H-FABP基因在动物生产中的研究进展

唐洪文，张 婷，陈铁壁，谭 超，陈宇光，※

(1.湖南农业大学动物科学技术学院，湖南长沙410128；2.湖南省永州市道县畜牧水产局，湖南永州425302；3.湖南科学技术学院生命科学与化学工程系，湖南永州425100)

随着人们生活水平的不断提高，保健意识的增强与消费观念的改变，对各类肉制品不再是量的需求，而更多的关注于肉质风味，产品品质与营养价值。其中研究发现心脏脂肪酸结合蛋白（HeartFattyAcidBindingProtein,H-FABP）是影响肌肉脂肪蛋白(IMF)含量的候选基因之一，其肌肉脂肪的含量的多少与肉质性状有着密切的关系。H-FABP基因是从肠细胞液成分中分离出来的小分子细胞内蛋白质，能特异的结合脂肪酸，可以将脂肪酸从细胞膜运送到三酞甘油及磷脂的合成部位和进行β一氧化的场所[1]，通过调节细胞内脂肪酸浓度来转运长链脂肪酸和调节脂肪酸代谢平衡[2]，主要在骨骼肌、心肌和泌乳的乳腺中表达[3]。目前关于H-FABP基因的研究多集中于多态性、生产性状与肉质性能之间相关性与差异表达分析。本文综述H-FABP基因在动物生产中的应用情况为生产实际提供理论参考。

1 H-FABP 基因的分子结构及定位

H-FABP基因又称FABP3，不同物种H-FABP基因都由4个外显子和3个内含子组成，其间距大约为10bp，如图1所示。外显子1包含了所2有5’未翻译序列，并编码最初的24个氨基酸；外显子2和3分别编码59和34个氨基酸，外显子4编码最后的16个氨基酸和3’未翻译的区域。在不同种物种之间H-FABP基因的编码区有很高同源性，这不仅表现在所编码的氨基酸上，还表现在其DNA序列上。在物种间外显子具有高度的保守性，分别编码了24、58、34和17个氨基酸，三个内含子的大小分别为4.2、2.5和1.5kb，但内含子在物种间的差异却很大[4]。

不同物种间H-FABP基因定位于不同的染色体上，人类的H-FABP基因定位于1号染色体上[5]；猪的H-FABP基因定位于6号染色体上，拥有1.6kb的上游调控序列和0.2kb的3’非转录区，含有4个外显子，分别转录含有24、58、17和17个氨基酸的多态片段[6]。鼠的H-FABP基因定位于4号染色体上[7]。鸡的H-FABP基因定位于23号染色体上，牛定位于2号染色体上，都由4个外显子和3个内含子组成。

2 H-FABP 基因遗传多态性

Gerbens等[8]用PCR-RFLPs技术，发现了位于5’上游区的1个多态位点HinfI-RFLP以及位于第二内含子内的2个多态性位点HaeIII-RFLP和MspI-RFLP。张桂香等[9]运用PCR-RFLP技术研究9个猪种（皖南花猪、二花脸猪、金华猪、小梅山猪、滇南小耳猪、香猪、荣昌猪、北京黑猪和大白猪）H-FABP基因5’-上游区和第二内含子的遗传变异发现，9个品种中都在5’-上游区验证了一个HinfI-RFLP多态性位点，而在内含子发现了一个HaeIII-RFLP,但该多态性位点只存在于皖南花猪和大白猪中，另外还发现了一个新的多态HinfI*酶切点，但在所有所测猪中并没发现MspI-RFLP。曹红鹤等[10]进一步确定了3个酶切位点（5’-上游区HinfI-RFLP、内含子2的HaeIII-RFLP和Hinf I*-RFLP）并对每个多态片段进行克隆测序分析发现，5c-上游区HinfI-RFLP是由于1324位的碱基发生了T到C的突变;在内含子2中,Hae III-RFLP变异酶切位点在1811位,发生了C→G的突变引起;HinfI*-RFLP是由于1970位发生了T到C的碱基替换。朱弘焱等[11]检测辽宁种猪（东北荷包猪、大白猪、长白猪和杜洛克猪）H-FABP的多态性位点发现，HinfI和HaeIII酶切点都显示多态性，且优势基因型分别为HH和dd型，其中分析荷包猪H-FABP基因5’-上游区和第二内含子多态性，结果显示H和d基因的频率较高。周全勇等[12]运用PCR-RFLP技术对玉山黑猪多态性进行分析发现，在HinfI位点上玉山黑猪H-FABP基因表现多态性，在HaeIII位点上为单一等位基因。

