阳原驴MSTN基因生物信息学分析及组织表达研究

【目的】试验旨在分析阳原驴肌生长抑制素(myostatin,MSTN)基因CDS序列特征及其在不同生长发育时期和不同组织中的表达水平。【方法】采集6、12、18、24月龄阳原驴的血样及不同组织样,提取其基因组DNA及不同组织样总RNA。利用PCR技术扩增阳原驴MSTN基因CDS序列,并对其进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术检测MSTN基因在阳原驴不同生长发育时期背最长肌、腿肌和18月龄不同组织(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏)中的表达水平。【结果】阳原驴MSTN基因CDS序列长1 128 bp,编码375个氨基酸,与马的核苷酸序列相似性最高(99.9%),编码蛋白属于不稳定的亲水性蛋白,含有转化生长因子-β(TGF-β)超家族结构域,不含跨膜区,存在1个信号肽区域,包含6个O-糖基化位点、1个N-糖基化位点和34个磷酸化位点,主要分布于细胞核中(39.1%),二级结构中无规则卷曲占比最高(50.93%)。MSTN基因在18月龄阳原驴背最长肌和腿肌中的表达水平显著高于6、12、24月龄(P＜0.05);MSTN基因在18月龄阳原驴不同组织中均有表达,其中背最长肌中的表达水平显著高于其他组织(P＜0.05),其次是腿肌、肺脏、脾脏、肾脏和肝脏,心脏中的表达水平最低。【结论】试验成功扩增出阳原驴MSTN基因CDS序列,MSTN基因在阳原驴不同生长发育时期背最长肌和腿肌中的表达水平均以18月龄最高,且在18月龄不同组织中以背最长肌和腿肌中表达水平较高。研究结果为进一步探讨MSTN基因在阳原驴骨骼肌生长发育中的作用机制提供参考。     

广灵驴FTO基因克隆、序列分析及组织差异表达

【目的】对广灵驴脂肪和肥胖相关基因(fat mass and obesity-associated gene, FTO)进行克隆及序列分析,同时检测其在广灵驴各组织中的表达差异,以探究广灵驴FTO基因结构对其生理代谢功能的影响。【方法】运用RT-PCR技术扩增并克隆广灵驴FTO基因CDS序列,进行基因及蛋白质功能分析,同时运用实时荧光定量PCR方法检测FTO基因在广灵驴7种组织(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌及皮下脂肪)中的差异表达。【结果】广灵驴FTO基因CDS区序列长1 518 bp,编码505个氨基酸,序列提交至NCBI,登录号:MZ169553。广灵驴FTO基因与马、猪、牛、人、羊驼、绵羊和山羊的相似性为99.3%、90.3%、89.5%、90.8%、90.7%、89.2%和89.2%;系统进化树分析发现,广灵驴与马的亲缘关系最近。FTO蛋白分子质量为58.35 ku,理论等电点为5.07,脂肪系数为80.36,不稳定系数为48.82,平均疏水指数为-0.550,为不稳定的酸性亲水蛋白。FTO蛋白无信号肽和跨膜区,主要定位于细胞质中,具有34个磷酸化位点与5个糖基化位点...     

驴肌内脂肪沉积关键调控因子研究

旨在基于转录组(RNA-Seq)和代谢组(UPLC-MS/MS)关联分析,筛选驴肌内脂肪沉积的关键调控因子.本研究选用饲养条件相同、平均体重为236.10 kg的雌性广灵驴30头,对其背最长肌进行肌内脂肪(IMF)含量的测定,选择年龄一致的驴,并根据其IMF含量的高低分为两组:低肌内脂肪组(L组,每组3头)与高肌内脂肪...     

