高原牦牛肠道解剖学指标测定

[目的]为牦牛形态学及高原兽医学研究积累资料。[方法]选取高原牦牛作为研究对象,对其肠管的解剖学指标进行测定,并与平原黄牛进行比较,探讨牦牛肠管适应高原低氧环境的解剖学特点。[结果]牦牛的肠管总长和小肠长度小于黄牛,牦牛大肠长度大于黄牛,均存在显著差异(P0.05)。[结论]牦牛的肠管解剖学特点是其肠道对高原低氧环境以及粗饲放牧方式的一种解剖学适应。     

HIF-2α在高原动物低氧适应中的研究进展

近年来,全基因组扫描和候选基因分析结果都表明低氧诱导因子调控的信号通路相关基因在藏族群体得到高表达。初步揭示了高原动物对高原低氧环境的适应机制,并发现了一系列对藏族人群适应高原低氧环境发挥作用的候选基因。其中低氧诱导因子-2α(HIF-2α)基因在低氧诱导通路中起着最关键作用,加深对HIF-2α的研究有助于进一步认识藏族人群低氧适应的机制。文中对HIF-2α的结构,分布,表达及调控进行了系统的阐释,并着重对HIF-2α在高原人群中的研究进展进行讨论,还对今后的研究发展方向进行了展望。     

西藏牦牛NGB基因克隆及生物信息学分析

为探讨脑红蛋白(NGB)在西藏牦牛高原低氧适应机制中的作用,利用分子克隆技术获得了西藏牦牛NGB基因序列,并采用生物信息学方法对该基因及其编码蛋白质的理化性质、疏水性、二级结构等进行了预测分析。结果发现,NGB基因全长为2 993 bp,编码125个氨基酸;其编码蛋白属于亲水性蛋白,二级结构主要以α螺旋为主。系统进化树分析表明,西藏牦牛NGB与野牦牛、牛、绵羊等物种的遗传距离较近,具有高度同源性。     

青海家牦牛HIF-1α基因组织特异性表达

[目的]探究青海家牦牛HIF-1α基因组织的特异性表达。[方法]应用半定量反转录PCR和实时定量反转录PCR(SYBRGreen)技术对青海家牦牛HIF-1α基因的组织特异性表达进行检测。通过提取不同组织总RNA,经DNase I消化后,用随机引物进行反转录合成cDNA,采用特异性引物分别对HIF-1α和β-actin基因进行RT-PCR和Real Time RT-PCR扩增。[结果]结果表明,HIF-1α基因在心、肝、脾、肺、肾、脑、肌肉、睾丸组织中均有表达,其中以睾丸和脾中HIF-1α基因表达量最高,肌肉的表达量最低。[结论]该研究为进一步揭示HIF-1α在高原土著动物低氧适应过程中的分子机制有着重要的意义。     

牦牛基因组和转录组研究进展

为了解牦牛基因组和转录组研究现状,以"牦牛、基因组、转录组和高通量测序"为关键词,对2012—2018年的研究进展进行文献检索。研究发现:在牦牛基因组研究方面,已有研究对牦牛基因组进行了首次测序和重测序分析,构建了基因组"草图"和变异图谱,比较了家、野牦牛及与其他物种间全基因组水平上的异同,阐释了牦牛高原适应的遗传学机制,探究了牦牛的驯化和群体历史发展动态,初步揭示了牦牛与普通牛种间杂交渐渗状况,并对部分性状(如角、多肋性状)进行了全基因组关联分析和遗传机理揭示;在牦牛转录组研究方面,已有研究对牦牛睾丸、卵巢、心脏等多个组织器官及不同发育阶段的卵母细胞和胚胎细胞进行了转录组分析,发掘出一批潜在的与牦牛经济性状及一些生物学变化相关的差异表达基因。为推动牦牛分子育种进程,应进一步利用高通量测序技术获得牦牛大数据,继续完善牦牛全基因组结构。     

藏系绵羊肠道解剖学指标测定

为探讨藏羊肠管适应高原低氧环境的解剖学特点,选取青海海晏的藏系绵羊作为研究对象,对其肠管的解剖学指标进行测定,并与小尾寒羊进行比较。结果表明,藏羊的肠管总长和大肠长度均长于小尾寒羊,差异显著（P〈0．05）;而藏羊的小肠总长短于小尾寒羊,差异显著（P〈0．05）。这种解剖学指标的差异与2种动物所处的环境与饲养方式不同有关,藏羊的肠管解剖学特点是其肠道对高原低氧环境以及粗饲放牧方式的一种解剖学适应。     

