ephrin A1基因在附植后期猪繁殖组织表达变化及与表观性状的关联分析

本研究旨在明确促红细胞生成素产生肝细胞配体A1(ephrin A1)在猪附植后期的mRNA和蛋白表达规律,分析高胚胎数母猪和低胚胎数母猪之间表达差异,以及这些差异与繁殖性状的关系。选择妊娠第22天和24天(附植后期)母猪,屠宰后采集6种繁殖组织样,利用Real-time定量PCR(qPCR)和免疫印迹方法检测这些组织样品中ephrin A1基因的mRNA和蛋白表达量,并将基因表达量与繁殖性状进行关联分析。妊娠第22天,高胚猪和低胚猪的黄体数和总胚胎数均差异显著(P0.05)。Real-time qPCR结果显示:妊娠第22天,子宫内膜附植点的表达量显著高于尿囊绒毛膜或胚胎(P0.05),高胚猪的胚胎表达量小于低胚猪(P0.05);妊娠第24天,ephrin A1在组织中的mRNA表达量由高到低依次为:子宫内膜附植点、子宫内膜附植点间、子宫颈、卵巢黄体和胚胎;妊娠第22天或24天,妊娠猪ephrin A1的mRNA表达量均高于空怀猪(P0.05)。Western blot结果显示,妊娠第24天,ephrin A1蛋白在子宫内膜附植点的表达量最高,其次为子宫内膜附植点间和卵巢黄体(P0.05)。ephrin A1的表达与胚胎长度呈正相关,相关系数为0.31～0.59;相较于胚胎重、总胚胎数、正常胚胎数和卵巢重性状,ephrin A1表达与胚胎长度之间出现最高相关系数。研究结果表明,ephrin A1表达在猪附植后期的调控过程中可能发挥重要作用,子宫内膜附着位点可能是ephrin A1基因表达的主要靶组织,ephrin A1的表达量增加可能与胚胎生长(长度和重量)和卵巢重量增加有关。     

基于高通量测序的水貂胚胎滞育期和激活期卵巢转录组分析

试验旨在获取胚胎滞育期与激活期水貂卵巢组织的转录组信息，挖掘滞育的胚胎激活前后水貂卵巢差异表达基因（DEGs）及其功能信息，为探讨卵巢信号调控水貂胚胎滞育的分子机制提供参考。随机采集8只健康雌性水貂（胚胎滞育期和激活期各4只）的卵巢组织为样本，利用Illumina HiSeq平台RNA-Seq技术对其进行转录组测序，筛选在水貂胚胎滞育期和激活期卵巢中的DEGs并进行生物信息学分析。结果显示，测序获得661 195 568个raw reads，经过滤后获得650 834 900个clean reads，组装后得到389 895个unigenes，通过与Nr、GO、KOG和KEGG数据库比对，对unigenes进行注释，其中Nr数据库注释了156 419个unigenes；GO数据库注释了122 657个unigenes；KOG数据库注释了58 320个unigenes；KEGG数据库注释了72 653个unigenes。滞育期和激活期卵巢中有1 797个DEGs，与胚胎滞育期水貂卵巢相比，激活期卵巢有1 298个DEGs显著上调，499个DEGs显著下调。GO功能分析发现，DEGs显著富集的生物学过程主要有跨膜信号受体活性、信号受体活性、G蛋白偶联受体活性、酶联受体蛋白信号通路、细胞表面受体信号通路、细胞周期阻滞、芳香酯酶活性。KEGG通路分析发现，水貂滞育期和激活期卵巢中的DEGs显著富集于神经活动配体-受体相互作用信号通路。本研究利用高通量测序技术获得水貂胚胎滞育期与胚胎激活期卵巢的转录组信息，为深入探究水貂卵巢调节胚胎滞育的分子机制奠定了基础。     

基于高通量转录组测序的红花籽油对肥育猪肝脏差异表达基因的影响

18头肥育猪按饲粮均分为2组,添加红花籽油组和不添加油脂组(对照组)。试验期60d结束,全部屠宰,分别采集肝脏组织样品,进行高通量转录组测序,找出2处理组间的差异表达基因和差异代谢通路。利用Illumina HiSeqTM2500高通量RNA-seq测序技术对2组肥育猪肝脏RNA测序,使用TopHat2软件将测序得到的reads序列与猪(Sscrofa10.2)参考基因组序列比对,找出差异表达基因,在Nr、GO和KEGG数据库中进行功能注释、富集分析和聚类分析。结果显示,红花籽油组和对照组肝脏中差异表达基因共有1 114个,与对照组相比,红花籽油组表达上调的基因有579个,下调的基因有535个。GO功能分类注释到细胞组成、生物学过程和分子功能数据库中的差异表达基因分别有902,903,857个。注释到KEGG通路中差异表达基因414个,显著富集通路4个(P0.05)。     