鹅肥肝脂肪沉积性状相关的基因研究进展

<正>鹅肥肝是世界三大美味之一,因其味道鲜美、质地细嫩、含有大量的不饱和脂肪酸,对人体有益而深受广大消费者的青睐。鹅品种是影响肥肝生产的重要因素之一。在国内,以狮头鹅最为理想,太湖鹅也具有一定潜力,其特性也有利于填喂产肝。在国家水禽基     

德州驴与泌阳驴睾丸组织mRNA与microRNA表达鉴定与分析

试验旨在探究驴睾丸组织中mRNA和microRNA的表达模式,为中国地方驴的转录组研究提供遗传数据。利用RNA-Seq和生物信息学方法分析了中国地方驴睾丸组织表达基因和microRNA,并分析了泌阳驴和德州驴品种间差异表达基因及microRNA。结果表明,mRNA平均clean reads为57837506条,Small RNA平均clean reads为9952015条,分别占原始数据的96.34%和88.86%。在驴睾丸组织中共发现24751个表达基因及1074个表达microRNAs,其中,睾丸组织表达量较高的基因为LOC106836782、XLOC_066401、HSP90AA1、TNP1和COF2,表达量最高的microRNAs为eca-miR-143、eca-miR-21、eca-miR-99a、eca-miR-148a和eca-miR-26a。对泌阳驴与德州驴睾丸组织进行差异表达分析共发现102个差异表达基因及2个差异表达microRNAs,但未富集到功能条目,说明泌阳驴和德州驴品种间差异不明显。本研究提供了驴睾丸组织mRNA及microRNA表达模式和转录组学数据,并鉴定了泌阳驴与德州驴睾丸组织的差异表达mRNA和microRNA,对驴的遗传资源研究具有一定的科学意义。     

动物脂肪沉积的基因调控

动物脂肪的过度沉积是影响胴体品质和人类健康的重要问题之一。近年来，减少动物脂肪的过度沉积，阐明其调控的分子机制及建立相应的调控技术．已成为动物营养学研究的热点．并已取得许多重要的研究成果。文中主要论述了动物脂肪沉积的调节机制和脂肪细胞分化的调控．以及分子生物学技术对动物脂肪沉积调控的研究进展。     

广灵驴HSL基因克隆、序列分析与差异表达

试验旨在对广灵驴的激素敏感脂酶（hormone sensitive lipase,HSL）基因进行克隆和序列分析,并对HSL基因在广灵驴不同组织中的差异表达水平进行分析。使用RT-PCR法扩增并克隆广灵驴HSL基因CDS区部分序列,将序列拼接后得到HSL基因完整的CDS区全长序列,并对序列进行一系列生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR检测HSL基因mRNA在广灵驴的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌和皮下脂肪7个组织中的表达情况。结果显示,广灵驴HSL基因完整的CDS区全长为2 286 bp,共编码761个氨基酸,序列已提交到NCBI,登录号：MN231003。广灵驴HSL基因的核苷酸序列与马、羊驼、骆驼、猪、牛、山羊、小鼠、绵羊相应序列的同源性分别为99.6%、88.9%、88.6%、88.1%、86.9%、85.6%、80.8%、79.1%。系统进化树预测表明,广灵驴HSL基因与马的亲缘关系最近,与小鼠的亲缘关系最远。生物信息学分析发现,HSL蛋白的理论等电点为6.51,不稳定指数为56.83,亲水性的总平均值为-0.048,说明HSL是酸性不稳定的水溶性蛋白。蛋白保守域中存在N-末端结构域、α/β水解酶折叠结构域以及调节结构域。蛋白序列中共存在88个磷酸化修饰位点、25个糖基化修饰位点。蛋白中存在较强的疏水性区域,没有信号肽及跨膜区域。二级结构显示此蛋白是由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲构成的,分别占45.33%、11.70%、5.65%、37.32%。实时荧光定量PCR检测结果显示,HSL基因mRNA在广灵驴的7种组织中均有表达但存在差异,在皮下脂肪中表达量最高,在心脏中表达量最低,说明广灵驴HSL基因可能在体内脂肪沉积中发挥着非常重要的作用。该试验为进一步研究HSL蛋白功能及其在广灵驴脂肪沉积中代谢调控机制提供了理论基础。     