3 H-FABP 基因在动物生产中的应用

3.1 H-FABP 基因在猪生产中的应用

猪肌内脂肪(intramuscularfat，IMF)含量是猪肉品质的重要性状之一。H-FABP基因作为IMF候选基因，其遗传变异影响了猪肉肌肉脂肪含量及猪肉品质。庞卫军等[13]对西部地区主要猪种和野猪的H-FABP基因研究表明，同一猪种的不通基因型间IMF含量存在差异，9种基因型对IMF含量均存在影响，HH>Hh>hh，DDHH，bb>Bb>BB，Aa>AA，DD>Dd>dd，在特定的群体中可将其作为影响肌内脂肪含量的候选基因。呼红梅等[16]研究发现，莱芜猪和杜洛克猪肌肉H-FABP基因mRNA表达量与肌内脂肪含量显著正相关。许云贺等[17]的研究报道，H-FABP基因的不同基因型对肌肉脂肪和大理石花纹具有极显著影响，其中Dd基因型肌肉脂肪含量显著高于dd基因型，Dd基因型大理石花纹显著高于DD基因型，其中H-FABP基因表达量与肌肉脂肪含量和大理石花纹呈显著正相关。铬元素的添加可以提高H-FABP基因的表达量，H-FABP基因多态性和铬的交互作用对肉质性状有显著的影响。任何一个性状都是基因和环境互作的结果，这开辟了遗传和营养互作的新道路，值得今后开展更多的研究。

不同H-FABP基因的基因型对猪的生长性能存在一定影响。刘剑锋等[18]对中畜黑猪1系研究发现，在HinfI-RFLP位点上，HH和hh2种基因型间170日龄体重差异显著，在其他位点上未发现生长性能间的显著差异。林万华等[19]的研究报道，20日龄的二花脸猪H-FABP基因，HH、Hh和hh3种基因型间体重差异显著；在不同基因型间，每个日龄组的肌肉组织学性状值表现为差异不显著。曲亮等[20]的试验分析H-FABP基因的3个变异位点对胴体性状的影响，结果显示只有HinfI位点对苏淮猪胴体性状影响显著，HH基因型个体的瘦肉率最高，hh基因型个体的背膘最厚；分析3个变异位点单倍体发现，HH-DD-AA型和HH-Dd-Aa型的瘦肉率超过60%，同时，hh-DD-AA型背膘最厚，瘦肉率最低，与HH-DD-AA相比，预示H等位基因能明显提高瘦肉率等性状。为提高胴体性状，在育种工作中可以重点选留HH型个体繁殖后代。

3.2 H-FABP 基因在禽类生产中的应用

王彦等[21]通过运用PCR-RFLP技术分析鸡的H-FABP基因发现在引物1260位点处有一个C到T的单碱基突变和在2765位点处的一个A到G的单碱基突变，产生了3种基因型：AA、AB、BB。结果在T260C位点上，所有鸡的品种中AA基因型的IMF含量显著高于BB基因型个体；而在不同品种中，AA和BB基因型只对封开杏花鸡和岭南黄鸡II号的IMF含量有显著影响，对其他品种鸡的IMF含量都无显著影响。朱祥云等[22]以H-FABP为候选基因，运用PCR-SSCP方法对6周零3个群体的北京鸭进行SNP分析发现，H-FABP基因第3内含子的第156个碱基处发生1个C到G的突变，该突变对Z4群体胴体质量、皮脂质量、皮脂率和全净膛质量有显著影响，因此H-FABP基因可以作为北京鸭Z4群体屠宰性能的候选基因应用于选育工作中。游小燕等[23]对鸡的H-FABP基因采用PCR-SSCP研究推测，H-FABP基因很大程度上影响鸡的屠宰性能或与控制屠宰性能的主基因连锁。H-FABP基因多态性对IMF含量存在显著影响，H-FABP基因mRNA表达水平对IMF含量也影响显著。李文娟等[24]的研究表明，随着鸡日龄的增长，H-FABP基因mRNA表达量显著降低，且白莱航鸡、北京油鸡和AA鸡群体的H-FABP基因mRNA表达水平与屠体重及IMF含量呈现显著的负相关。屠云洁等[25]对鹿苑鸡和隐性白羽鸡H-FABP基因研究也发现H-FABP基因mRNA表达水平与IMF含量呈显著负相关。而H-FABP基因mRNA表达水平受环境和个体因素的影响，实际应用中应综合考虑。