不同繁殖季节绵羊卵巢组织中piRNAs序列特征及表达差异分析

为了分析绵羊卵巢组织中piRNAs的序列特征及不同繁殖季节绵羊卵巢组织中piRNAs的表达差异,本试验采用Solexa测序技术对休情季节（休情期）和发情季节（卵泡期和黄体期）滩羊卵巢组织进行高通量测序,采用生物信息学方法筛选绵羊卵巢中的piRNAs,对piRNAs的长度分布、首位碱基偏好、基因组来源、染色体分布、链特异性、ping-pong循环特征、piRNAs比对重复序列类型进行分析,并对发情季节与休情季节绵羊卵巢之间差异表达的piRNAs进行靶基因预测及其靶基因的GO功能和KEGG Pathway富集分析。结果显示,绵羊卵巢中不同长度的piRNAs首位碱基偏好性不一致;3个时期（休情期、黄体期和卵泡期）的piRNAs均主要比对到基因内含子、编码区及lncRNA区域,而比对到重复序列的piRNAs相对较少;绵羊卵巢piRNAs在染色体上呈不均匀分布;绵羊piRNAs簇存在很强的链特异性,但首位碱基偏好性不明显;3个时期的piRNAs均无明显的ping-pong循环特征。KEGG富集分析发现,差异piRNA靶基因主要富集在RNA运输通路（RNA transport pathway）、嘌呤代谢通路（purine metabolism pathway）、黏着斑通路（focal adhesion）、PI3K-Akt信号通路（PI3K-Akt signaling pathway）、Hippo信号通路（Hippo signaling pathway）等与绵羊繁殖相关的通路。本研究揭示了不同繁殖季节绵羊卵巢组织中的piRNAs序列特征,暗示绵羊卵巢组织中的piRNAs可能通过BAD等基因和黏着斑通路等调控绵羊季节性繁殖,为深入解析绵羊季节性发情分子机制提供一定参考。     

猪胚胎附植部分因子研究进展

产仔数性状是养猪业中一个重要的经济性状,而胚胎附植对猪产仔数的高低有重要的影响。胚胎附植的调控涉及到多个生物学过程,在其中发挥作用的物质（附植因子）很多。作者针对孕酮、孕酮受体、雌二醇、雌激素受体α（ESR1）和促红细胞生成素产生肝细胞受体配体（Eph-ephrin）系统这几种附植因子的相关研究进行了归纳总结,重点阐述了这些因子在母胎对话过程中的时空表达、功能、突变、调控等方面的研究进展。其中,孕酮及其受体在猪胚胎附植活动中全程发挥着重要作用,黄体分泌的孕酮与母猪子宫内膜腔上皮、腺上皮、基质和肌细胞中的孕酮受体结合发挥作用,使这些组织细胞分泌多种附植因子,这些附植因子进一步参与胚胎附植过程。雌二醇是雌激素中含量最多、活性最强的一种激素,主要由卵巢颗粒细胞分泌,雌激素受体α是子宫内雌二醇的主要受体,二者结合可使母猪发情;此外,附植中处于游离状态的胚泡也分泌雌二醇,其是一个让母猪子宫内膜得以识别的信号,允许胚泡附植。Eph-ephrin系统作用广泛,其在人、小鼠和猪的胚胎附植过程中发挥着重要作用。系统中的EphA1、ephrin A1、EphA4等基因在猪的胚胎附植期表达量显著高于空怀猪,它们在子宫内膜附植点的表达量显著高于附植点间的部位,且ephrin A1的抑制表达会降低子宫内膜上皮细胞的迁移和黏附能力。这些附植因子都在猪胚胎附植活动中发挥着重要作用,对它们的深入研究将有利于明确猪胚胎附植调控机理,进一步揭示猪高繁机理。     