大型迪庆藏猪不同生长阶段肌内脂肪沉积差异表达基因及其调控通路分析

【目的】筛选大型迪庆藏猪不同生长阶段肌内脂肪含量差异的关键基因并分析其调控途径。【方法】选择胎次相同、出生日期及体重相近的大型迪庆藏猪36头,随机分为3组,在相同条件下进行育肥试验,分别在体重达40、80及120 kg左右时屠宰,每组采集3头猪的背最长肌,采用RNA-Seq技术进行转录组测序,测序数据进行拼接、比对和注释,筛选与脂肪沉积相关的差异显著基因进行功能富集、STEM分析,构建基因互作网络,并进行实时荧光定量PCR验证。【结果】40 kg vs 80 kg、80 kg vs 120 kg与40 kg vs 120 kg阶段分别检测到730、981及735个基因差异显著表达;STEM分析共有4个差异显著模块,模块11、14的基因集先显著上调后轻微下调;模块9、10的基因集先显著上调后显著下调。差异基因互作网络显示,40 kg vs 80 kg阶段,EGR1、EGR2、PRKAG2、NOR-1和ATF3基因位于网络核心,EGR1和EGR2基因表达下调,PRKAG2、NOR-1和ATF3基因表达上调;80 kg vs 120 kg阶段,FOXO1、PDK4、PPARD、PPARGC-1、LIPE、ATF3和STAT1基因位于网络核心,FOXO1、PPARD、PPARGC-1基因表达下调,PPARG基因通过级联调控引起STAT1基因表达下调,LIPE和ATF3基因表达上调;40 kg vs 120 kg阶段,ATF3、NOR-1、EGR1、EGR2和STAT1基因位于网络核心,EGR1、EGR2和STAT1基因表达下调,ATF3和NOR-1基因表达上调。ATF3、FOXO1等10个基因的实时荧光定量PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】EGR1、FOXO1等基因作为核心基因参与大型迪庆藏猪肌内脂肪调控,不同生长阶段参与调控的核心基因并不完全相同,结果可丰富中国地方猪肌内脂肪调控基础数据,为大型迪庆藏猪肌内脂肪含量的遗传改良提供参考。     

肌间脂肪沉积能力相关基因在前脂肪细胞分化前后的差异表达

研究表明,HBA、HBB、MB、HSPB1、MSRA、TCAP、TXN、PSMA1、GSTM1、COX6B1、VDAC1等基因在具有不同脂肪沉积程度的牛肉中存在差异表达,并对肌肉中脂肪的沉积情况具有潜在的影响。本研究以牛前体脂肪细胞为研究对象,诱导其分化为成熟脂肪细胞,通过实时荧光定量PCR检测上述基因在前体脂肪细胞分化前后的表达情况,通过油红O检测脂类沉积情况。结果表明,PSMA1、HBB、COX6B1、TCAP、MB、HBA、TXN、GSTM1、MSRA、HSPB1在前体脂肪细胞分化后表达量上升,而VDAC1表达量下降,前体脂肪细胞分化后脂质沉积明显加大,说明这些基因可能在调节前体脂肪细胞分化、脂质沉积中具有潜在作用。     

长白猪和梅山猪脂肪中脂肪沉积相关基因的表达差异

为了揭示瘦肉型的长白猪和脂肪型的梅山猪脂肪沉积相关基因的表达差异,采用qRT-PCR方法检测了两猪种背部皮下脂肪组织中硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD)、苹果酸酶(ME1)和解耦联蛋白3(UCP3)基因的表达量在30、60、90、120和150 d的变化。结果表明,两品种SCD的表达模式除90~120 d相反外,其他各日龄之间基本相同;ME1在30~120 d基本相同,而120~150 d呈现出相反的模式;UCP3除120~150 d相同外,其他各日龄之间呈现相反的模式。以上结果初步揭示了两猪种在生长发育过程中SCD、ME1和UCP3表达的发育性变化模式和品种差异,为深入研究脂肪合成代谢的调控机制提供了基础数据。     

