辽宁新品系绒山羊是我国禁止外流的宝贵遗传资源,产绒量居全国第一,而其绒毛较粗也是不争的事实,如何获得多而细的绒毛成为急待解决的问题。角蛋白家族是羊毛纤维的主要成分,是形成皮肤毛囊细胞的主要结构蛋白质, 在很大程度上决定了羊毛的品质特性, 其编码基因是毛囊基因表达和毛发生物学研究中重要的候选基因之一。它可以分为角蛋白和角蛋白关联蛋白。本项目以我们前期工作构建的cDNA文库中新发现的新品系绒山羊K26、KAP26.1基因为候选基因,利用质粒测通或RACE技术获得该基因的全长序列,通过Real Time PCR、原位杂交、免疫组化技术首先研究其在调控绒毛纤维品质方面的功能,然后利用RNA干扰技术研究这两个基因与其它角蛋白家族基因以及具有能够控制毛囊大小功能的BMP信号通路之间的相互关系,从而揭示K26、KAP26.1基因的作用机制,为改良辽宁新品系绒山羊绒毛纤维品质并提高其经济价值奠定基础。
K26;KAP26.1;RNAi;lentivirus overexpression;BMP signaling pathway
辽宁绒山羊是我国产绒量最高的优良品种,具有极高的经济价值。角蛋白和角蛋白关联蛋白在绒品质的调控上起着重要的作用,因此对调控绒生长相关角蛋白和角蛋白关联蛋白基因的生物学特性和功能机理进行研究具有十分重要的意义。我们首先通过引物步移法获得了两个基因的全长。利用半定量RT-PCR、原位杂交和免疫组化技术实时荧光定量PCR技术对K26、KAP26.1基因和蛋白的表达进行定位、定量分析,发现K26可以在退行期抑制绒的生长并且可能与毛囊进入退行期相关,KAP26.1具有抑制绒的生长并且使绒毛直径加粗的作用。利用RNAi技术敲减Noggin基因后,定量分析K26、KAP26.1基因的表达量变化,K26和KAP26.1基因的表达量均下降;利用慢病毒过表达技术使K26或KAP26.1基因过表达后,定量分析Noggin基因的表达量变化,其中K26基因过表达组中Noggin基因的表达量增加,而KAP26.1基因过表达组中Noggin基因的表达量减少;然后根据基因表达量的变化趋势分析K26、KAP26.1与BMP信号通路之间的关系,结果发现K26与BMP信号通路是相互拮抗的两个对毛囊及绒毛的生长发育进行抑制的途径(即当BMP信号通路被激活时,K26基因的表达则受到抑制,反之,当K26基因表达量增加时,BMP信号通路则被阻碍),而KAP26.1是通过激活BMP信号通路进而发挥抑制绒生长的作用。综合以上研究结果,K26和KAP26.1确实与辽宁绒山羊的绒品质和绒产量密切相关,并且对绒毛发育的调控具有十分重要的作用,为进一步培育优质绒山羊品种奠定了理论基础。