基于RNA-Seq筛选ALV-J感染汶上芦花鸡肝差异表达致病相关基因

为挖掘感染ALV-J汶上芦花鸡的肝差异表达致病相关基因。本研究以汶上芦花鸡为试验素材,分别在42和300日龄进行ALV血液病毒分离检测筛选ALV阴性和阳性个体,对ALV阳性个体有病理变化的肝组织和阴性个体肝组织进行PCR检测,分别选取3只ALV阳性(G1组)和阴性(G2组)个体的肝组织,并对G1组PCR产物测序、聚类分析确定ALV亚型,利用RNA-Seq测序技术筛选差异表达基因,并进行功能分析,利用荧光定量qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。结果表明,G1组样品经PCR检测、PCR扩增产物测序和聚类分析确定ALV为J亚型,转录组分析发现,共有42个差异基因在GO和KEGG中富集,其中,上调基因18个,下调基因24个。随机选取的5个差异表达基因qRT-PCR验证结果与RNA-Seq测序结果相一致。GO分析显示,差异表达基因主要涉及细胞过程、代谢过程、对刺激的反应、免疫系统等;KEGG分析显示,差异表达基因主要富集在细胞过程、信号传导、疾病、新陈代谢等信号通路。本研究通过转录组分析发现了影响ALV-J致病性的多个基因和关键信号通路,为深入了解ALV-J致病的分子机制提供了思路。     

禽白血病病毒在惠阳胡须鸡和汶上芦花鸡的垂直传播特性分析

旨在探明禽白血病病毒(ALV)在地方鸡种惠阳胡须鸡和汶上芦花鸡的垂直传播特性。以惠阳胡须鸡和汶上芦花鸡为素材,43周龄时进行血液与精液ALV病毒分离检测,结合系谱追溯筛选个体组建两个大试验组:阳性惠阳胡须鸡♂×阴性汶上芦花鸡♀;阴性汶上芦花鸡♂×阳性惠阳胡须鸡♀。后代群体隔离饲养,进行1日龄胎粪p27抗原、42日龄泄殖腔拭子p27抗原和病毒分离检测,并对ALV分离检测阳性样本进行PCR扩增、测序和遗传演化分析确定ALV的亚型。结果表明,阳性公鸡后代胎粪p27抗原、泄殖腔拭子p27抗原和血浆病毒分离阳性率显著高于阳性母鸡后代(P0.05),阳性公、母鸡后代病毒分离阳性率分别为8.54%和0%;阳性公、母鸡S/P值高低与其后代的p27抗原阳性率没有显著相关性(P0.05);胎粪和棉拭子p27抗原的假阳性率较高,且与病毒分离相比,胎粪p27抗原检测的漏检率为15%;序列分析和遗传演化分析结果表明病毒分离检测阳性个体均为ALV-J。公鸡在地方鸡种惠阳胡须鸡和汶上芦花鸡ALV垂直传播中发挥重要作用,在禽白血病净化过程中要加强对于公鸡感染的监测。     

基于RNA-Seq筛选新型鸭细小病毒感染鸭胚成纤维细胞的差异表达基因

为筛选鸭细小病毒(DPV)感染鸭胚成纤维(DEF)细胞后的差异表达基因,本研究利用DPV接种DEF细胞作为试验组,对照组加入相同体积的2%DMEM,培养至72 h后提取2组样品的总RNA,利用RNA-Seq技术筛选出DEF细胞感染DPV后的差异表达基因,并对其进行生物信息学GO功能分类和KEGG分析。结果显示,差异表达水平变化倍数(fold change,FC)在2倍以上的基因共有4 073个,其中上调表达基因1 904个,下调表达2 169个。GO功能分析显示,这些基因主要涉及到炎症反应、免疫反应、蛋白结合、转运活动等功能。KEGG信号通路分析表明,这些差异表达基因参与细胞因子受体相互作用、新陈代谢、TNF、NF-κB、Jak-STAT、Toll样受体等信号通路。应用荧光定量PCR(Real-time FQ-PCR)验证部分差异表达基因的检测结果显示,差异基因的相对表达量与RNA-Seq技术测序结果基本一致,表明了RNA-Seq检测结果的可靠性。本研究为进一步研究DPV的致病作用及宿主抗病机制奠定了基础。     