猪肌内脂肪沉积相关基因的筛选及其表达特性分析

【目的】通过分析马身猪和大白猪背最长肌转录组测序数据,筛选肌内脂肪沉积相关基因,并对其表达特性进行分析。【方法】采集180日龄马身猪和大白猪背最长肌,采用RNA-Seq技术对其进行转录组测序,筛选差异表达基因并进行GO功能和KEGG通路富集分析;采用GeneCards在线查询基因功能,进一步筛选与肌内脂肪沉积相关的差异基因;采用实时荧光定量PCR技术检测差异基因在2个品种猪不同组织以及肌内脂肪细胞成脂分化过程中的表达变化。【结果】获得2个品种猪背最长肌差异表达基因共280个,其中128个表达显著上调,152个表达显著下调。GO功能富集分析注释到46个条目,其中生物过程24条,分子功能8条,细胞组分14条。KEGG通路分析显著富集到PPAR信号通路、MAPK信号通路和脂肪细胞因子信号等脂肪沉积相关通路。GeneCards功能查询获得TRAF2、DUSP1、ACOT4、NR4A1、SLC27A6、PLIN5共6个与脂肪沉积相关的基因。实时荧光定量PCR分析表明,马身猪和大白猪背最长肌中NR4A1、DUSP1、PLIN5基因表达量差异显著或极显著(P<0.05;P<0.01),T...     

Study on Methylation Difference of Fat Deposition Candidate Genes AOC3,PPARG1 and SOD3 in Pig

This reasearch intended to find out the link between intramuscular fat（IMF）and DNA methylation level of AOC3,PPARG1 and SOD3 genes,and to make clear how DNA methylation influcence the fat deposition process.We used 10 F2 pigs with the extreme IMF of the Yorkshire pig×Min pig resource population.Longissimus muscle tissues were collected to find out the connection between the methylation level and IMF by using BSP.The results showed that there were no significant methylation differences in all the three candidate genes between the IMF extreme groups,which suggested that the phenotypic differences in this population might not be controlled by the degree of the methylation level,further study was still needed.     

纳米氧化锌对育肥牛生产性能、血清指标和背最长肌肌内脂肪沉积相关基因表达的影响

本试验旨在研究纳米氧化锌对育肥牛生产性能、血清指标及背最长肌肌内脂肪(IMF)沉积相关酶活性和基因表达的影响。选用16头西杂阉公牛(西门塔尔牛×本地黄牛),随机分2组,每组8个重复,每个重复1头牛。对照组饲喂基础饲粮(不添加锌),纳米氧化锌组在基础饲粮的基础上添加80 mg/kg锌(纳米氧化锌形式)。试验期为60 d。结果表明：1)与对照组相比,添加纳米氧化锌显著提高了育肥牛的平均日增重(P<0.05),显著降低了料重比(P<0.05)。2)与对照组相比,添加纳米氧化锌极显著提高了血清游离脂肪酸、甘油三酯、总胆固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、葡萄糖和胰岛样生长因子-Ⅰ含量(P<0.01),显著提高了胰岛素含量(P<0.05),极显著降低了葡萄糖/胰岛素比值(P<0.01)。3)与对照组相比,添加纳米氧化锌显著提高了背最长肌IMF含量和乙酰辅酶A羧化酶(ACC)活性(P<0.05),极显著降低了激素敏感脂肪酶(HSL)活性(P<0.01),显著降低肉碱转移酶-1(CPT-1)和脂蛋白脂肪酶(LPL)活性(P<0.05)。4)与对照组相比,...     

基于转录组测序鉴定猪肌内脂肪沉积相关生物学通路及候选基因

本研究主要从转录组的角度对猪肌内脂肪(intramuscular fat,IMF)含量可能的沉积机理进行研究,以期找到IMF沉积相关的通路及候选基因。选择IMF含量差异较大的全同胞个体进行双末端链特异性转录组测序,并利用edgeR软件筛选相关基因;应用ClusterProfiler软件对差异基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,并对其进行分子模块(MCODE)分析,挖掘IMF相关候选基因。结果显示,共筛选出474个差异表达基因,其中329个显著上调,145个显著下调,富集参与20个生物学过程。结合GO网络分析,共筛选出15个与IMF相关过程,主要有离子跨膜转运的调节、葡萄糖跨膜转运膜电位的调节和脂肪酸代谢过程等。MCODE分析结果发现,差异表达基因PPP1CB、CLCA1、COX4I1、SGK1、PAK6、PC、KRAS、PAK6、MAST1、VWC2、CACNG家族基因(尤其PPP1CB、CLCA1、COX4I1、KRAS及CACNG家族基因)可能是调节IMF的关键基因,可作为IMF候选基因进一步研究。本研究鉴定出了IMF作用新通路,并筛选出IMF相关候选基因,可为IMF的沉积机理研究提供材料,为优质肉品质猪的育种提供参考。     