牦牛葡萄糖转运蛋白和单羧酸转运蛋白基因的克隆测序及在肌肉中的表达

采用RT-PCR方法克隆九龙牦牛(Bos grunniens)肌肉中葡萄糖转运蛋白(GLUT)和单羧酸转运蛋白(MCT)基因GlUT4、MCT1和MCT4的cDNA序列,并与普通牛(Bos taraus)进行基因序列和肌肉中mRNA水平的比较,以探索牦牛适应高原低氧的分子基础。结果表明,GlUT4、MCT1和MCT4的核苷酸序列和推导的氨基酸序列与普通牛的相似性均在99.5%以上。实时荧光定量PCR分析显示,成年九龙牦牛与黄牛背最长肌中GLUT4、MCT4基因mRNA水平无差别,而牦牛PMCT1基因mRNA水平显著低于黄牛(P0.05)。乳酸脱氢酶(LDH)总活力和同工酶谱测定结果表明,牦牛背最长肌中LDH总活力、LDH5比例显著高于黄牛,显示出更强的无氧酵解能力。结合MCT1基因mRNA水平的差异发现,牦牛背最长肌对乳酸的氧化代谢能力低于黄牛,更倾向于无氧酵解,与其适应高原低氧有关。     

不同海拔地区牦牛肌组织线粒体T-AOC的测定

[目的]为从细胞分子水平进一步探讨牦牛高原低氧适应性的生物学机制及其高原疾病的诊断提供理论依据。[方法]对青海省玛多县和刚察县成年牦牛的心肌、骨骼肌线粒体总抗氧化能力(T-AOC)进行测定。[结果]玛多县牦牛心肌、骨骼肌线粒体的T-AOC分别为(28.94±5.11)和(17.86±5.98)U/mg蛋白,均显著高于刚察县牦牛。在高原低氧环境下,随着海拔高度的增加,牦牛心肌、骨骼肌线粒体T-AOC显著增加。玛多牦牛心肌线粒体的T-AOC显著高于骨骼肌,且差异显著(P<0.05),而刚察牦牛的心肌、骨骼肌线粒体的T-AOC差异不显著(P>0.05)。[结论]牦牛具有对高原低氧环境的显著适应性。     

不同海拔地区牦牛组织线粒体LDH活性测定

[目的]进一步探讨高原动物对高原低氧的适应机制。[方法]测定青海省玛多县(海拔4300 m左右)和刚察县(海拔3 300 m左右)牦牛心肌、骨骼肌线粒体中的乳酸脱氢酶(LDH)活性。[结果]玛多县和刚察县牦牛心肌、骨骼肌线粒体的乳酸脱氢酶(LDH)活性分别为(2472.40±276.58)、(2448.71±494.69)、(3855.07±316.44)、(3882.62±602.87)U/gPro;玛多牦牛的心肌、骨骼肌线粒体中的LDH活性极显著低于刚察牦牛(P<0.01)。[结论]在高原低氧环境下,牦牛随海拔高度升高对无氧代谢的依赖性降低。     

动物低氧适应的相关研究进展

氧在生命体能量代谢和稳态平衡中起着至关重要的作用,是维持机体正常发育和生长不可缺少的生命要素。然而,地球上动物的生存环境有时会出现氧气不足的情况,如在高海拔地区、地下、水中等环境。许多世居动物对低氧适应并不太依赖于器官功能的变化,更重要的是通过对细胞代谢的调整和许多耐低氧因子诱导从分子水平上来适应低氧环境。对不同环境动物对低氧适应的生理特征和相关基因的研究进展进行了综述。     

大通牦牛肺血管低氧适应的组织结构特点

为进一步研究大通牦牛肺组织对高原低氧适应的组织学特点,选取海拔高度3 700、3 200 m地区的成年大通牦牛作为研究对象,并分别选取海拔高度3 700 m的泽库地区成年牦牛、海拔高度3 200 m的海晏地区成年牦牛作为对照,利用组织学和电镜技术对肺组织的显微、超微结构进行观测与分析。结果显示:管径大于100μm的牦牛肺血管平滑肌含量随海拔的升高逐渐增加,差异显著(P0.05);管径小于50μm的牦牛肺血管平滑肌含量随海拔的升高逐渐减少,差异显著(P0.05);牦牛肺气血屏障随海拔的升高逐渐变薄,部分差异显著(P0.05)。大通牦牛肺脏的结构特点是其能够适应高原低氧环境的组织学基础,也表现出其育种的遗传学特征。     

