氧化应激状态下仔猪海马差异表达miRNAs与转录组的关联分析

旨在解析仔猪脑海马背、腹侧区域参与氧化应激反应的小RNA（miRNA）靶基因及可能的调节机制。本研究基于前期投放到基因表达数据库（GEO）中的miRNAs和转录组数据包,采用生物信息学分析方法,对氧化应激荣昌仔猪脑海马背、腹侧区域差异表达的miRNA进行靶基因预测,并将预测的结果和转录组数据进行重叠筛选,将筛选得到的miRNA-mRNA构建互作网络图,并对靶基因进行GO分类和KEGG分析,以期探索仔猪脑海马背、腹侧区域中参与氧化应激调控的分子机制。结果表明,氧化应激分别引起了仔猪脑海马背侧309对和腹侧247对负向调控的miRNA-mRNA差异表达,其中,已知的差异表达miRNAs（DE miRNAs）负向调控差异表达mRNA（DE mRNAs）的互作网络背侧有67对（2对上调miRNA-下调mRNA,65对下调miRNA-上调mRNA）,腹侧有41对（3对上调miRNA-下调mRNA,38对下调miRNA-上调mRNA）。GO分类和KEGG分析结果显示,miRNA靶向上调的基因主要调节氧化应激损伤和维持机体稳态;而靶向下调的基因,背侧主要调节细胞凋亡,腹侧主要调节细胞增殖、迁移等。并且部分DE miRNAs能够通过对基因的靶向调节协同或发散地参与对氧化应激相关神经系统疾病的调控。本研究首次描述了仔猪脑海马中与氧化应激相关的miRNA-mRNA的相互作用网络和信号通路,剖析了仔猪海马背、腹侧对氧化应激调节的差异性和一致性,为氧化应激介导的神经性疾病病理机制的研究奠定了基础。     

日粮鱼油对高脂日粮饲喂小鼠发情周期和机体产热的影响

本研究旨在探讨鱼油对高脂日粮饲喂小鼠发情周期和机体代谢产热的影响。试验选用36只4周龄C57BL/6 J雌性小鼠,随机分成3组（n=12）：对照组、高脂组和高脂+鱼油组。对照组饲喂标准啮齿动物饲料（AIN-93G）,高脂组和高脂+鱼油组分别饲喂高脂日粮（脂肪提供60%能量）和添加5%鱼油（等能替代猪油）的高脂日粮。试验期间,对小鼠体组成（12周龄）、整体代谢（16周龄）、褐色脂肪温度（18周龄）、体核温度（直肠温度,18周龄）和发情周期（20周龄）等进行检测。试验结束后,眼球采血分离血清,检测促卵泡激素（follicle-stimulating hormone,FSH）和雌二醇（estradiol,E2）的水平。此外,采集皮下脂肪、腹部脂肪和肩胛间褐色脂肪,称重并使用Western blot检测脂肪组织中产热相关基因的蛋白表达（UCP1、Cyto C）,使用实时荧光定量PCR检测褐色脂肪组织中产热基因的mRNA表达（UCP1, PRDM16,PGC1α,Cidea,Elovl3）。结果显示,与对照组相比,高脂日粮显著增加了小鼠的体脂含量（12周龄）及皮下和腹部脂肪的沉积量（21周龄）（P<0.05）,而添加鱼油显著降低了高脂饮食引起的体脂含量增加（P<0.05）。另外,高脂日粮导致小鼠的发情周期紊乱,伴随着周期延长、发情期缩短,以及血清中FSH和E2的水平降低（P<0.05）,而添加鱼油可缓解高脂日粮导致的小鼠发情周期紊乱,提高血清中FSH和E2的水平（P<0.05）。同时,添加鱼油可增加高脂饲喂小鼠肩胛间褐色脂肪（interscapular brown adipose tissue,iBAT）和腹股沟白色脂肪（inguinal white adipose tissue,iWAT）中产热相关基因的表达（P<0.05）,进而促进iBAT激活/产热和iWAT褐色化。结果提示,日粮鱼油可缓解高脂日粮导致的发情周期紊乱,可能与BAT激活和WAT褐色化造成的机体代谢产热增强有关。     