基于转录组测序筛选高盐培养下双峰驼肾皮质细胞差异表达基因

为探讨双峰驼的高盐适应机制并筛选出受高盐调控的基因，本试验采用RNA-Seq技术对双峰驼肾皮质细胞进行转录组测序分析。试验分为2个组，等渗培养基处理的肾皮质细胞为对照组（Control），高渗培养基处理的肾皮质细胞为高渗组（HS），进行转录组测序，从而筛选出一系列差异表达基因（DEGs），并用GO富集和KEGG富集分析对DEGs进行基因功能和途径的注释。结果显示，在高盐环境下双峰驼肾皮质细胞中共有4 854个显著DEGs;GO富集分析显示，DEGs显著富集在G蛋白偶联受体活性、受体结合、核酸结合转录因子活性、质膜、离子通道的活动和免疫反应等功能中；KEGG通路富集显示，DEGs显著富集在信号传导、辅助因子和维生素代谢、信号分子相互作用、运输和分解代谢、免疫系统等通路中；采用实时荧光定量PCR技术随机检测了参与高盐代谢的3个差异表达基因，其表达趋势与RNA-Seq一致，可以验证RNA-Seq技术的准确性。因此，双峰驼肾皮质细胞的高盐耐受性可能与这些途径和通路中重要基因的调控有关。本试验结果将为进一步揭示双峰驼耐盐性的分子调控机制提供重要的参考依据。     

基于RNA-Seq技术筛选影响猪肌纤维性状的候选基因

旨在探究影响肌纤维性状的候选基因和信号通路。本研究以马身猪和大白猪为研究对象,采用HE染色法分析6月龄马身猪和大白猪背最长肌肌纤维直径和密度,利用RNA-Seq分析马身猪和大白猪背最长肌组织中基因表达情况,并对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,再通过qRT-PCR验证RNA-Seq结果的准确性。结果显示,马身猪背最长肌肌纤维直径极显著低于大白猪(P<0.01),而肌纤维密度极显著高于大白猪(P<0.01)。转录组测序结果显示,在6月龄马身猪和大白猪背最长肌中,差异倍数在2倍以上的基因共105个,其中,马身猪相对于大白猪上调的基因有55个,下调的基因有50个。GO富集分析表明,差异表达基因主要富集在与线粒体相关的细胞组分和骨骼肌分化有关的生物学过程中;KEGG分析结果显示,这些差异表达基因主要参与到与氧化磷酸化有关的信号途径。qRT-PCR和RNA-Seq对6个DEGs表达情况的检测结果表明它们的表达趋势相同,说明RNA-Seq结果准确可靠。结合差异基因表达丰度、GO和KEGG富集分析结果,本研究发现,MYL3、MYH3、MYH6基因通过影响肌纤维的组成而影响肌纤维特性,ND6基因通过参与线粒体氧化磷酸化过程影响肌纤维类型,MICU2基因通过维持线粒体Ca²⁺浓度的稳态影响细胞功能,编码转录因子的EGR1和FOS基因通过调节细胞增殖、分化和凋亡等过程影响肌肉生长发育。本研究初步揭示了造成马身猪和大白猪肌纤维性状差异的主要原因,为猪肉品质的改善提供了相应的理论依据。     