3.3 H-FABP 基因在反刍动物生产中的应用

周国利等[26]对鲁西黄牛H-FABP基因研究表明，BB基因型对牛肉嫩度的剪切力值有较大的影响，BB型所对应的WBS值显著高于AA和AB，而WBS值越高，肉质性状越差。AA、AB和BB3种基因型对大理石纹影响不显著;为了加快肉牛肉品质的遗传发展，在育种工作中可以通过选择A等位基因或纯合子AA基因型个体作为辅助选择的依据。余刚等[27]对陕北白绒山羊H-FABP基因研究发现，H-FABP基因外显子2的第22位存在G到C的基因突变，造成的3种不同基因型对胴体性状的影响。其中AA型个体具有显著的脂肪沉积能力，AB型基因在胸围等性状上可能是有利基因型。曹健[28]对耗牛H-FABP基因研究得出，H-FABP突变影响甘南阉耗牛眼肌面积和胴体重。王兰萍等[29]运用PCR-SSCP技术对黄淮山羊H-FABP基因进行分析发现，黄淮山羊只存在一个突变位点，其中两个基因型GG和GC，GC型个体的IMF含量显著高于GG，在背最长肌、胸肌和腿肌间，GC型个体的IMF含量同样显著高于GG。由此可以推测GC基因型可能是黄淮山羊IMF含量性状的有效标记基因型。谢一妮[30]对4个成年山羊群体进行H-FABP基因研究发现2个酶切点Hae III和SauI共得到6种基因型，其中B和D等位基因为优势基因，对IMF含量有一定影响。陈春华等[31]对陇东地方牛和西杂肉牛作H-FABP基因分析发现了C1006G突变位点及基因型GG/GC/CC，其中GC和CC基因型对牛肉滴水损失有显著影响。

4 小结

在对肉品质要求不断提高的今天，研究学者对H-FABP基因的研究热度持续高涨。从目前的研究结果来看，前人研究主要集中在H-FABP基因5’上游区和第二内含子区的突变位点，以及突变位点所造成的不同的基因型及基因频率对动物各种性能的影响，包括IMF含量，生产性能，胴体性状，大理石花纹，剪切力、眼肌面积、背膘厚等。另外加上供试群体品种多样以及对供试群体的选择、样本含量的大小存在的局限性，现今对候选基因内多态性的研究还远远不够；需要后人前仆后继，扩大群体规模，联合更多的相关候选基因和DNA标记基因来进行分析，寻求与动物生产紧密连锁的遗传标记，以便在动物育种生产实践的标记辅助选择中发挥遗传改良作用。虽然，分子遗传标记已经广泛用于畜禽的育种工作中，为畜禽遗传改良带来了福音，但对H-FABP基因的研究方法普遍是进行PCR-SSCP反应或是PCR-RFLP反应,之后根据电泳图谱中的条带类型对所研究的试验对象进行基因分型，然后再分析其基因型与某一性状的遗传相关性。研究方法仍然需要进一步的创新和改进，我们仍有大量的工作需要继续开展。

[1]Veerkamp J H, Maatman RG. Cytoplasmic fatty acidbinding proteins: their structure and genes.Prog Lipid Res.1995, 34(1):17～52.

[2]Veerkamp J H, van Kuppevelt TH, Maatman RG et al..Structural and functional aspects of cytosolic fatty acidbinding proteins.Prostaglandings Leukot Essent Fatty Acids.1993, 49(6):887～906.

[3]赵会静.猪H-FABP 基因和CAST 基因的多态性及其与肉质性状关系的研究[D].中国农业科学院,2005.

[4]乔海云. 滩羊H-FABP 基因和ADD1 基因遗传多态性及其与肌肉脂肪含量的关联分析[D].中国农业科学院，2009.

[5]Peeters RA, Veerkamp JH, Geurts van Kessel A et al.Cloning of the cDNA encoding human skeletal-muscle fatty-acid-binding protein, its peptide sequence and chromosomal localization.Biochem J.1991,276:203～207.

[6]A J van Erp,F L Harders,F J Verburg,T H Meuwissen,J HVeerkamp and M F te Pas. Effect of genetic variants of the heart fatty acid-binding protein gene on intramuscular fat and performan- ce traits in pigs.J Animal Sci.1999,77( 4)846～852.

[7]F Gerbens,Bahary N.,Zorich G.,Pachter J E.et a1.Molecular genetic linkage maps of mouse chromosomes 4 and 6.Genomics .1991, 11(1):33～47.

[8]F.Gerbens at al.Characterization,chromosomal localization and genetic variation of the porcine heart fatty acidbinding protein gene. Mammalian Genome,1997,8(5):328～332

[9]张桂香,曹红鹤,王立贤，等.9 个猪种H-FABP 基因5'-上游区和第二内含子的遗传变异[J].畜牧兽医学报,2002,33(4):340～343.

[10]曹红鹤,张桂香,王立贤等.猪H-FABP 基因多态片段的序列分析[J].遗传,2002,24(2):146～148.

[11]朱弘焱,苏玉虹,宋衡元,等.辽宁种猪H-FABP 和AFABP 基因位点多态性研究[J].畜牧与兽医,2010,42(8):15～18.

[12]周泉勇,万明春,杨 群,等.玉山黑猪H-FABP 基因的遗传多态性和表达研究[J].江西农业大学学报,2013,35(2):230～233,244.