摘要:
肌肉生長抑制素(myostatin,MSTN)是一種骨骼肌生長發(fā)育的負(fù)調(diào)控因子,可以抑制成肌細(xì)胞的增殖,是動(dòng)物品種改良的重要候選基因,該基因突變能夠引起骨骼肌的廣泛性增生與肥大,產(chǎn)生“雙肌”癥狀,導(dǎo)致動(dòng)物脂肪分化減少、肌肉含量增加,從而滿足市場動(dòng)物肉品質(zhì)消費(fèi)的需求。為了獲得“雙肌”表型的MSTN基因突變克隆山羊,本研究在山羊MSTN基因第一外顯子序列設(shè)計(jì)并構(gòu)建TALENs表達(dá)載體,轉(zhuǎn)染山羊胎兒成纖維細(xì)胞,經(jīng)嘌呤霉素篩選獲得抗性細(xì)胞株,通過PCR檢測和基因測序篩選MSTN基因突變細(xì)胞株作為供核細(xì)胞進(jìn)行山羊體細(xì)胞核移植,并鑒定MSTN基因突變類型;通過組織切片分析MSTN基因突變山羊肌肉組織形態(tài)結(jié)構(gòu),監(jiān)測不同月齡克隆山羊體重并分析其不同生長發(fā)育階段的體重增長趨勢。結(jié)果表明,共獲得109株MSTN基因突變細(xì)胞株,突變效率達(dá)到79.0%(109/138),其中46株為雙等位基因突變,占細(xì)胞株總數(shù)的33.3%(46/138)。選取4株生長狀態(tài)較好的MSTN基因突變細(xì)胞株(1株為雙等位基因純合突變,3株為非純合突變)進(jìn)行體細(xì)胞核移植至12只受體山羊,30 d時(shí)B超檢查出受孕母羊4只,受孕率為33.3%(4/12),妊娠到期分娩2只克隆山羊,測序結(jié)果表明M-1克隆山羊MSTN雙等位基因中的一個(gè)等位基因未產(chǎn)生突變,另一個(gè)等位基因缺失3 bp;M-2克隆山羊MSTN雙等位基因中的一個(gè)等位基因產(chǎn)生1 bp堿基插入,另一個(gè)等位基因缺失13 bp,兩種突變均造成MSTN在突變位點(diǎn)之后的蛋白序列丟失。此外,M-1克隆山羊肌纖維排列緊密且粗大,每月體重均高于普通野生型山羊,但與普通野生型山羊生長趨勢一致,且能夠健康發(fā)育至成年。本研究利用TALENs技術(shù)成功介導(dǎo)山羊MSTN基因定點(diǎn)修飾,并獲得MSTN基因突變的山羊胎兒成纖維細(xì)胞,將其作為供核細(xì)胞成功生產(chǎn)MSTN基因突變克隆山羊,為培育“雙肌”表型山羊新品系奠定了技術(shù)基礎(chǔ),也為將來其他轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的制備提供了參考方法。