猪胚胎附植部分因子研究进展

产仔数性状是养猪业中一个重要的经济性状,而胚胎附植对猪产仔数的高低有重要的影响。胚胎附植的调控涉及到多个生物学过程,在其中发挥作用的物质(附植因子)很多。作者针对孕酮、孕酮受体、雌二醇、雌激素受体α(ESR1)和促红细胞生成素产生肝细胞受体配体(Eph-ephrin)系统这几种附植因子的相关研究进行了归纳总结,重点阐述了这些因子在母胎对话过程中的时空表达、功能、突变、调控等方面的研究进展。其中,孕酮及其受体在猪胚胎附植活动中全程发挥着重要作用,黄体分泌的孕酮与母猪子宫内膜腔上皮、腺上皮、基质和肌细胞中的孕酮受体结合发挥作用,使这些组织细胞分泌多种附植因子,这些附植因子进一步参与胚胎附植过程。雌二醇是雌激素中含量最多、活性最强的一种激素,主要由卵巢颗粒细胞分泌,雌激素受体α是子宫内雌二醇的主要受体,二者结合可使母猪发情;此外,附植中处于游离状态的胚泡也分泌雌二醇,其是一个让母猪子宫内膜得以识别的信号,允许胚泡附植。Eph-ephrin系统作用广泛,其在人、小鼠和猪的胚胎附植过程中发挥着重要作用。系统中的EphA1、ephrin A1、EphA4等基因在猪的胚胎附植期表达量显著高于空怀猪,它们在子宫内膜附植点的表达量显著高于附植点间的部位,且ephrin A1的抑制表达会降低子宫内膜上皮细胞的迁移和黏附能力。这些附植因子都在猪胚胎附植活动中发挥着重要作用,对它们的深入研究将有利于明确猪胚胎附植调控机理,进一步揭示猪高繁机理。     

不同繁殖季节绵羊卵巢组织中piRNAs序列特征及表达差异分析

为了分析绵羊卵巢组织中piRNAs的序列特征及不同繁殖季节绵羊卵巢组织中piRNAs的表达差异,本试验采用Solexa测序技术对休情季节(休情期)和发情季节(卵泡期和黄体期)滩羊卵巢组织进行高通量测序,采用生物信息学方法筛选绵羊卵巢中的piRNAs,对piRNAs的长度分布、首位碱基偏好、基因组来源、染色体分布、链特异性、ping-pong循环特征、piRNAs比对重复序列类型进行分析,并对发情季节与休情季节绵羊卵巢之间差异表达的piRNAs进行靶基因预测及其靶基因的GO功能和KEGG Pathway富集分析。结果显示,绵羊卵巢中不同长度的piRNAs首位碱基偏好性不一致;3个时期(休情期、黄体期和卵泡期)的piRNAs均主要比对到基因内含子、编码区及lncRNA区域,而比对到重复序列的piRNAs相对较少;绵羊卵巢piRNAs在染色体上呈不均匀分布;绵羊piRNAs簇存在很强的链特异性,但首位碱基偏好性不明显;3个时期的piRNAs均无明显的ping-pong循环特征。KEGG富集分析发现,差异piRNA靶基因主要富集在RNA运输通路(RNA transport pathway)、嘌呤代谢通路(purine metabolism pathway)、黏着斑通路(focal adhesion)、PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)、Hippo信号通路(Hippo signaling pathway)等与绵羊繁殖相关的通路。本研究揭示了不同繁殖季节绵羊卵巢组织中的piRNAs序列特征,暗示绵羊卵巢组织中的piRNAs可能通过BAD等基因和黏着斑通路等调控绵羊季节性繁殖,为深入解析绵羊季节性发情分子机制提供一定参考。     