脂肪酸转运蛋白1在荣昌猪不同组织中的表达规律及其与肌内脂肪沉积的关系

本试验旨在研究脂肪酸转运蛋白1(FATP1)在荣昌猪不同组织中的表达规律及其与肌内脂肪沉积的关系.试验选用80只1日龄健康荣昌仔猪饲养,分别在1、7、20、50、90、150日龄选取5只屠宰取样,检测FA TP1基因及其编码的蛋白质在荣昌猪体内的组织表达情况并分析其与肌内脂肪沉积的相关性.结果表明:FATP1基因及其编码的蛋白质在荣昌猪的各个组织均有表达,在肌肉和心脏中的表达水平最高,在脂肪和肝脏中的表达水平其次,而在小肠和肺脏中的表达水平最低.随着新生仔猪的生长,FATP1基因在肌肉中的表达水平逐渐升高,分别在50日龄以后的背肌和90日龄以后的腿肌中维持一个较高的水平.数据分析显示FATP1基因的表达与猪肌内脂肪沉积呈现显著正相关(P＜0.05).由此可知,FATP1基因的高表达对于猪的肌内脂肪形成和沉积具有重要影响.     

鸡肌内脂肪沉积相关候选基因筛选

本研究对课题组前期在京星黄鸡转录组研究中筛选到的与肌内脂肪（IMF）差异沉积相关的14个候选基因进行验证,检测其在中外两个鸡种群体中与胸肌IMF沉积的关联性。以98日龄慢速型地方鸡京星黄鸡和42日龄快速型白羽科宝肉鸡胸肌组织为素材,通过胸肌甘油三酯（TG）含量区分高低表型组,并检测候选基因在组间的基因表达差异。结果表明,在京星黄鸡胸肌TG高、低组间ATP结合盒亚家族B成员8（ABCB8）、脂联素（ADIPOQ）、第6号染色体开放阅读框65（BEND6）、CD74分子（CD74）、核糖基5-磷酸转移酶（FKTN）、组蛋白乙酰转移酶1（HAT1）、硫酸乙酰肝素-氨基葡萄糖3-磺基转移酶5（HS3ST5）、介体复合物亚基4（MED4）、肿瘤坏死因子超家族成员8（TNFSF8）和TNFAIP3相互作用蛋白1（TNIP1）共10个基因表达差异显著（P<0.05）;在科宝肉鸡TG高、低组间ADIPOQ、BEND6、FKTN、HAT1、HS3ST5、MED4和TNIP1共7个基因表达差异显著（P<0.05）;ADIPOQ、FKTN、HAT1、HS3ST5、MED4和TNIP1共6个基因在两个品种中差异表达趋势一致（P<0.05）。本研究提供了鸡IMF沉积相关新候选基因,为IMF分子调控机理研究和相关分子标记筛选研究奠定了良好的基础。     