基于RNA-Seq技术的塔里木马鹿毛色相关差异表达基因筛选及初步分析

旨在基于RNA-Seq技术对塔里木马鹿毛色相关基因进行筛选及分析。采用Illumina Hi Seq TM2000测序平台对塔里木马鹿和天山马鹿的皮肤组织进行转录组测序,所得序列经质控、组装后比对到NR、Swiss-Prot、COG、KOG、KEGG、GO和Pfam数据库中注释,并对差异表达基因进行筛选、功能注释和富集分析。结果表明,测序获得25 038个有注释信息的Unigenes,比对分析显示,塔里木马鹿与天山马鹿有922个差异表达基因,其中上调表达基因495个,下调表达基因427个;GO功能富集分析结果显示,568个差异表达基因富集到61个GO条目上,分别参与了生物学过程、细胞组分及分子功能;KEGG代谢通路富集分析发现,在差异表达基因中富集最显著的代谢通路是ECM-受体相互作用。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析与塔里木马鹿毛色相关的7个候选基因的转录水平变化来验证转录组测序结果的准确性和可靠性,这些基因的表达趋势与转录组测序结果相一致。ECM-受体相互作用、蛋白质消化与吸收、PI3K-Akt信号通路及与黑色素合成相关的酪氨酸等通路可能与塔里木马鹿的毛色有关;候选基因MITF、Ggt1、VDR、PTPRF、CⅡTA、ARPC5L、POMC等可能在塔里木马鹿毛色形成过程中发挥重要作用。本研究结果为今后塔里木马鹿毛色相关基因的分子调控机制方面及挖掘潜在的新基因提供了丰富的试验数据。     

基于RNA-Seq筛选禽致病性大肠杆菌损伤雏鸡小肠差异表达基因

为筛选禽致病性大肠杆菌(APEC)感染雏鸡后其小肠损伤的差异表达基因,本研究利用APEC菌株经腿部肌肉途径接种两周龄雏鸡,对照组鸡以相同的途径注射相同体积的生理盐水,选取病变严重的肠道与对照组肠道,利用高通量RNA-Seq技术筛选出雏鸡小肠受APEC损伤后的差异表达基因,对其进行生物信息学GO功能分类和KEGG信号通路分析,并利用荧光定量PCR验证部分差异表达基因。结果显示差异变化在2倍以上的基因共有131个,其中74个上调表达,57个下调表达。GO功能分类结果显示,这些基因主要涉及到蛋白结合、免疫反应、转运活动等功能。KEGG分析表明这些差异表达基因参与PPAR、新陈代谢、细胞因子受体相互作用、Jak-STAT、RIG-I-样受体、吞噬体等信号通路。本研究为进一步研究APEC的致病作用及宿主抗病机制奠定了基础。     

基于瘤胃转录组探究双峰驼沙漠适应性分子机制

旨在比较胚胎期和成年期双峰驼瘤胃在组织形态、编码基因表达上的变化,挖掘影响双峰驼瘤胃发育的关键基因和通路,从消化系统探究双峰驼的沙漠适应性机制。本研究选取3峰10～12岁健康状况良好的成年期阿拉善双峰驼,以及3峰9～10月龄健康状况良好的胚胎期阿拉善双峰驼,采集瘤胃组织样品,制作石蜡组织切片,观察成年期与胚胎期双峰驼瘤胃,比较其组织结构之间的差异。分别提取成年期和胚胎期双峰驼的瘤胃组织总RNA,利用Illumination Hiseq 2000测序平台分别进行转录组测序,对转录组数据进行质控、比对、差异基因筛选、GO、KEGG富集分析。随机选择6个差异表达基因进行荧光定量试验,关联转录组数据与荧光定量试验的表达趋势。结果表明,胚胎期瘤胃组织中上皮细胞和肌纤维细胞清晰可见,分布密集,在成年期的瘤胃组织中,可见明显的肌纤维,肌纤维直径较宽,肌纤维间的空隙较大。转录组测序结果显示,每个样本获得至少10G的数据量,各样本的质控率都在90%以上,Q30数据都在88%以上。对测序数据进行分析,以胚胎期为对照组,成年期为试验组,筛选到1 207个差异表达基因,其中上调基因456个,下调基因751个;对差异表达基因进行层次聚类分析,结果显示,成年期的3个个体(M1、M2、M3)表达模式接近,胚胎期的3个个体(T1、T2、T3)表达模式接近。对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,上调差异表达基因显著富集到62条显著的GO条目,下调差异表达基因显著富集到366条显著的GO条目,73条显著的KEGG通路。差异表达基因主要富集在代谢过程的负调控、RNA生物合成过程的负调控、基因表达的负调控等GO条目中,KEGG主要富集到MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号、胰岛素信号通路、醛固酮的合成与分泌等通路中。同时筛选到MAPK12、MAPK13、FABP5、PPARγ、CaMK1等与双峰驼沙漠适应性相关的基因。荧光定量结果显示,差异基因在成年期和胚胎期瘤胃组织中的表达模式与RNA-Seq的结果一致。上述结果表明,双峰驼的瘤胃组织可能与脂肪细胞分化有关。在沙漠环境中,双峰驼可能降低瘤胃组织代谢效率、通过胰岛素抵抗作用提高血糖耐受性以及促进醛固酮的合成与分泌以调节血压平衡,以更好地在沙漠干燥缺水的环境中生存。     