绵羊不同妊娠时期卵巢转录组差异表达比较分析

[目的]探究随着绵羊体内胎儿的发育,母体卵巢转录组表达水平的变化。[方法]试验绵羊为苏格兰黑面羊和特克赛尔羊F₁代杂交品种,3个妊娠时间分别为妊娠23 d、妊娠35 d和妊娠100 d。从NCBI的高通量测序数据SRA存储库下载3个妊娠时期绵羊卵巢转录组的18个样本数据。使用Z-Score方法对转录组数据进行标准化处理。将妊娠23 d、妊娠35 d的绵羊卵巢组织进行比对,妊娠35 d、妊娠100 d的绵羊卵巢组织进行比对,使用R语言的limma包进行基因差异表达分析,筛选DEGs,以P-Value<0.05和|logFC|≥2作为筛选DEGs条件。利用DAVID在线软件对DEGs进行注释及功能富集分析,并以P-Value<0.05作为信号通路显著富集标志。[结果]在妊娠23 d与妊娠35 d组绵羊卵巢中筛选出54个DEGs,妊娠35 d与妊娠100 d组绵羊卵巢中筛选出68个DEGs,两组均包含HSP90AA1、HSP90AB1、MMP2和HSP90B1基因。妊娠23 d与35 d组绵羊卵巢的54个DEGs显著富集到包括内质网蛋白质加工信号通路、核糖体信号通路、雌激素信号通路、癌症蛋白聚糖信号通路、扩张型心肌病信号通路、肥厚型心肌病信号通路6条通路;妊娠35 d、妊娠100 d组绵羊卵巢的68个DEGs显著富集到包括癌症相关信号通路、黏着斑信号通路、抗原加工与提呈信号通路、细胞外基质受体相互作用信号通路、细菌侵袭上皮细胞信号通路、内质网蛋白质加工信号通路、核糖体信号通路、雌激素信号通路、PI3K-Akt信号通路、癌症蛋白聚糖信号通路和前列腺癌信号通路11条通路。[结论]在妊娠期间雌激素信号通路上的HSP90AA1、HSP90AB1、MMP2和HSP90B1基因表达有很大变化,这些基因可能对绵羊妊娠维持有着重要的作用。     

系统分析多组织转录组鉴定影响猪脂肪沉积的关键基因

旨在挖掘影响松辽黑猪脂肪沉积的关键基因及脂肪、肝和肌肉在体内的功能。本研究选择体重100 kg左右健康且背膘厚差异显著的6头(高、低各3头)松辽黑猪为试验动物,利用高通量转录组测序技术检测其脂肪、肝和背最长肌组织中基因的表达水平,鉴定不同脂肪沉积猪和不同组织中的差异表达基因,并分析差异表达基因的生物学功能。结果表明,在不同分组的猪中发现135个差异表达基因,其中部分参与了PPAR信号通路、AMPK信号通路、代谢通路、脂肪酸代谢和甘油代谢等通路。经生物学功能分析发现,EHHADH、ME1、SCD、OLR1、PHGDH、ACLY、LEP和CYP超家族基因等基因为影响猪脂肪沉积的关键基因。在不同组织的差异表达表达基因中,脂肪组织中高表达的基因显著富集在胰岛素信号通路、MAPK信号通路、三羧酸循环、氧化磷酸化等通路;肝中高表达基因显著富集在多种物质的代谢、脂肪酸的降解、氨基酸的合成等通路;背最长肌中高表达的基因主要参与了蛋白质的降解、PI3K-Akt信号通路、氧化磷酸化通路、Wnt信号通路、磷脂酰肌醇信号通路等通路。不同组间差异表达基因分析结果提示,EHHADH、ME1、SCD、OLR1、PHGDH、ACLY、LEP和CYP超家族基因等基因是影响脂肪沉积的关键基因;不同组织间差异表达基因表明,脂肪组织是脂肪合成的主要部位,而肝和肌肉组织主要涉及脂肪酸的降解。本研究结果对脂肪性状的遗传改良、机理解析有一定意义。     

调控香猪繁殖候选miRNA筛选

研究旨在从香猪卵巢small RNA测序数据中挖掘调控香猪繁殖的microRNA （miRNA）,解析miRNA调控香猪卵巢功能及繁殖性状的分子机制,对于猪的遗传选育具有重要意义。研究选取发情期和间情期的香猪各4头,屠宰后取其卵巢组织,提取总RNA进行small RNA测序,利用生物信息学方法检测miRNA表达谱,筛选差异表达的miRNA,预测差异表达miRNA靶基因,并对靶基因进行GO功能富集和KEGG通路富集分析。结果显示,香猪卵巢组织中miRNA在染色体上呈不均匀分布,主要分布于1号染色体和X染色体上。香猪卵巢中共有627个已知猪miRNAs表达,其中有34个差异表达miRNAs,表达量前五的分别是miR-23、let-7i-5p、miR-103、miR-30e-5p和miR-1271-5p。GO功能分析结果显示,靶基因主要参与的生物学过程是细胞过程（cellular process）,主要分布于细胞（cell）,主要分子功能是结合（binding）;KEGG显著富集通路中,促性腺激素释放激素受体通路（gonadotropin-releasing hormone receptor pathway）、胰岛素样生长因子通路（IGF pathway）和表皮生长因子受体信号通路（EGF receptor signaling pathway）与卵母细胞的发育成熟相关,因此推测miR-23b、let-7i-5p、miR-103、miR-30e-5p和miR-1271-5p可能参与了香猪繁殖调控。本研究初步筛选出5个可能调控香猪繁殖性能的miRNAs,可为从分子水平提高香猪产仔数提供理论基础。     

