肌球蛋白结合蛋白C1基因（MYBPC1）表达与多态性对放牧苏尼特羊背最长肌脂肪酸组成的调控机制及育种意义

本研究首次在放牧苏尼特羊中系统揭示了肌球蛋白结合蛋白C1基因（MYBPC1）的表达水平及15个新发现的基因多态性位点与背最长肌脂肪酸组成的显著关联。研究发现MYBPC1高表达与部分饱和脂肪酸（SFA）正相关，与单不饱和脂肪酸（MUFA）/多不饱和脂肪酸（PUFA）比值负相关；鉴定出g.170969609A>G、c.3282G>A（1094E）、c.3660C>T（1220S）等关键突变位点显著影响长链脂肪酸（LCFA）、C18:2n6c及n-6 PUFA组成。该成果为通过标记辅助选择培育优质肉质的绵羊品种提供了重要分子靶标。

　　

1 引言

中国作为全球绵羊存栏量最大的国家（2023年超1.8亿只），对高品质羊肉的需求日益增长。苏尼特羊因其肉质细嫩、营养丰富而备受青睐，其背最长肌（Longissimus thoracis, LT）的脂肪酸组成对人体健康具有重要意义。脂肪酸（FAs）中的饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）和多不饱和脂肪酸（PUFA）比例直接影响肉品的生理功能价值。研究表明，脂肪酸组成具有中高遗传力，但绵羊尤其是放牧于荒漠草原的苏尼特羊相关候选基因研究仍较匮乏。

肌球蛋白结合蛋白C1（MYBPC1）是肌节粗丝稳定性的关键调节蛋白，通过与肌球蛋白和肌联蛋白相互作用参与肌肉收缩调控。此前研究显示，MYBPC1基因的表达与牛和猪的肌内脂肪沉积相关，但其在绵羊脂肪酸代谢中的作用尚未明确。本研究旨在探究MYBPC1基因在苏尼特羊中的表达特征、新变异位点及其与LT肌肉脂肪酸组成的关联，为分子育种提供理论依据。

2 材料与方法

2.1 样本准备

研究选取286头6月龄去势苏尼特公羔羊，在内蒙古苏尼特草原自然放牧至屠宰年龄。采集第12–13肋间LT肌肉样本，经液氮速冻后存于?80°C用于脂肪酸分析和RNA提取。随机选取70头羊的LT样本进行基因表达相关性分析，另选10头羊用于MYBPC1基因在11种组织（包括皮下脂肪、心脏、半腱肌等）中的表达谱分析。

2.2 脂肪酸组成测定

采用改良Folch法提取肌肉脂质并甲酯化，通过气相色谱（GC）分析脂肪酸甲酯（FAME）。使用SP-2560毛细管柱，以氦气为载气，通过保留时间比对标准品（Supelco 37组分FAME混合标品）进行定性定量。所有检测均设三次重复。

2.3 RT-qPCR分析

使用RNAiso Plus试剂盒提取总RNA，PrimeScript RT试剂盒合成cDNA。以GAPDH为内参基因，采用SYBR Green法在Bio-Rad系统上进行RT-qPCR。引物信息见表1（略），通过2^?ΔΔCt法计算MYBPC1相对表达量。

2.4 MYBPC1基因突变鉴定

使用 Wizard Genomic DNA Purification Kit 提取基因组DNA，经质量检测后选取10个样本进行10×基因组重测序（北京诺禾致源公司完成）。

2.5 iPLEX MassARRAY基因分型

采用MassARRAY SNP系统对286头羊的MYBPC1基因15个突变位点进行分型。通过Assay Design Suite软件设计PCR和延伸引物（表2略），利用Sequenom MassARRAY iPLEX平台完成基因型判定。

2.6 生物信息学分析

使用Clustal Omega进行多物种MYBPC1序列比对；RNAfold分析mRNA二级结构；Jaspar预测转录因子结合位点（阈值80%）。

2.7 统计分析

计算多态信息含量（PIC）、有效等位基因数（n_e）、观测杂合度（H_o）和期望杂合度（H_e）；通过χ²检验评估等位基因频率；使用HaploView 4.2进行连锁不平衡（LD）分析（D′和r²值）；采用SPSS 27.0进行基因型与脂肪酸组成的关联分析（线性模型：Y_i = μ + G_i + e_i），并使用Bonferroni校正进行多重比较。

3 结果

3.1 背最长肌脂肪酸谱特征

LT肌肉中共检测到15种SFA、7种MUFA和6种PUFA（表S1略）。相关性分析显示（图1）：

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  SFA含量与C16:0、C18:0、C18:1n9c、UFA和LCFA呈强正相关（r=0.704–0.912, p<0.01），与C10:0、C11:0和C15:0负相关（r=?0.689至?0.246）；
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  MUFA与C18:1n9c、UFA、MUFA/SFA和LCFA正相关（r=0.729–0.927），与C4:0、C10:0等负相关；
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  PUFA与C18:2n6c、PUFA/SFA、n-6和EFA正相关（r=0.766–1.000），与C4:0、C17:1等负相关。