基于转录组测序挖掘广西麻鸡生长发育相关基因

【目的】通过对1和60日龄广西麻鸡腿肌进行转录组测序(RNA-Seq),筛选出广西麻鸡生长发育关键基因。【方法】选择1和60日龄健康母鸡各3只,分别采集腿肌组织,利用Illumina Novaseq^TM 6000平台进行mRNA转录组测序,利用DESeq2软件进行差异表达基因的分析,并对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,进一步筛选出生长发育相关基因,并用实时荧光定量PCR验证转录组测序结果。【结果】转录组测序结果显示,6个样本分别获得34 296 198~41 647 642条clean reads。与1日龄腿肌相比,60日龄腿肌共获得2 304个差异表达基因,其中998个基因上调,1 306个基因下调。GO功能富集分析发现,共获得富集条目572条,其中生物过程381条,细胞组分70条,分子功能121条。KEGG通路富集分析发现,共获得34个显著富集的信号通路,其中心肌收缩、MAPK信号通路、紧密连接、肌动蛋白细胞骨架信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导等与生长发育相关。通过GO功能和KEGG通路富集分析获得5个生长发育相关基因,分别为肌球蛋白重链10(MYH10)、肌球蛋白链15(MYH15)、成纤维细胞生长因子10(FGF10)、成纤维细胞生长因子16(FGF16)、肌肉生长抑制素(GDF8)基因,其中MYH10、MYH15、FGF10为上调差异表达基因,FGF16和GDF8为下调差异表达基因。所选差异表达基因实时荧光定量PCR结果与转录组测序的基因表达水平一致,说明转录组测序结果可靠。【结论】本试验通过对广西麻鸡1和60日龄2个不同生长阶段进行转录组测序分析,获得MYH10、MYH15、FGF10、FGF16、GDF8共5个与生长发育相关的关键基因,为后续进一步探讨广西麻鸡生长发育的分子调控机制提供参考。     

基于瘤胃转录组探究双峰驼沙漠适应性分子机制

旨在比较胚胎期和成年期双峰驼瘤胃在组织形态、编码基因表达上的变化,挖掘影响双峰驼瘤胃发育的关键基因和通路,从消化系统探究双峰驼的沙漠适应性机制。本研究选取3峰10~12岁健康状况良好的成年期阿拉善双峰驼,以及3峰9~10月龄健康状况良好的胚胎期阿拉善双峰驼,采集瘤胃组织样品,制作石蜡组织切片,观察成年期与胚胎期双峰驼瘤胃,比较其组织结构之间的差异。分别提取成年期和胚胎期双峰驼的瘤胃组织总RNA,利用Illumination Hiseq 2000测序平台分别进行转录组测序,对转录组数据进行质控、比对、差异基因筛选、GO、KEGG富集分析。随机选择6个差异表达基因进行荧光定量试验,关联转录组数据与荧光定量试验的表达趋势。结果表明,胚胎期瘤胃组织中上皮细胞和肌纤维细胞清晰可见,分布密集,在成年期的瘤胃组织中,可见明显的肌纤维,肌纤维直径较宽,肌纤维间的空隙较大。转录组测序结果显示,每个样本获得至少10G的数据量,各样本的质控率都在90%以上,Q30数据都在88%以上。对测序数据进行分析,以胚胎期为对照组,成年期为试验组,筛选到1 207个差异表达基因,其中上调基因456个,下调基因751个;对差异表达基因进行层次聚类分析,结果显示,成年期的3个个体（M1、M2、M3）表达模式接近,胚胎期的3个个体（T1、T2、T3）表达模式接近。对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,上调差异表达基因显著富集到62条显著的GO条目,下调差异表达基因显著富集到366条显著的GO条目,73条显著的KEGG通路。差异表达基因主要富集在代谢过程的负调控、RNA生物合成过程的负调控、基因表达的负调控等GO条目中,KEGG主要富集到MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号、胰岛素信号通路、醛固酮的合成与分泌等通路中。同时筛选到MAPK12、MAPK13、FABP5、PPARγ、CaMK1等与双峰驼沙漠适应性相关的基因。荧光定量结果显示,差异基因在成年期和胚胎期瘤胃组织中的表达模式与RNA-Seq的结果一致。上述结果表明,双峰驼的瘤胃组织可能与脂肪细胞分化有关。在沙漠环境中,双峰驼可能降低瘤胃组织代谢效率、通过胰岛素抵抗作用提高血糖耐受性以及促进醛固酮的合成与分泌以调节血压平衡,以更好地在沙漠干燥缺水的环境中生存。     