两个品种马骨髓基因表达谱分析

为了寻找不同品种马骨髓之间的差异表达基因,本研究构建了蒙古马-骨髓和纯血马-骨髓基因表达谱文库,经Illumina Miseq高通量测序,分别获得了7 219 956和7 116 170个有效reads;两个文库映射到11、8和1号染色体的reads最多,而映射到29、30和31号染色体的reads最少;两个文库共筛出318个差异表达基因,其中与免疫相关的基因有21个。GO功能富集分析结果表明差异表达基因与转运、细胞间信号传导、生物学过程和细胞质等有关;KEGG通路富集分析结果表明,差异最大的显著富集KEGG条目为神经系统。这些结果为研究马匹抗病力的遗传和免疫机理等提供基础数据。     

利用鸡胚表达谱数据筛选皮肤发育相关基因的研究

家鸡(Gallus domesticus)躯体被覆羽毛而跖部为鳞片状皮肤,代表了比较典型的皮肤结构,是研究皮肤调控机理的理想模型。本研究利用来航鸡胚胎期背部和跖部皮肤的表达谱数据(GSE62882),筛选不同日龄胚胎背部羽毛皮肤上皮(7 d、9 d)、间充质(7 d、9 d)和跖部鳞片皮肤上皮(9 d、11 d)、间充质(9 d、11d)的差异表达基因,探讨胚胎皮肤发育的调控通路。结果显示:羽毛皮肤上皮(7d、9d)鳞片皮肤上皮(9 d、11 d)差异表达显著基因(Padj0.05),分别为28个和116个;对4组极表达差异显著基因(P0.01)进行GO分析,发现富集在单细胞组织发育相关条目的差异基因最多,羽毛上皮(7 d、9 d)部分差异基因富集在细胞黏附;4组差异基因的KEGG分析中,筛选出共同的信号通路黏附斑激酶(FAK)信号通路,该通路介导的细胞黏附活动可能参与鸡胚胎皮肤发育过程。血小板源性生长因子(Platelet Derived Growth FactorSubunitB,PDFGB)、关键基因纤维连接蛋白1(Fibronectin1,FN1)和细胞基质蛋白(Periostin,POSTN)参与FAK信号通路,是值得关注的基因。     

转录组测序筛选山羊妊娠早期胚胎附植相关基因

旨在通过胚胎附植前、后的山羊子宫角组织高通量测序筛选妊娠早期胚胎附植的关键基因。本研究选取2～4岁体重相近((44.76±3.49)kg)的经产努比亚母山羊16只，在同期发情-人工输精配种后的第15(D15)和第30天(D30)分别随机选取3只羊颈动脉放血处死。采集子宫角组织利用Illumina HiSeq进行高通量转录组测序(RNA-Seq)，筛选差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)并对DEGs进行功能注释，基因功能查询进一步筛选与胚胎附植直接相关的调控基因，荧光定量PCR(qRT-PCR)对筛选的基因进行表达量验证分析。D15和D30子宫角组织转录本比较分析发现了 2 000个DEGs，其中上调基因620个，下调基因1 380个。GO功能聚类分析共分为3大类52组，其中细胞组分17组，生物过程23组，分子功能12组，获得细胞连接与增殖，生物粘附与调节，分子活性与转导等重要生物途径。以D15表达量高低为排序标准，从表达量最高的10个基因中筛选出了与胚胎附植有关的基因MGP和TAGLN；从上调和下调幅度最大的前10个差异表达基因中，获得参与妊娠相关糖蛋白合成与分泌的基因PAG-3、PAG-8、PAG-12，参与生长因子结合与生长激素释放激素受体活性相关基因GHRHR和胰岛素样生长因子结合蛋白基因IGFBP1。qRT-PCR结果显示，随机选取的6个基因在D15和D30子宫角中表达变化趋势与RNA-Seq结果一致。获得的基因MGP、TAGLN、PAG-3、PAG-8、PAG-12、GHRHR、IGFBP1在努比亚山羊胚胎附植中具有重要作用。     