5-Aza-dC对牛成肌细胞MyoD1启动子甲基化及mRNA表达的影响

旨在探究5-氮杂-2-脱氧胞苷（5-Aza-2’-deoxycytidine,5-Aza-dC）对牛成肌细胞的增殖和肌分化因子（myogenic differentiation 1,MyoD1）启动子甲基化以及mRNA表达的影响。本研究复苏了前期冻存的关岭牛成肌细胞,并进行培养,待其生长到对数生长期,再通过不同浓度的5-Aza-dC对牛成肌细胞进行处理,利用流式细胞仪检测细胞凋亡和周期;结合高通量检测方法检测MyoD1启动子甲基化水平,并利用qRT-PCR检测MyoD1及相关基因的表达水平。研究发现,0.1 μmol·L^-15-Aza-dC为最适浓度,该浓度下细胞抗凋亡因子Bcl的表达极显著降低（P<0.01）,促凋亡因子Bax的表达极显著提高（P<0.01）,促凋亡因子Caspase-9的表达显著提高（P<0.05）;周期因子Cyclin A2的表达显著提高（P<0.05）,而细胞因子Cyclin B1、Cyclin D的表达无显著变化;检测空白组和试验组MyoD1启动子甲基化水平发现,试验组甲基化水平极显著低于空白组（P<0.01）;而mRNA的表达水平极显著高于空白组（P<0.01）。5-Aza-dC能够通过改变Caspase-9、Bcl、Bax、Cyclin A2等基因的表达来调节关岭牛成肌细胞的增殖和凋亡,并能够有效降低MyoD1基因启动子的甲基化水平（P<0.01）;极显著提高其mRNA的表达量（P<0.01）。低浓度的5-Aza-dC能通过促进细胞凋亡及调控关岭牛MyoD1的甲基化水平来调控MyoD1的表达;同时推测,MyoD1基因启动子的甲基化水平能够影响关岭牛成肌细胞的生长发育,可为遗传标记辅助关岭牛的改良提供理论参考。     

杜洛克与二花脸杂交猪群体SNP偏分离分析

偏分离（TRD）是生物中普遍存在的现象,本研究拟在高密度基因芯片判断基因型的大规模群体中挖掘猪基因组标记位点的偏分离位点并探究其潜在的遗传机制。本研究用60K Illumina Porcine SNP芯片对1 020头F2资源家系（杜洛克与二花脸杂交F0-F2群体）进行基因型分型,用偏分离分析软件TRDscan （BF>100）和TDT （P<0.01）方法在单个位点上检测偏分离信号,并对二者共有的显著信号位点附近100 kb窗口的基因进行功能分析。此外,本研究还利用单倍型分型的软件包PHASEBOOK采用多位点连锁分析的策略分析了父源和母源配子中的偏分离区域,并在该区域内搜寻潜在的QTLs。结果表明：1）在单位点的偏分离分析中共鉴定到44个显著的偏分离位点,筛选到23个相关基因;对父本和母本特异性偏分离效应进行分析时,分别鉴定到27和35个显著偏分离位点,其中,分别有11和25个位点的100 kb附近有已注释的功能基因。2）基于单倍型多位点连锁的偏分离结果显示,父本显著偏分离位点位于5和13号染色体上,在该偏分离区域内搜寻功能相关的QTL,共搜寻到3个与繁殖性状（木乃伊数、产活仔数、黄体数）有关的QTLs;分析母本偏分离位点时,在4、6和12号染色体上定位到显著偏分离区域,结合已知的猪QTL数据库,共找到了5个与繁殖性状相关的QTLs。本研究利用大规模猪家系数据系统地鉴别了猪基因组的偏分离位点,为解析猪中的偏分离现象和进一步探究其生物学机制提供了一定的参考作用。     

参考群筛选方法及规模对基因型填充准确性的影响

为探究基于A矩阵期望遗传关系最大化（maximizing the expected genetic relationship for matrix A,RELA）、基于A矩阵目标群体遗传方差最小化（minimized the target population genetic variance for matrix A,MCA）、平均亲缘关系最大化（the highest mean kinship coefficients,KIN）、随机选择（random selection,RAN）、共同祖先筛选（common ancestor,CA）等不同参考群筛选方法及参考群规模对基因型填充准确性的影响。本研究使用矮小型黄羽肉鸡作为试验群体,采用鸡600K SNP芯片（Affymetrix Axion HD genotyping array）进行基因分型,测定435羽子代公鸡45、56、70、84、91日龄体重。利用Beagle软件将低密度SNP芯片填充为高密度SNP芯片数据,比较不同参考群筛选方法、参考群规模对基因型填充准确性的影响,以及填充芯片基因组预测准确性。结果表明,使用Beagle 4.0结合系谱信息进行填充效果最佳,其次为Beagle 4.0,而Beagle 5.1填充效果最差。使用MCA方法筛选参考群进行基因型填充准确性最高,使用RAN方法筛选参考群进行基因型填充准确性最低,MCA、RELA、CA 3种方法基因型填充准确性差别较小。相比其他方法,使用MCA方法筛选个体作为参考群将低密度SNP芯片填充至高密度SNP芯片进行基因组选择的预测准确性较高,与真实高密度SNP芯片的基因组预测准确性相差甚微。随着参考群规模增大,基因型填充准确性也随之增加,但增速逐渐下降,最后趋于平缓。综上所述,可以通过参考群筛选方法构建参考群以及控制参考群规模,以保证基因型填充和基因组预测准确性并节省成本,本研究为基因型填充在畜禽遗传育种中的应用提供技术参考。