基于WGCNA技术研究驴肉嫩度基因及代谢物调控网络

旨在通过WGCNA技术解析转录组和代谢组数据，探究驴肉嫩度调控机制。试验动物采用24~36月龄的健康雌性广灵驴（平均体重236.10 kg），将驴肉剪切力和肌内脂肪含量作为表型数据，以每个样品3个重复进行表型数据测定。本试验基于前期研究的具有显著剪切力和肌内脂肪含量差异的14个广灵驴背最长肌样本的转录组和代谢组测序数据，运用WGCNA技术筛选与驴肉嫩度相关的基因及代谢物并进行转录组与代谢组联合分析，解析嫩度相关基因与代谢物。结果表明，利用WGCNA技术通过|r|≥0.5以及P≤0.05筛选标准得到3个与嫩度相关的关键基因模块Greenyellow、Darkgrey、Darkgreen以及2个关键代谢物模块Brown、Yellow。对关键基因模块进行GO富集分析发现，模块内基因主要在甘油磷脂的生物合成、脂质氧化、脂肪酸β-氧化、细胞大分子分解代谢过程、肌肉器官发育、钙离子结合等GO功能上富集。存在于关键模块内的基因及代谢物经KEGG功能富集分析发现，其大多集中在精氨酸和脯氨酸代谢、Wnt信号通路、蛋白质消化吸收、脂肪酸代谢、TCA循环、胰高血糖素信号通路、甘油磷脂代谢、嘌呤代谢、β-丙氨酸代谢等通路上。联合分析表明，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、β-丙氨酸代谢以及PPAR信号通路可能调控驴肉嫩度。WGCNA及联合KEGG共富集分析筛选到的丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、β-丙氨酸代谢以及PPAR信号通路可能对调控驴肉嫩度有重要作用；而GAD1、PPAT、NIT2、AGMAT、CARNS1、ACOXL以及腺苷酸基琥珀酸、L-脯氨酸、L-谷氨酸、肌酸、高肌肽、肌肽、泛酸、（9S）-羟基十八碳二烯酸则可能是影响驴肉嫩度的候选基因及代谢物。本试验可为今后广灵驴肉质嫩度的分子调控与改良育种提供一定的理论基础。     

基于HS-SPME-GC-MS和OPLS-DA模型探究不同嫩度驴肉的关键挥发性物质成分差异

旨在检测驴肉挥发性物质成分,探究与广灵驴嫩度相关的关键差异风味物质并解析关键挥发性物质与嫩度基因之间的功能与联系。本研究选用30头生长环境和饲养条件相同、年龄相近的雌性广灵驴为研究对象,进行剪切力和肌内脂肪的测定并依据含量差异将其分为高嫩度组(HT,n=4)和低嫩度组(LT,n=4)。通过HS-SPME-GC-MS技术检测广灵驴背最长肌挥发性物质成分,利用香气活性值(odor activity value,OAV)筛选驴肉关键风味物质,并结合多元统计分析方法获得变量重要性投影(variable importance in the projection,VIP)筛选与嫩度相关的关键差异风味物质,后基于Pearson系数与转录组学进行联合分析,寻找出驴肉嫩度关键风味物质与差异基因之间的联系。结果,在广灵驴背最长肌中共鉴定出41种挥发性物质,包括醇类、醛类、烃类、酮类、酯类以及2种其他物质。通过OAV筛选出13种关键风味物质,发现影响驴肉的主要挥发性物质和贡献者是醛类。通过VIP和OAV值筛选出1-辛烯-3-醇、1-辛醇以及月桂醛既是嫩度的差异物质又是对驴肉风味有贡献的关键风味物质。利用Pearson系数筛选与关键风味物质相关的差异基因并对其进行KEGG功能分析,发现1-辛烯-3-醇的相关基因主要富集在果糖和甘露糖代谢、糖酵解/糖异生、胰高血糖素信号通路等;1-辛醇相关基因主要富集在胰岛素信号通路、丁酸代谢、Ⅱ型糖尿病、多种脂肪细胞因子信号通路等;月桂醛相关基因则多富集在次生代谢物的生物合成、胰岛素信号通路、糖酵解/糖异生、戊糖磷酸途径等。这些通路可能参与了驴肉关键风味物质1-辛烯-3-醇、1-辛醇以及月桂醛的形成。本研究利用SPME-GC-MS技术检测了驴肉的风味挥发性物质并分析了驴肉不同嫩度风味差异,筛选出1-辛烯-3-醇、1-辛醇和月桂醛3种嫩度差异物质和关键风味物质。KEGG富集结果分析发现,酵解/糖异生、胰高血糖素信号通路、PPAR信号通路、果糖和甘露糖代谢、MAPK信号通路等可能参与了1-辛烯-3-醇、1-辛醇和月桂醛3的形成,这些都为广灵驴肉质嫩度和风味的分子改良与育种提供新的方向。     

