绵羊骨骼肌生长发育调控基因研究进展

骨骼肌发育是一个复杂的过程,其中包括肌细胞的形成与增殖、肌管和肌纤维的形成及最后的成熟过程。骨骼肌生长发育直接影响到绵羊的生产性能。随着测序技术的发展,更多人尝试从基因层面来阐述骨骼肌发育过程中系统的调控网络,挖掘与肉品质、产肉性能等重要功能性状相关的分子标记。肌细胞增强因子2(MEF2)是控制肌肉基因表达的保守且功能显著的转录因子,在调节肌肉生成、神经发育与分化等方面起作用。成肌细胞决定因子(myogenic differentiation,MyoD)基因家族调控肌细胞分化和骨骼肌系统的发育成熟。为了更深入地认识与绵羊骨骼肌生长发育相关的调控基因的功能,作者从骨骼肌的结构特点入手,重点介绍MEF2与MyoD基因家族的结构与功能,以及非编码RNA对骨骼肌中基因表达的调控作用。     

无尾鸡骨骼发育关键信号通路研究进展

骨骼系统对机体的生命活动至关重要，它为生物体提供了造血微环境、机械支撑、保护脏器等功能，同时也是钙和其他矿物质等的储存库。家鸡尾骨的表型多样性是研究骨骼系统发育及形成机制的良好资源。Notch、Wnt信号通路的靶基因及其相互作用可以形成周期性表达的特点，是调节体节形成及尾部骨骼终止延伸的分子通路。为了解无尾鸡骨骼发育终止的分子机制，作者分别总结了骨骼发育、无尾鸡骨骼研究进展，并重点讨论影响无尾性状的关键信号通路Notch、Wnt及其在无尾鸡研究中的进展。但是，受体和配体之间相互作用的精确调节以及信号通路中的核心元素仍不清楚，需要通过更多的功能基因组和蛋白质组等方法进行深入研究。     

绵羊睾丸差异基因及蛋白质互作网络关系研究

[目的] 整合分析多个绵羊睾丸转录组数据集,揭示绵羊睾丸差异基因及蛋白质互作网络关系,以期探索影响绵羊精子生成的关键基因,为绵羊的繁殖提供理论参考。[方法] 对74个绵羊睾丸转录组进行生物信息学分析,通过limma软件包进行差异基因分析,使用WGCNA构建加权绵羊睾丸差异基因共表达网络,并通过MCODE计算网络中重要基因;利用Metascape进行功能富集分析,利用Cytoscape插件AutoAnnotate识别基因集簇。[结果] 最终筛选到11 884个基因,构建237 366对蛋白质互作关系;对2 058个差异基因构建蛋白质互作网络,产生46 169对蛋白质互作关系,确定了4个得分最高的基因集合。对2 058个差异基因构建加权共表达网络,共获得7个模块,其中Blue模块内有929个基因,功能富集分析发现显著富集于雄性配子产生、繁殖、精子发生、鞭毛运动和AMPK信号通路等,且富集结果高度连接并聚成一个完整的网络,最终确定了25个参与精子发生和精子细胞发育过程的关键基因。[结论] 本研究揭示了绵羊睾丸表达基因的蛋白质互作网络和多维差异基因的蛋白质互作网络,最终找到与睾丸精子发生相关且有互作关系的25个基因,为绵羊繁殖研究提供理论依据。     

基于鸽胸肌转录组挖掘其卓越飞行性能的分子标记

目的对赛鸽和观赏鸽胸肌组织的转录组进行比较分析,探讨鸽胸肌中与飞行性能相关的关键基因。方法通过差异分析获取赛鸽和观赏鸽胸肌中显著上调和下调的差异基因并进行富集分析。结果数据经质量控制共获得18.3 G的有效数据,筛选出477个差异表达基因,包含194个上调基因和130个下调基因。KEGG pathway显著性富集分析共筛选出3个与鸽飞行性能相关的候选基因,分别为MUSTN1、PDK4和MSTN。结论通过比较赛鸽和观赏鸽胸肌转录组数据,筛选与鸽飞行性能相关的关键基因,丰富了鸽的基因组信息,为进一步揭示鸽胸肌分子机理奠定了基础。     