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。     

鸡毒支原体MG-HY株感染鸡气管的转录组学分析

旨在进一步探究鸡毒支原体（MG）感染SPF雏鸡后气管基因组转录水平的变化,筛选出MG感染后参与气管黏膜炎性损伤的差异表达基因和调控通路。使用MG-HY株菌液按0.2 mL·羽^-1经点眼滴鼻感染SPF雏鸡,感染后收集气管组织利用RNA-Seq技术进行测序分析。转录组分析结果显示,在MG感染期间RNA-seq共筛选出3 112个显著（P<0.01）差异表达基因（DEGs）,其中,1 646个上调基因,1 466个下调基因。GO功能分析显示,差异基因主要涉及生物调节、刺激的反应、多细胞生物过程、细胞成分组织或生物发生等生物过程。KEGG-Pathway分析发现差异基因参与黏膜免疫信号传导通路,例如：细胞因子-细胞因子受体相互作用,细胞黏附分子（CAMs）,细胞外基质（ECM）受体相互作用、紧密连接、PPAR信号通路和MAPK信号通路等,表明这些基因参与了MG诱导的雏鸡气管炎症反应和损伤。使用qRT-PCR验证与黏膜免疫相关的13个差异表达的基因,其结果与转录组分析一致。本研究为进一步阐明MG感染导致宿主气管黏膜上皮损伤和黏膜免疫机制提供了基础。     

A comparison of test materials for differentiating avian leukosis virus group-specific antigens of exogenous and endogenous origin

Three groups of pullets--those lacking endogenous viral (ev) genes, those carrying ev3, which codes for avian leukosis virus (ALV) group-specific (gs) antigen but not complete virus, and those carrying ev2, which codes for complete endogenous virus--were reared to maturity free of exogenous ALV infection or reared separately after inoculation at 1 day with ALV. The enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to detect gs antigen in feather pulp, cloacal swabs, sera, white blood cells, and albumens from the pullets and in embryos, combs, and meconia from their progeny. These results were used to identify methods to distinguish between endogenous ALV expression and exogenous ALV infection. Although the frequency and levels of gs antigen detection were higher in most of the ALV-positive than in ev-positive ALV-negative materials, albumens and cloacal swabs had the lowest frequency of gs antigen detection in the ev-positive ALV-negative materials. These two materials had a further advantage in that detection of gs antigen in them has been shown to be highly correlated with congenital transmission. Further studies using ELISA absorbance values and titer to quantitate gs antigen showed that ev-positive ALV-negative albumens had much lower levels of gs antigen than ALV-positive albumens. The same criteria were not useful for distinguishing cloacal swabs of these two types. We conclude that in these lines, high levels of gs antigen in albumen is a sensitive and practical means of identifying dams congenitally transmitting ALV, because there is a very low frequency of "false positives" due to endogenous gs antigen in this material.