基于RNA-Seq转录组测序技术揭示南方黄牛肉质嫩度调控相关的分子机制

为揭示南方黄牛肉质调控的分子机制并挖掘与肌肉嫩度相关的功能基因,本研究以1周岁左右的云岭牛、文山牛和中国西门塔尔牛为试验对象,屠宰后测定背最长肌不同排酸时间(0、1、2、3、5、7 d)下剪切力变化,揭示不同黄牛品种肌肉嫩度的差异,利用RNA-Seq技术对背最长肌进行比较转录组学分析,并结合生物信息学筛选与肌肉嫩度调控相关的信号通路及差异表达基因,最后利用q PCR进行验证。结果表明:在宰后成熟过程中,黄牛肌肉嫩度表现为明显的下降趋势,且在同一个成熟时间点下,剪切力值表现为西门塔尔牛文山牛云岭牛,表明云岭牛嫩度较好,而西门塔尔牛嫩度相对较差;云岭牛与西门塔尔牛背最长肌2组文库经测序后,筛选出3 198个差异表达基因,其中云岭牛上调基因1 750个,KEGG功能注释发现2个与肉质调控相关的重要信号通路:脂肪细胞因子信号通路和内质网蛋白加工通路,结合q PCR验证、基因表达水平与剪切力值相关性分析,最终筛选出Leptin和CAPN12个可能肌肉嫩度相关的功能基因。本研究筛选与鉴定出南方黄牛肌肉嫩度相关信号通路及其关键基因,为今后南方黄牛肉质遗传改良奠定理论基础。     

畜禽肌内脂肪沉积相关转录组研究进展

肌内脂肪是影响动物肉质的重要因素之一，由肌内脂肪形成的大理石花纹是消费者评价动物肉质的最直观指标之一。肌内脂肪含量直接影响肉的口感、嫩度和风味，是动物肉质性状的重要组成部分，也是评定动物肉质的关键指标，受品种、性别、年龄、日粮组成和营养成分的影响，通过引进国外品种与本地品种杂交改良并研究肌内脂肪沉积分子机制可以改善肌内脂肪含量。因此，动物肌内脂肪沉积及特异性调控因子的作用机制受到研究者们的广泛关注。文章对国内外运用转录组学探寻畜禽肌内脂肪沉积相关基因进行了综述，以期为深入研究畜禽产肉与肉质性状形成机制提供理论参考。     

饲喂碱蓬对羊肉品质的影响

碱蓬等荒漠植物是新疆放牧羊群采食饲料种类之一。试验选择体重相近的德美与小尾寒羊杂交1代育成羊18只,随机分为3组,每组6只。对照组饲喂基础日粮,试验Ⅰ组和试验Ⅱ组分别在基础日粮中添加10%、20%碱蓬干草,饲喂45 d后进行羊肉膻味、嫩度、多汁性、总体可接受性的感官评价,对羊肉p H值、肉色、失水率、熟肉率、剪切力、肌内脂肪含量进行测定分析。结果表明:绵羊日粮中添加不同水平碱蓬对羊肉的膻味均有显著的影响(P0.05),随着碱蓬含量的增加,羊肉的嫩度、多汁性及总体可接受性均有所改善,但与对照组相比,10%水平组各指标差异均不显著(P0.05),而20%水平组各指标差异均显著(P0.05);添加不同水平碱蓬对羊肉p H值、肉色、熟肉率均无显著影响(P0.05),随着碱蓬含量的增加,羊肉失水率、剪切力、肌内脂肪含量均有所改善,各指标以20%水平组最优,其中剪切力、肌内脂肪含量均极显著优于对照组(P0.01)。说明舍饲绵羊日粮中添加一定量的碱蓬草可以改善羊肉的品质。     