营养诱导舍饲哈萨克羊非繁殖季节卵巢组织中miRNAs差异表达分析

旨在利用Solexa测序技术分析、挖掘营养诱导非繁殖季节绵羊发情期和乏情期卵巢组织micro RNAs(miRNA),为进一步研究特定miRNA参与非繁殖季节绵羊发情的分子调控机制提供理论基础。以不同营养水平饲喂的哈萨克绵羊作为研究对象,在非繁殖季节前后分别屠宰已鉴定的3只发情(EN)和乏情(AN)母羊,分别采集卵巢(O)组织,构建两个小片段RNA文库(OEN和OAN),进行高通量测序和生物信息学分析,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证差异表达的miRNAs在哈萨克羊卵巢中表达水平。结果显示,两文库分别获得8 665 978(发情期)和9 071 102条(乏情期)clean reads,且绝大多数小RNA序列长度为21~23nt。两文库相比较,发现有9个已知和104个未知miRNAs表达差异显著(P0.01)。利用qRT-PCR随机选择的6个显著差异表达的miRNAs进行验证,其表达水平和测序分析结果一致。KEGG通路分析表明,这些差异miRNAs的靶基因主要参与了甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,氨基糖和核苷酸糖代谢,精氨酸和鸟氨酸代谢及甘油磷脂代谢等营养调控通路。结合靶基因预测及通路富集分析,推测差异表达的miRNAs是通过营养代谢通路对绵羊的非季节性发情起重要作用。     

F18大肠杆菌抗性型与敏感型苏太断奶仔猪十二指肠组织比较转录组分析

旨在揭示培育品种—苏太猪(杜洛克×梅山猪)F18大肠杆菌抗性的调控通路和重要候选基因,同时进一步探究中外猪品种F18大肠杆菌抗性调控遗传基础的差异。本研究以课题组前期获得的苏太猪和梅山猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型断奶仔猪全同胞个体为研究对象,通过转录组测序筛选苏太猪F18大肠杆菌抗性相关的调控通路以及重要候选基因,并在细胞水平,利用qPCR和Western blot分析F18大肠杆菌刺激小肠上皮细胞IPEC-J2后重要候选基因(蛋白)的表达变化,同时利用qPCR检测重要候选基因在苏太和梅山断奶仔猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型个体十二指肠组织中的差异表达情况。结果显示:1)在苏太断奶仔猪F18大肠杆菌抗性型与敏感型个体中筛选出238个差异表达基因,主要参与Toll样受体信号通路(toll-like receptor signaling pathway)和糖脂类通路(glycosphingolipid biosynthesis-lacto and neolacto series),其中TLR5、IL-1β、FUT2为重要候选基因;2)不同血清型F18大肠杆菌(F18ac、F18ab)菌体分别刺激小肠上皮细胞IPEC-J2后,FUT2、IL-1β、TLR5基因mRNA表达水平显著上调(P0.05),并且其蛋白表达水平也表现为明显的上调,由此表明,TLR5、IL-1β和FUT2在断奶仔猪F18大肠杆菌感染过程中发挥重要的调控作用;3)组织差异表达分析显示,TLR5、IL-1β和FUT2在苏太猪抗性型与敏感型个体十二指肠组织中表达差异均达到显著水平(P0.05),而梅山猪中TLR5、IL-1β表达差异达到极显著水平(P0.01),FUT2表达水平差异不显著(P0.05)。结合课题组前期关于梅山猪及外来引进品种F18大肠杆菌抗性相关分子机制研究及报道,本研究进一步证明中外猪品种F18大肠杆菌抗性调控的遗传基础确实存在差异,Toll样受体信号通路及CD14、TLR5等基因可能在中国地方品种—梅山猪抵抗F18大肠杆菌感染过程中发挥着免疫调控作用,而鞘糖脂合成通路及FUT2等基因可能在外来猪品种F18大肠杆菌受体形成过程中起关键作用。     