肉用畜禽肌纤维发育特性

为了解肉用畜禽(牛、绵羊、猪和家禽等)肌纤维发育特性的最新研究现状,以"畜禽"、"肌纤维发育"和"肉品质"为关键词,对1981—2019年国内外相关研究进行了检索,分别从肌纤维特性、肌纤维生成过程、肌纤维生长发育的分子调控等方面归纳了不同畜禽的肌纤维发育特征。研究发现:不同畜禽肌纤维发育的一般过程基本相似;肌纤维发育的时间具有物种特异性;个别基因被确定具有调控肌纤维发育的主要功能;仍缺乏多物种肌纤维发育过程基因调控网络的构建与系统比较研究以及多物种肉品质鉴定的通用分子标记开发。     

肌肉生长发育可变剪接研究进展

为了解动物肌肉生长发育可变剪接调控过程最新研究,本文对近年来人、小鼠和其他多种动物肌肉生长发育的可变剪接调控的相关研究进行了整理与分析,总结了肌肉生长发育可变剪接的发生、调控蛋白多样性的分子机制、人和动物的肌肉发育过程中可变剪接的调控研究进展及可变剪接的数据量化方法。结果表明:肌肉是表现出最高水平的组织特异性和保守可变剪接的组织之一;可变剪接的发生与胎儿发育进程并不统一,而是集中于出生后的前两周;牛的肌肉内含子保留类型最多,其次为跳跃外显子类型;猪与鸡肌肉发育中可变3’剪接是最常见的剪接类型;可变剪接的分析方法随着测序技术的发展,由通量低(qRT-PCR和ESTs)、噪音高(ESTs和芯片)的分析方法逐渐发展为以太平洋生物科学(PacBio)和牛津纳米孔技术(Nanopore)为代表的第三代测序方法(IsoSeq),成功识别了许多具有良好特征的转录本和可变剪接。综上,随着测序方法和分析软件的开发与更新,对动物肌肉发育可变剪接研究的逐渐深入,将为揭示肌肉的发育机制奠定基础。     

亚急性瘤胃酸中毒对反刍动物瘤胃上皮及内环境影响的研究进展

亚急性瘤胃酸中毒(SARA)是现代集约化反刍动物生产中最常见的营养代谢疾病。SARA的发生是由于精料增加,饲粮结构改变使瘤胃内累积过多的挥发性脂肪酸,降低瘤胃内pH,造成微生物区系发生改变,引起的一种慢性疾病。本文主要从SARA对瘤胃上皮及瘤胃内环境的影响2方面进行介绍,详细阐述了瘤胃上皮结构、细胞连接、通透性及其内环境的变化,为SARA的深入研究提供理论参考。     

亚急性瘤胃酸中毒奶山羊瘤胃上皮形态结构和通透性的变化

本试验旨在研究亚急性瘤胃酸中毒(SARA)对瘤胃上皮形态结构和通透性的影响。选用体况良好、体重相近的泌乳期萨能奶山羊9只,随机分为3组(对照组、SARA组、恢复组,n=3),对照组饲喂基础饲粮[非纤维性碳水化合物与中性洗涤纤维比(NFC/NDF)=1.40],SARA组和恢复组先后饲喂NFC/NDF为1.40、1.79、2.31、3.23的4种试验饲粮诱导SARA发生,每种饲喂15 d,恢复组奶山羊待SARA诱导成功后自由采食青干草30 d。对照组奶山羊分别在饲养30、60(与SARA组3只同时)和90 d(与恢复组3只同时)各屠宰1只。采集瘤胃腹囊部上皮组织用于石蜡切片、透射电子显微镜观察及尤斯灌流系统(Ussing chamber)研究。结果表明:1)组织切片结果显示,瘤胃上皮角质层厚度SARA组显著高于对照组和恢复组(P0.05),恢复组显著低于对照组(P0.05);颗粒层厚度对照组显著高于SARA组和恢复组(P0.05),但SARA组和恢复组之间无显著差异(P0.05);棘突层厚度3组之间无显著差异(P0.05);上皮总厚度恢复组显著低于对照组和SARA组(P0.05),但对照组与SARA组之间无显著差异(P0.05)。透射电子显微镜结果显示,SARA组瘤胃上皮紧密连接被破坏,细胞间隙增大,棘状层细胞线粒体出现降解并出现空泡。2)与对照组相比,SARA组和恢复组瘤胃上皮短路电流(Isc)、组织导电性(Gt)和辣根过氧化物酶(HRP)流速显著升高(P0.05),跨膜电位差(PD)显著降低(P0.05)。综合得出,SARA破坏了奶山羊瘤胃上皮形态结构的完整性,使瘤胃上皮通透性增加,导致瘤胃上皮屏障功能长期受损。     