牛肌内脂肪沉积影响因素及相关基因研究进展

牛肉中的脂肪含量与牛肉品质有很强的相关性,其与牛肉的嫩度、剪切力、多汁性和风味息息相关。文章就影响牛脂肪沉积的因子及相关基因研究等方面进行了综述,以期为改善肌内脂肪含量提高牛肉品质提供理论参考。     

品种和部位对鸭肉肉质的影响

选择番鸭、樱桃谷鸭和高邮鸭等3个品种鸭各30只,测定屠宰性能、常规营养成分、胶原蛋白含量、剪切力值、肌纤维直径、肌束膜厚度等相关指标.结果表明:番鸭是肉用性能最好的优质肉鸭.各品种鸭胸肌率均比腿肌率高,胸肉剪切力值小于腿肉,胸肉显著嫩于腿肉(P＜0.05).剪切力值和肌纤维直径、肌束膜厚度呈极显著正相关(P＜0.01),与蒸煮损失、胶原蛋白含量显著相关.影响鸭肉嫩度差异的关键是肌纤维直径的粗细和肌束膜厚度的大小,肌纤维直径越粗,肌束膜厚度越大,剪切力值也越高,鸭肉嫩度越差,蒸煮损失和胶原蛋白含量对鸭肉嫩度也有影响.     

肌肉脂肪含量相关的的候选基因遗传变异的研究

随着人们生活水平的提高,人们不再单纯要求瘦肉含量而越来越看重肉的品质.肌内脂肪(Intramuscular fat,IMF)的含量影响着肉质的嫩度、风味和多汁性.Patrici等(1985)等对丹麦商品猪的肉质研究发现,肉的风味多汁性随肌内脂肪含量的增加而持续改善,提高肌内脂肪的含量会增加肉质的嫩度和多汁性.     

猪肌内脂肪调控相关基因的研究进展

脂肪不仅是动物能量的主要来源,而且还与肉品的风味品质及食用价值有很大的关系.猪肌内脂肪的含量是影响猪肉品质的一个重要因素,它影响肉的嫩度、系水力、剪切力值、风味和多汁性.肌内脂肪的沉积受多种因素的影响,包括遗传、营养、环境等因素.该文首先介绍肌内脂肪对猪肉品质的影响,其次,再从基因水平阐述各种基因对肌内脂肪调控的相关研究进展,以期通过调控肌内脂肪含量获得更高品质的猪肉产品.     

猪肌内脂肪的研究进展

猪肌内脂肪的含量是影响猪肉品质的一个重要因素,它影响着肉的嫩度、系水力、剪切力值、风味和多汁性.猪肉肌内脂肪的调控机制很复杂,主要受营养、环境和基因等多个方面的影响,其中,营养调控和基因调控是改善猪肌内脂肪沉积的根本途径.综述了猪肌内脂肪的形成以及营养和基因对其调控作用和机制的研究进展.     