基于转录组数据分析环形泰勒虫对诱导宿主细胞转化相关基因的影响

本试验主要通过研究布帕伐醌(BW720)处理前后,环形泰勒虫转化牛单核细胞(TaNM Ⅰ)转录组数据的变化情况,为进一步研究环形泰勒虫诱导宿主细胞转化的分子机制奠定基础。以环形泰勒虫感染的牛单核细胞为试验材料,设置对照组(二甲基亚砜,DMSO)和试验组(BW720),利用Illumina HiSeq4000测序平台进行高通量测序,将测序得到的原始数据(Raw reads)与GenBank和Rfam数据库进行比对过滤,通过质控获得最终数据(Clean read)。利用Venn分析软件筛选出DMSO组和BW720组中差异表达明显的基因,进行功能注释(GO)以及信号通路(KEGG)分析。随机选择10个基因,利用荧光定量PCR (qPCR)检测基因在不同处理条件下细胞中的表达量。在验证测序结果的准确性后,选出差异表达明显的基因,分析其在TaNM Ⅰ细胞的凋亡、增殖等信号通路方面的作用。结果显示：BW720组和DMSO组中分别得到6 854 019 704和6 627 265 854条Raw reads,过滤、质控后分别得到22 925 606和22 171 427条Clean reads。BW720组和DMSO组中筛选出差异表达明显的基因共计4 054个(P＜0.05),其中,2 146个基因显著上调,1 908个基因显著下调;进一步筛选出共同差异表达的基因367个,其中,显著上调的196个,显著下调的171个。同时,qPCR验证随机选择10个基因的表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。然后对差异表达基因进行GO功能注释,筛选到与细胞增殖相关的20个生物学过程、15个细胞组分以及11个分子功能条目。KEGG富集分析结果显示,在Top20的信号通路中筛选出与环形泰勒虫转化细胞有关的一些信号通路,如：癌症信号通路、PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路等。对这些信号通路进一步分析发现：PI3KR3、FOXO1、IL23A、FZD3、AKT、MMP9等基因在环形泰勒虫转化细胞的研究中也有相关文献的报道。本研究表明,在TaNM Ⅰ细胞中DAPK1、FZD3、FOXO3、PI3KR3等可能在感染细胞无限增殖的过程中发挥作用,为后续研究TaNM Ⅰ细胞无限增殖机制奠定了基础。     

基于转录组测序分析研究枸芪多糖对育肥猪肠黏膜免疫功能的作用机理

本试验旨在研究枸芪多糖对育肥猪肠黏膜免疫调控的关键基因,阐明其对肠黏膜免疫功能的可能作用机理。选用80~90日龄的健康育肥母猪180头,随机分为2组,每组6个重复,每个重复15头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加0.1%的枸芪多糖,试验期90 d。采集育肥猪的空肠肠段,提取RNA后进行转录组测序分析差异免疫基因的表达。结果显示:1)与对照组相比,饲粮中添加枸芪多糖差异表达的免疫基因有75个,其中有26个上调基因和49个下调基因。2)基因本体(GO)富集分析显示差异表达基因主要参与免疫调节、免疫应答和应激反应,信号通路分析显示差异表达基因主要富集在以白细胞介素-17(IL-17)信号通路、NOD样受体信号通路为主的免疫信号通路。3)通过对肠黏膜差异表达的关键基因原癌基因Jun(JUN)和原癌基因Fos(FOS)的探究可见,与对照组相比,试验组白细胞介素-18(IL-18)、补体5(C5)、JUN和FOS的基因表达受到抑制,Jun和Fos的蛋白表达显著降低(P<0.05)。综上所述,在饲粮中添加枸芪多糖可提高肥育猪的肠黏膜免疫功能。枸芪多糖通过调节JUN、FOS、IL-18等免疫相关基因的表达,影响IL-17和NOD样受体信号通路,以此来抑制炎症反应。     

