	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.00）	GG（0.43）	AG（0.57）	A（0.28）	G（0.72）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.10）	GG（0.53）	AG（0.37）	A（0.28）	G（0.72）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.03）	GG（0.33）	AG （0.63）	A（0.35）	G（0.65）
FUT1	上海白猪 Shanghai White pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
NRAMP1	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.00）	BB（1.00）	AB（0.00）	A（0.00）	B（1.00）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.00）	BB（1.00）	AB（0.00）	A（0.00）	B（1.00）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.00）	BB（1.00）	AB（0.00）	A（0.00）	B（1.00）
MUC4	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.03）	GG（0.83）	AG（0.13）	A（0.10）	G（0.90）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.33）	GG（0.03）	AG（0.63）	A（0.65）	G（0.35）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.20）	GG（0.33）	AG（0.47）	A（0.43）	G（0.57）
MUC13	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.87）	GG（0.00）	AG（0.13）	A（0.93）	G（0.07）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）

基因 Gene	猪种 Pig breed	基因型（频率） Genotype （frequency）			等位基因（频率） Allele （frequency）
TAP1	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.00）	GG（0.43）	AG（0.57）	A（0.28）	G（0.72）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.10）	GG（0.53）	AG（0.37）	A（0.28）	G（0.72）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.03）	GG（0.33）	AG （0.63）	A（0.35）	G（0.65）
FUT1	上海白猪 Shanghai White pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA 0（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
NRAMP1	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.00）	BB（1.00）	AB（0.00）	A（0.00）	B（1.00）
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	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.00）	BB（1.00）	AB（0.00）	A（0.00）	B（1.00）
MUC4	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.03）	GG（0.83）	AG（0.13）	A（0.10）	G（0.90）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.33）	GG（0.03）	AG（0.63）	A（0.65）	G（0.35）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.20）	GG（0.33）	AG（0.47）	A（0.43）	G（0.57）
MUC13	上海白猪 Shanghai White pig	AA（0.87）	GG（0.00）	AG（0.13）	A（0.93）	G（0.07）
	枫泾猪 Fengjing pig	AA（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）
	沙乌头猪 Shawutou pig	AA（0.00）	GG（1.00）	AG（0.00）	A（0.00）	G（1.00）

基因 Gene	猪种 Pig breed	遗传多态性分析 Genetic polymorphism analysis
基因 Gene	猪种 Pig breed	观测杂合度H_o	期望杂合度H_e	多态信息含量PIC	χ²
TAP1	上海白猪Shanghai White pig	0.567	0.413	0.324	4.76
	枫泾猪Fengjing pig	0.367	0.413	0.324	0.29
	沙乌头猪Shawutou pig	0.633	0.463	0.351	4.61
MUC4	上海白猪Shanghai White pig	0.133	0.183	0.164	2.01
	枫泾猪Fengjing pig	0.633	0.463	0.351	4.62
	沙乌头猪Shawutou pig	0.467	0.499	0.371	0.08
MUC13	上海白猪Shanghai White pig	0.133	0.127	0.117	0.15