驴肌内脂肪沉积关键调控因子研究

旨在基于转录组（RNA-Seq）和代谢组（UPLC-MS/MS）关联分析，筛选驴肌内脂肪沉积的关键调控因子。本研究选用饲养条件相同、平均体重为236.10 kg的雌性广灵驴30头，对其背最长肌进行肌内脂肪（IMF）含量的测定，选择年龄一致的驴，并根据其IMF含量的高低分为两组：低肌内脂肪组（L组，每组3头）与高肌内脂肪组（H组，每组3头），进行转录组学和代谢组学测序分析，对差异表达基因（DEGs）和差异代谢物（DAMs）进行KEGG关联分析和相关性分析，并构建相关性网络图。结果表明，在L组和H组之间共鉴定出72种差异代谢物，其中27种代谢物上调，45种代谢物下调；关联分析表明，在差异表达基因和差异代谢物之间共有35条共富集通路，其中甘油脂代谢、甘油磷脂代谢、花生四烯酸代谢、亚油酸代谢和不饱和脂肪酸的生物合成5条通路与IMF沉积相关，有8个差异表达基因和15种差异代谢物在这5条通路中富集，包括DGKA、DGAT2、PLA2G3、GPCPD1和SCD等差异表达基因以及甘油-3-磷酸（glycerol-3-phosphate，G3P）、溶血卵磷脂酸16：0（lysophosphatidic acid，LPA）、溶血卵磷脂酰胆碱16：0（lysophosphatidylcholine，LPC）、二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）和花生四烯酸（arachidonic acid，AA）等差异代谢物。另外，通过网络图分析发现，甘油脂代谢通路和甘油磷脂代谢通路中的DGAT2、PLA2G3、GPCPD1和DGKA基因与它们相应的代谢产物具有高度相关性。本研究所鉴定差异表达基因可作为IMF沉积相关的潜在候选基因，为今后进一步探究驴IMF沉积的分子调控机制和驴的肉品质分子育种提供理论依据。     

牦牛泌乳期垂体组织比较转录组学分析

试验旨在了解不同产奶量牦牛泌乳期垂体组织间的转录组差异,为进一步阐述牦牛垂体组织调控泌乳的机制提供参考。提取牦牛垂体组织总RNA,并应用RNA-Seq技术对高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期间垂体组织转录组进行高通量测序及分析。结果显示,通过比较分析高产奶量牦牛和低产奶量牦牛垂体组织转录组数据,筛选出114个差异表达基因,其中55个表现为上调,59个表现为下调。进一步功能分析表明,这些差异基因涉及多种GO分类及KEGG通路,其中GO分析显示,差异基因与许多和氨基酸代谢相关的生物学过程存在紧密关联;KEGG通路分析显示,最为富集的是细胞黏附分子通路,且金黄色葡萄球菌感染和利什曼病等大量与免疫或疾病相关的通路也出现显著富集。本研究对比了高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期垂体组织转录组数据,筛选并分析了相关差异表达基因,为提高牦牛产奶量的研究提供新的思路。     

共轭亚油酸影响边鸡胸肌脂类代谢的相关差异基因的筛选

旨在通过转录组测序技术筛选出共轭亚油酸(conjugated linoleic acids,CLA)影响边鸡胸肌脂类代谢的相关基因,为日粮中CLA调控边鸡脂类代谢的作用机制提供理论依据。本试验选取90日龄健康边鸡180只,随机分为5组,每组3个重复,每组日粮中分别添加不同比例的CLA 0%(对照组)、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%,预饲期1周,正饲期6周。饲养试验结束后采集胸肌组织进行转录组测序,使用DESeq2软件对测序数据进行差异表达分析,对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,筛选出与胸肌脂类代谢相关的差异表达基因,利用qPCR对差异表达基因进行验证。通过转录组测序数据分析,共筛选出1 229个差异表达基因,其中594个基因上调,635个基因下调。随机选取9个差异表达基因进行qPCR验证,其相对表达量变化趋势与测序结果一致。GO功能分析发现,差异表达基因主要集中在生物学过程中的细胞过程、单一生物过程、生物调节和代谢过程。KEGG通路富集分析发现,各试验组中差异表达基因显著富集在不同的信号通路中,主要富集在ECM-受体相互作用、黏着斑、吞噬体、细胞凋亡、肌动蛋白细胞骨架调节和细胞因子-细胞因子受体相互作用等通路中。通过GO和KEGG功能注释分析,共筛选出MCAT、APOA1、PTGDS、ALDH3A2、PLTP、FABP3、FOXO1、UCP3和FABP4等18个主要的参与脂类代谢相关的差异表达基因,可能在调控边鸡胸肌脂类代谢中发挥重要的作用。本研究通过转录组测序筛选出CLA影响边鸡胸肌脂类代谢过程中的主要调控基因,发现了日粮中CLA影响差异表达基因作用的主要生物学过程和信号通路,为今后研究CLA影响边鸡胸肌脂类代谢的分子作用机制奠定了基础。     