3.2 MYBPC1基因表达谱

MYBPC1在皮下脂肪、心脏、半腱肌和LT肌肉中高表达（图2a）。表达水平与C4:0、C10:0、C21:0和短链脂肪酸（SCFA）正相关（p<0.05），与C18:3n3、MUFA/SFA和UFA/SFA负相关（图2b,c）。

3.3 MYBPC1新变异鉴定

在MYBPC1基因中鉴定出15个新变异（图3）：

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  启动子区5个：g.170969337C>T、g.170969609A>G、g.170969682G>A、g.170969730C>T、g.170969787C>T；
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  内含子区5个：g.171019445C>G、g.171047427G>A、g.171057982G>A、g.171058187C>T、g.171061056A>C；
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  外显子区4个同义突变：c.2589G>T（863V）、c.3282G>A（1094E）、c.3345A>G（1115A）、c.3660C>T（1220S）；
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  3′UTR区1个：g.171066159C>G。

3.4 连锁不平衡分析

LD分析显示（图5）：

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  g.170969730C>T与g.170969787C>T完全连锁（r²=1.000），定义为LD-1；
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  c.3345A>G与g.171061056A>C近乎完全连锁（r²=0.966），定义为LD-2；
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  c.3660C>T与g.171066159C>G近乎完全连锁（r²=0.993），定义为LD-3。

3.5 MYBPC1变异与脂肪酸的关联

关键显著关联位点包括（表3）：

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  g.170969609A>G：AA基因型个体C21:0含量显著高于AG型（p<0.01）；
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  g.170969730C>T（LD-1）：CC型C18:0含量显著高于CT型（p<0.01）；
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  g.171019445C>G：CC型C15:0和C21:0含量显著高于CG/GG型；
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  g.171047427G>A和c.3282G>A：GG型C21:0显著低于GA型（p<0.01）；
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  c.3282G>A：GG型n6-PUFA较高而C17:1较低；
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  c.3660C>T（LD-3）：CC型C17:1、C16:0、SFA较低，而CT型C21:0较高；CC型C18:1n9c、C18:2n6c、LCFA、UFA和n6-PUFA均显著低于CT/TT型（p<0.05）。

3.6 MYBPC1 mRNA二级结构

突变导致mRNA最小自由能（MFE）和二级结构改变（图6）：

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  c.2589G>T使MFE从?36.60降至?35.80 kcal/mol；
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  c.3282G>A使MFE从?28.50降至?25.00 kcal/mol；
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  c.3345A>G使MFE从?28.50变为?28.80 kcal/mol；
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  c.3660C>T的MFE保持?19.60 kcal/mol但结构重塑。

4 讨论

MYBPC1作为影响畜产品肉质性状的候选基因，本研究首次系统揭示了其在绵羊脂肪酸代谢中的调控作用。表达分析表明MYBPC1高表达倾向于促进SFA积累而抑制UFA，这与心血管健康需求相悖（高SFA增加低密度脂蛋白胆固醇风险）。因此低表达基因型更利于优质肉质选育。

发现的同义突变虽未改变氨基酸序列，但通过影响mRNA稳定性、剪接效率及二级结构（如MFE变化）间接调控蛋白翻译与功能。例如c.3282G>A和c.3660C>T突变显著降低MFE，可能增强mRNA稳定性从而增加翻译产物。

启动子区突变g.170969609A>G经Jaspar预测可改变转录因子结合模式：A→G置换使LIN54、BARX2和ZNF341结合位点消失，而CEBPA、ZNF354C、HOXA5和HIC2新位点产生，可能显著影响MYBPC1转录活性。此外，LD分组（LD-1至LD-3）的发现为育种中简化标记选择提供了便利。

放牧系统中遗传因素对脂肪酸组成的影响较饲养管理和营养更为稳定，因此MYBPC1基因的g.170969609A>G、c.3282G>A、c.3660C>T等位点可作为苏尼特羊分子育种的有效标记，用于优化LT肌肉中C18:2n6c、n-6 PUFA及UFA/SFA比值。

5 结论

本研究鉴定出MYBPC1基因6个与长链脂肪酸组成显著关联的新突变位点，证实其表达水平与SFA正相关、与UFA负相关。结果提示MYBPC1低表达基因型及特定等位基因（如c.3660C>T的CT/TT型）更利于提升羊肉营养品质。这些发现为苏尼特羊的标记辅助选择提供了重要分子工具，对优质肉羊育种具有实践意义。