藏羊EPO基因遗传多样性与高原低氧适应性

为探索高原动物适应低氧环境的特殊机制,采集野生盘羊和欧拉型藏羊颈静脉血液,测定血液指标,并对EPO基因遗传多样性进行分析。通过检测发现藏羊群体部分EPO基因存在6个核苷酸变异。野生盘羊和欧拉型藏羊的核苷酸变异数分别为4个和6个,单倍型变异平均数分别为1.527和1.312,核苷酸多样性分别为0.001 1和0.001 0,说明藏羊EPO基因比较保守。野生盘羊优势单倍型Hap-4具有提高红细胞数和血红蛋白含量,而降低红细胞平均体积的趋势。红细胞数和血红蛋白含量的增加提高了盘羊血液携氧能力,红细胞平均体积的降低减小了血液黏稠度,有利于减轻心脏负担,促进血液循环,提高氧运输效率,对藏羊适应高海拔地区的高原低氧环境具有积极作用。     

玉树牦牛USP9Y与ND1基因多态性分析及遗传进化研究

[目的]为分析USP9Y与ND1基因在玉树牦牛种内的遗传变异,并对玉树牦牛种群优化工作给予分子水平上的理论依据和科学建议.[方法]研究对100头玉树牦牛(40♂,60♀)目标基因片段(USP9Y与ND1基因)进行PCR扩增测序和多态性检测,并基于实验结果为玉树牦牛育种提供建议.[结果]玉树牦牛USP9Y核苷酸序列长度为210 bp,ND1核苷酸序列长度为220 bp,未在玉树牦牛群体内发现突变位点,得出玉树牦牛群体中USP9Y与ND1基因的杂合度低,表明玉树牦牛群体封闭,有近交衰退的趋势.通过与青海范围内牦牛ND1基因序列(高原、雪多、环湖、阿什旦、大通和野牦牛)比对,得出玉树牦牛与高原和雪多牦牛距离较近,而与阿什旦、环湖、大通和野牦牛遗传距离较远.建议在培育玉树牦牛核心群时,应划区进行,应用优势种如环湖公牦牛或其他遗传距离较远公牦牛的冻精配种及适度引种.[结论]玉树牦牛群体内USP9Y与ND1基因部分片段无基因多态性,表示以上玉树牦牛群体杂合度低,建议科学配种并合理引进优势畜种进行培育,提高玉树牦牛品种的遗传潜力.     

玉树牦牛USP9Y与ND1基因多态性分析及遗传进化研究

[目的]为分析USP9Y与ND1基因在玉树牦牛种内的遗传变异,并对玉树牦牛种群优化工作给予分子水平上的理论依据和科学建议.[方法]研究对100头玉树牦牛(40♂,60♀)目标基因片段(USP9Y与ND1基因)进行PCR扩增测序和多态性检测,并基于实验结果为玉树牦牛育种提供建议.[结果]玉树牦牛USP9Y核苷酸序列长度为210 bp,ND1核苷酸序列长度为220 bp,未在玉树牦牛群体内发现突变位点,得出玉树牦牛群体中USP9Y与ND1基因的杂合度低,表明玉树牦牛群体封闭,有近交衰退的趋势.通过与青海范围内牦牛ND1基因序列(高原、雪多、环湖、阿什旦、大通和野牦牛)比对,得出玉树牦牛与高原和雪多牦牛距离较近,而与阿什旦、环湖、大通和野牦牛遗传距离较远.建议在培育玉树牦牛核心群时,应划区进行,应用优势种如环湖公牦牛或其他遗传距离较远公牦牛的冻精配种及适度引种.[结论]玉树牦牛群体内USP9Y与ND1基因部分片段无基因多态性,表示以上玉树牦牛群体杂合度低,建议科学配种并合理引进优势畜种进行培育,提高玉树牦牛品种的遗传潜力.     

牦牛Y染色体分子遗传学研究进展

为系统了解牦牛Y染色体的分子遗传学研究现状,通过查阅近15年来的研究资料,从Y染色体分子标记和Y染色体基因2个方面对牦牛Y染色体分子遗传学研究进展进行综述。在分子标记方面,研究者已对13个普通牛Y-STRs在牦牛中的特异性进行了检测,发现4个标记(即INRA124、INRA189、UMN2404和BYM-1)为牦牛Y-STRs标记。确定了6个Y-SNPs标记(即USP9Y(223CT)、UTY19(158AC和169CT)、AMELY2(261CT)、OFD1Y9(165AG)和SRY4(104GA))可用于牦牛父系遗传研究。在基因研究上,已对SRY、ZFY、TSPY和HSFY等多个牦牛Y染色体基因进行了克隆、序列比较、多态性检测、系统发育和原核表达分析。在今后的研究中,挖掘更多的牦牛Y染色体特异标记,开展基于多个标记、更多牦牛品种的群体遗传学研究,将是探明牦牛父系遗传多样性、父系起源与驯化、群体历史发展动态与分类等问题的重点和方向。同时,应借鉴灵长类、普通牛等物种Y染色体的研究方法和技术,加强牦牛Y染色体基因组、转录组和蛋白组等研究。     