简州大耳羊肌内脂肪细胞成脂分化差异表达基因的筛选与鉴定

旨在通过转录组测序技术获得简州大耳羊肌内前体脂肪细胞成脂分化前后的差异表达基因,并经生物信息学分析获得相关信号通路及可能发挥作用的关键功能候选基因。本研究以7日龄的健康简州大耳羊公羊为试验动物（n=3）,采用胶原酶消化法分离获得其肌内前体脂肪细胞;利用Illumina平台对肌内前体脂肪细胞和诱导分化5 d的肌内脂肪细胞cDNA样品（n=3）进行高通量测序;以|log₂fold change|>0和P<0.05为阈值筛选获得差异表达基因,并利用clusterProfiler R包对其进行GO功能和KEGG通路富集;最后利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）技术检测功能候选基因在细胞分化前后的表达量变化。结果显示,共获得差异表达基因7 916个,其中4 143个为表达上调基因,主要富集到氧化磷酸化、核糖体合成和三羧酸循环通路等305条通路;3 773个为表达下调基因,且主要富集到甲状腺激素信号通路等303条通路;差异基因GO功能注释中52.8%为生物过程、13.4%是细胞组成和33.8%是分子功能。qRT-PCR结果表明,UCP3、ACACB、ACOT11、ACOX3、APOA1和WISP2在分化前后的山羊肌内脂肪细胞中的表达趋势与RNA-seq结果一致,提示这些基因适合作为下一步研究的功能候选基因。本研究筛选得到简州大耳羊肌内脂肪细胞成脂分化的差异基因,并确认了6个基因可作为功能候选基因。研究结果为阐明肉用山羊肌内脂肪细胞成脂分化的分子调控网络提供基础数据和系统资料。     

乌头驴与三粉驴骨骼肌中miRNAs的表达鉴定与分析

试验旨在分析microRNAs （miRNAs）在德州驴骨骼肌中的表达情况,探讨小RNA （small RNA）在驴骨骼肌发育中的调控机制。采集德州驴2个品系（乌头驴和三粉驴）的背最长肌组织,构建乌头驴背最长肌（WB）和三粉驴背最长肌（SB）的small RNA测序文库并进行测序,运用生物信息学技术对WB和SB之间差异表达的miRNAs进行分析,预测和解析可能影响驴产肉性状的miRNAs,从中挑选了6个表达量较高的miRNAs,利用实时荧光定量PCR技术来验证测序结果的准确性。结果表明,在WB和SB文库中分别鉴定出保守miRNAs有982和1 149个,新miRNAs有106和143个。在WB与SB比较组中基于条件|log₂（fold_change）|≥2、P≤0.05获得17个差异表达的miRNAs,其中表达量上调的有5个,下调的有12个。通过GO注释,发现差异表达的miRNAs显著富集于调控细胞迁移分化、细胞分裂和骨骼肌细胞收缩等生物学过程（P<0.05）,并且挖掘到与驴骨骼肌发育相关的bta-miR-378d_L+1R-1_1ss22CA、bta-miR-378d_R-2,其靶向NPY1R、GPR152、BEST1、KCNH8、SPAG9等多个基因。KEGG富集结果表明,miRNAs富集于Wnt、MAPK、泛素蛋白水解系统等与骨骼肌发育相关的信号通路中,其中在Wnt信号通路中共涉及到17个差异表达miRNAs的207个靶基因,尤其以PC-5p-84483_31、hsa-miR-186-3p_R-3和cfa-miR-329b_1ss19CT的靶基因最多。实时荧光定量PCR结果与miRNAs测序结果一致,并发现除eca-miR-181b外,其他5个miRNAs在SB中的表达水平均高于WB。本研究首次对驴骨骼肌miRNAs进行转录组学分析,揭示了乌头驴和三粉驴miRNAs的表达差异,研究结果为阐明德州驴骨骼肌生长发育的分子调控机制提供参考。     