腹泻仔猪与健康仔猪肠道微生物多样性比较

目的通过研究对比哺乳期腹泻仔猪与健康仔猪粪便菌群,探讨腹泻对哺乳期仔猪肠道微生物的影响。方法通过高通量16S rDNA测序技术对腹泻组仔猪（n=6）和健康组仔猪（n=3）粪便样本进行测序,比较两组仔猪肠道微生物群落的组成和结构。结果腹泻组仔猪和健康组仔猪粪便菌群差异显著（P<0.05）,腹泻组仔猪的肠道菌群多样性显著（P<0.05）低于健康组仔猪。与健康组仔猪相比,在门水平上,腹泻组仔猪的梭杆菌门和变形菌门的相对丰度显著（P<0.05）增加,而厚壁菌门的相对丰度显著（P<0.05）下降;在属水平上,腹泻组仔猪的梭杆菌属（Fusobacterium）、普雷沃菌属（Prevotella）、埃希菌属（Escherichia）、乳杆菌属（Lactobacillus）、厌氧弧菌属（Anaerovibrio）、拟普雷沃菌属（Alloprevotella）和Fusobacteriaceae_unclassified的相对丰度显著（P<0.05）增加,而大部分厚壁菌门菌属的相对丰度显著（P<0.05）降低。结论通过分析对比腹泻仔猪与健康仔猪肠道微生物多样性,为预防和治疗哺乳期仔猪腹泻提供了理论依据。     

动物血液转录组测序的应用研究进展

近年来,随着转录组测序(RNA-Seq)技术的普及与成本的降低,越来越多地被应用于动物科学研究。一些血液中的基因与疾病紧密相关,参与免疫、应激、代谢与疾病相关的功能,如突触融合蛋白1A(STX1A)基因可能成为预测酮病的分子靶标;血液RNA-Seq可以预测早产、复发性受精失败与流产等早期妊娠诊断相关的血液标记物溶血磷脂酸受体3(LPAR3)基因等;使用血液RNA-Seq鉴定饲料效率的可靠预测因子是减少表型数据收集的一种策略,有助于家畜营养调控基因组学领域的发展;血液中存在家畜生长性状与生产性能的相关标记物,如CD48基因是调节肉牛生长的关键基因;血液是免疫系统的重要防线,能够运输各种免疫活性物质与免疫细胞,血液RNA-Seq的分析提供了全身免疫的概览;血液RNA-Seq在生态环境与应激反应等多方面的应用取得进展,白细胞介素1 受体Ⅱ(IL1R2)基因是野生状态下免疫调控的主要基因。多年来哺乳动物尤其是家畜的血液RNA-Seq的相关应用研究表明,血液富含有关健康状况的信息,有望替代病理组织取样来研究不同生理状况的分子特征并预测疾病;不同饲料营养水平的动物血液中基因的表达量不同,有助于家畜营养调控基因组学领域的发展。综上,血液RNA-Seq的微创诊断不仅有助于动物不同生理状态的分子调控机制解答,更有助于未来家畜分子标记辅助管理的应用,具有成为候选的实用生物样本的可能。