麦洼牦牛Toll样受体1基因的克隆及生物信息学分析

【目的】克隆并分析高原牦牛Toll样受体1基因(TLR1)的特点。【方法】提取麦洼牦牛脾脏RNA,反转录合成cDNA,以其为模板分段扩增后拼接获得麦洼牦牛TLR1基因编码区序列,采用相关分析软件对基因进行序列分析,并对其编码的蛋白质进行基本理化性质分析及预测。【结果】分段扩增获得了TLR1基因1 484bp的上游序列和823bp的下游序列,拼接后获得2 287bp的cDNA序列。TLR1基因系统进化树及同源性比对结果表明,TLR1基因极其保守,牦牛TLR1基因与黄牛、绵羊等哺乳动物遗传距离很近。预测TLR1基因含有1个2 184bp的开放阅读框,编码727个氨基酸,其编码蛋白的分子质量为83.148 7ku;预测TLR1蛋白在第500~600位氨基酸区域含有1个疏水区域,结合跨膜区预测认为该疏水区域可能是TLR1蛋白的一个跨膜区,TLR1蛋白二级结构主要以α-螺旋及自由卷曲为主。【结论】TLR1基因在高原牦牛与平原哺乳动物之间存在较高的同源性,这可能与TLR1蛋白重要的生理功能相关。     

三种不同海拔裂腹鱼肾脏转录组比较研究

裂腹鱼亚科鱼类长期生活在青藏高原缺氧环境,是研究低氧适应机制的天然生物模型。本研究对三种裂腹鱼：高海拔(>3600m)的孤唇裂腹鱼(Schizothorax curvilabiatus)和巨须裂腹鱼(Schizothorax macropogon)与低海拔(<700m)齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)的主要渗透调节器官肾脏进行转录组分析。通过对孤唇裂腹鱼和巨须裂腹鱼与齐口裂腹鱼的肾脏转录组进行比较分析,分别筛选出504个和478个差异表达基因,其中有199个共同差异表达基因。对共同差异基因进行GO(Gene Ontology)和KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)的富集分析发现,两组共同差异基因主要富集在糖酵解/糖原生成过程、脂质生物合成过程和血管生成等通路上。其中eno3、fbp1α、prpf19和ctsz等基因的高表达可能在高海拔裂腹鱼长期适应低氧环境中起着重要作用。本研究为揭示高原鱼类长期低氧适应提供了新思路。     

基因组学技术及其在水产动物研究中的应用综述

自人类基因组计划完成以来,基因组学进入功能研究时代。基因组研究技术引入水产动物的研究后,推进了水产动物基因组的结构和功能研究,解析和诠释了水产动物生物学现象的遗传基础和分子机制,在遗传育种、疾病防治和医药等方面的研究应用也取得较大进展。本文综述了基因组学研究中的测序技术、DNA分子标记技术、基因芯片、RNAi和基因编辑等技术的研究现状,总结这些技术在水产动物中的研究应用,分析其在水产动物研究中的机遇和挑战,为水产动物的发育、繁殖和抗逆育种等研究应用提供重要基因资源基础。     

分子遗传标记与动物分子育种研究进展

针对当前分子遗传标记的研究进展及其在动物分子育种的应用现状,在全面叙述分子遗传标记的种类及其技术特点的基础上,对分子遗传标记在动物育种的方法途径和作用进行充分论述,主要包括基因定位和构建基因图谱、数量性状主效基因分析、标记辅助选择和杂交优势预测等4个方面。并对动物分子育种未来的发展进行了展望。     

高原鼢鼠对低氧环境适应的生理指标研究进展

高原鼢鼠是终生生活于封闭洞道中的地下鼠,其洞道内氧浓度低,并且随着季节、土质、土壤含水量和洞道深度而发生波动。为了探讨高原鼢鼠对低氧环境的适应机制,通过对其机体调节氧转运有关的生理指标变化进行研究,综述了高原鼢鼠适应低氧环境的研究进展。