德州驴与泌阳驴睾丸组织mRNA与microRNA表达鉴定与分析

试验旨在探究驴睾丸组织中mRNA和microRNA的表达模式，为中国地方驴的转录组研究提供遗传数据。利用RNA-Seq和生物信息学方法分析了中国地方驴睾丸组织表达基因和microRNA，并分析了泌阳驴和德州驴品种间差异表达基因及microRNA。结果表明，mRNA平均clean reads为57837506条，Small RNA平均clean reads为9952015条，分别占原始数据的96.34%和88.86%。在驴睾丸组织中共发现24751个表达基因及1074个表达microRNAs，其中，睾丸组织表达量较高的基因为LOC106836782、XLOC_066401、HSP90AA1、TNP1和COF2，表达量最高的microRNAs为eca-miR-143、eca-miR-21、eca-miR-99a、eca-miR-148a和eca-miR-26a。对泌阳驴与德州驴睾丸组织进行差异表达分析共发现102个差异表达基因及2个差异表达microRNAs，但未富集到功能条目，说明泌阳驴和德州驴品种间差异不明显。本研究提供了驴睾丸组织mRNA及microRNA表达模式和转录组学数据，并鉴定了泌阳驴与德州驴睾丸组织的差异表达mRNA和microRNA，对驴的遗传资源研究具有一定的科学意义。     

基于RNA-seq数据筛选鸡睾丸附睾间差异表达基因及其功能分析

本文旨在通过对种公鸡睾丸和附睾进行转录组测序和生物信息学分析,筛选出2种组织中的差异表达基因并分析其生物学功能,探究睾丸和附睾在鸡精子发生和成熟过程中的作用.本研究共以8只公鸡的睾丸和附睾组织为对象,采用RNA-seq技术分析2种组织中的基因表达情况,筛选出差异表达基因并对差异表达基因进行GO和KEGG通路富集分析.结...     

基于Label-free技术比较马和驴血清蛋白质组分差异

旨在探究马和驴血清蛋白质生物学特征,为马属动物种间生理特征比较和健康保障提供理论依据。本研究选取辽宁省大连市某集约化养殖场的9匹蒙古马和9头辽西驴,雌性,年龄4~10岁,均处于正常发情周期的间情期,健康无病、精神状态及采食状况良好,分别提供相同的饲养条件。采集马和驴各9份血清样品分别随机分成3组,每组内的3份血清样品均匀混合成1个生物学重复,各获得3个生物学重复的血清样品。利用Label-free蛋白质组学技术及生物信息学方法对马和驴的血清蛋白质组分进行比较研究,提取血清蛋白质,再对蛋白质进行酶解,液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）进行蛋白质组分分析,数据库检索分析马和驴血清样品中蛋白质表达情况,并应用生物信息学方法筛选马和驴血清差异关键调控蛋白质。结果显示,本研究共鉴定出361种蛋白质,其中,马血清中表达288种蛋白质,分子量范围为1.52~511.24 ku;驴血清中表达244种蛋白质,分子量范围为1.53~611.47 ku;共获得231种显著差异表达蛋白质（差异倍数≥1.5,P≤0.05）。差异表达蛋白质主要参与蛋白质激活、补体激活、免疫应答、凝血和脂蛋白氧化调控等生物学过程。显著富集的KEGG通路为补体和凝血级联,吞噬体,内质网蛋白质加工,抗原加工递呈,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸的代谢,癌症蛋白多糖等。通过差异蛋白互作分析显示,差异表达蛋白质紧密相连富集最为显著的功能模块主要为代谢途径、补体和凝血级联、吞噬体,HSP90AA1、HSPA8、APOD、APOM、SERPING1、MASP1、CALR、TUBA1B、TUBB等处在关系互作网的重要节点。马和驴在生理条件下的血清蛋白质组成特征存在一定差异,该研究为进一步揭示马属动物种间生理特征差异和有效保障健康提供数据支撑。