不同乳脂率德宏奶水牛乳腺组织脂滴形成相关基因的表达研究

本研究旨在探索脂滴形成相关基因嗜乳脂蛋白(BTN1A1)、黄嘌呤脱氢酶(XDH)、围脂滴蛋白1(PLIN1)和PLIN2在不同乳脂率德宏奶水牛乳腺组织中的表达差异。试验选取同一养殖小区的健康德宏奶水牛216头,采集乳样,用乳品分析仪测定乳脂率。根据乳脂率测定结果,分为低乳脂率组(L组,<7.0%)、中乳脂率组(M组,7.5%±0.5%)和高乳脂率组(H组,>8.0%),每组选取第2胎、年龄相近、处于泌乳中期的德宏奶水牛各3头,采集乳样,进行乳脂率测定;屠宰后采集乳腺组织,提取总RNA,利用实时荧光定量PCR技术检测脂滴形成相关基因的mRNA表达水平,并与乳脂率及脂肪酸含量进行相关性分析。试验结果显示,BTN1A1、XDH、PLIN1和PLIN2基因具有相同的表达趋势:H组>M组>L组;其中H组德宏奶水牛乳腺组织BTN1A1、XDH、PLIN1和PLIN2基因mRNA表达水平均极显著高于M组和L组(P<0.01);M组BTN1A1基因表达水平与L组差异不显著(P>0.05),但XDH、PLIN1和PLIN2基因mRNA表达水平均极显著高于L组(P<0.01)。相关性分析表明,BTN1A1、XDH、PLIN1和PLIN2基因表达水平均与乳脂率、总脂肪酸、长链脂肪酸及不饱和脂肪酸含量呈极显著正相关(P<0.01)。本研究结果表明,BTN1A1、XDH、PLIN1和PLIN2基因在乳腺组织的表达可能对德宏奶水牛的乳脂合成及分泌有显著促进作用,可为深入解析脂滴形成相关基因在泌乳过程中的调控机制提供参考。     

蒙古绵羊肌内脂肪沉积相关基因实时荧光定量PCR检测方法的建立

试验旨在建立一种适合于蒙古绵羊肌内脂肪沉积相关基因mRNA表达量的检测方法。根据GenBank中脂肪沉积相关基因的序列,分别设计1对特异性引物,然后通过克隆测序检测引物扩增片段的正确性,最后使用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)技术验证方法的可行性。结果显示,最佳的PCR反应参数为:94 ℃预变性4 min;94 ℃变性30 s,58 ℃退火45 s,72 ℃延伸1 min,40个循环;72 ℃延伸5 min。各目的基因的熔解曲线峰值单一,目的产物稳定。结果表明成功建立了一种快速检测蒙古绵羊肌内脂肪沉积基因的Real-time PCR方法,可用于绵羊肌内脂肪沉积基因的检测及定量分析。     

鹅脂肪甘油三酯脂肪酶和长链脂酰辅酶A合成酶1基因表达差异及其对脂肪沉积和血清脂类代谢的调控

本试验旨在研究脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)和长链脂酰辅酶A合成酶1(ACSL1)基因在鹅的不同组织器官中的表达差异,并探索2个基因表达对机体脂肪沉积和血清脂类代谢的调控。选取16周龄五龙鹅30只(公母各占1/2),屠宰后用实时荧光定量PCR检测不同组织器官(肝脏、心脏、皮下脂肪、腹部脂肪、胸肌、腿肌、肌胃、腺胃、小肠、肾脏、大脑、肺、脾脏)中A TG L、A CSL1基因表达量。结果表明:1)在鹅的皮下脂肪、腹部脂肪、肝脏、脾脏、肾脏、心脏、胸肌和腿肌中均检测出ATGL和ACSL1基因的表达;ATGL基因在皮下脂肪和腹部脂肪中表达量最高,其次是肝脏和脾脏,在肾脏、心脏、胸肌和腿肌中只有少量表达;ACSL1基因在皮下脂肪、腹部脂肪、肝脏、脾脏中表达量较高,在肾脏、心脏、胸肌和腿肌中有少量表达,而在肌胃、腺胃和肺中几乎不表达。2)ATGL基因表达量与腿肌肌内脂肪率、胸肌肌内脂肪率、腹部脂肪率、胸肌率和腿肌率呈显著或极显著负相关(P0.05或P0.01),与皮下脂肪率呈显著正相关(P0.05);ACSL1基因表达量与腿肌肌内脂肪率、胸肌肌内脂肪率、胸肌率呈正相关(P0.05),与腿肌率呈显著正相关(P0.05),与皮下脂肪率呈显著负相关(P0.05)。3)ATGL基因表达量与血清甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和葡萄糖含量呈显著或极显著正相关(P0.05或P0.01);ACSL1基因表达量与血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和葡萄糖含量呈负相关(P0.05),与甘油三酯含量呈显著负相关(P0.05)。由此可见,ATGL和ACSL1基因在鹅的不同组织器官中的表达具有明显差异性,对机体脂肪沉积和血清脂类代谢具有反向调控作用。