发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴差异表达基因筛选及分析

研究旨在分析发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴基因表达的差异,探讨母猪乏情调控的分子机制。选用6头健康的断奶初产母猪,分为发情组（3头）和乏情组（3头）,屠宰后分别采集下丘脑、垂体、卵巢进行转录组测序（RNA-Seq）、GO功能富集、KEGG通路及相关蛋白的Western blotting分析。结果发现,发情组下丘脑、垂体、卵巢分别获得52 432 800、52 573 730和52 209 252条clean reads,与猪参考基因组（Sus scrofa 11.1）的比对率分别为78.69%、81.49%和79.26%;乏情组下丘脑、垂体、卵巢分别获得52 516 724,52 476 820和52 195 962条clean reads,与猪参考基因组的比对率分别为82.38%、83.05%和80.20%。与发情组母猪相比,乏情组母猪下丘脑中共有710个差异表达基因,其中上调基因392个,下调基因318个;垂体中共有707个差异表达基因,其中上调基因283个,下调基因424个;卵巢中共有956个差异表达基因,其中上调基因635个,下调基因321个。3种组织中的共有差异表达基因为36个。与母猪情期调控相关的亲吻素-1（KISS1）、G-蛋白偶联受体54（GPR54）、速激肽3（TAC3）、速激肽3受体（TACR3）、17-α-羟化酶/17,20碳链裂解酶（CYP17A1）、芳香化酶（CYP19A1）、类固醇激素合成急性调节蛋白（STAR）、促性腺激素释放激素受体（GnRHR）和雌激素受体1（ESR1）基因在乏情组母猪体内显著下调（P<0.05;P<0.01）。Western blotting分析结果显示,TAC3、TAC3R、KISS1和GPR54相关蛋白在乏情组母猪下丘脑中也显著下调（P<0.05）。GO和KEGG通路分析发现,差异表达基因显著富集于正调控胆固醇酯化反应、卵巢类固醇生成、GnRH信号通路、FoxO信号等一些与类固醇激素生成和卵泡发育相关的信号通路。本研究结果表明,发情和乏情初产母猪下丘脑-垂体-卵巢轴上与情期调控相关的基因存在差异表达,尤其是Kisspeptin/GPR54和TAC3/TACR3两大系统的mRNA及蛋白表达水平在乏情组母猪下丘脑中均显著下调,推测可能是Kisspeptin/GPR54和TAC3/TACR表达受损导致了下丘脑调节功能障碍,进而导致了初产母猪乏情。该研究为揭示初产母猪乏情分子调控机制提供了重要支持,为今后利用分子技术改善母猪乏情问题提供了重要理论依据。     

梅山猪与杜洛克猪中等卵泡差异表达基因的鉴定

本试验采用抑制性消减杂交技术构建了卵泡期第4天梅山猪和杜洛克猪中等卵泡M2组织差异表达的消减cDNA文库,从中筛选差异表达的基因,并通过实时荧光定量PCR对其进行验证,利用DAVID软件对差异表达的基因进行聚类分析。结果表明,从梅山猪和杜洛克猪M2卵泡消减文库中筛选得到了148和75个差异表达的ESTs,分别含有125和60个已知的基因。实时荧光定量PCR验证结果与筛选结果相符。GO功能分类注释到调控代谢、细胞循环、生物合成、胞内转运、类固醇雌激素受体和刺激等生物学过程。KEGG Pathway分析表明有6个基因参与TGF-beta信号通路,5个基因参与卵母细胞减数分裂信号通路,7个基因参与类固醇雌激素受体信号通路,推测TGF-beta信号通路中的基因可能调控猪卵泡的发育。研究结果为深入探讨卵泡发育机理和对繁殖性状影响的遗传机理奠定了基础。     

WT1基因在猪泌尿生殖器官中表达情况的研究

为了研究维尔姆氏瘤基因1(WT1基因)在成体猪各器官表达水平的差异,以及WT1基因在猪胚胎期和成体两个阶段泌尿生殖器官的表达位置,试验以猪作为研究对象,利用荧光定量PCR和免疫荧光染色等技术,对WT1基因在胚胎时期和成体猪各器官的表达情况进行了研究。结果表明:WT1基因在成体猪心脏、脾脏、肾脏、卵巢和睾丸中高表达,在肝脏和肺脏中低表达;在猪胚胎时期主要表达在肾脏中的comma-小体和S-小体、卵巢的皮质和睾丸中的曲细精索周围的间质细胞中;在成体中WT1基因主要表达在肾小管、睾丸曲细精管周围的间质细胞和卵巢的卵泡膜外层细胞中。说明WT1基因对猪胚胎时期泌尿生殖器官的发育、形成以及成体泌尿生殖器官功能的维持发挥重要作用。