肉牛剩余采食量与瘤胃微生物菌群关系北大核心CSCD

剩余采食量(RFI)是肉牛实际采食量与预期采食量之间的差值,是评定肉牛饲料效率的有效指标。肉牛的能量代谢差异在很大程度上可以解释其RFI差异,而肉牛瘤胃中复杂的微生物菌群结构在瘤胃发酵及其能量代谢方面起着重要作用。因此本文主要对最近几年国外采用PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)、文库克隆测序、实时定量PCR和高通量测序技术研究肉牛RFI表型与瘤胃中的细菌菌群和甲烷菌菌群结构之间的关系所取得的进展进行总结,并介绍RFI的主要预测模型。     

肉牛剩余采食量与瘤胃微生物菌群关系

剩余采食量(RFI)是肉牛实际采食量与预期采食量之间的差值,是评定肉牛饲料效率的有效指标。肉牛的能量代谢差异在很大程度上可以解释其RFI差异,而肉牛瘤胃中复杂的微生物菌群结构在瘤胃发酵及其能量代谢方面起着重要作用。因此本文主要对最近几年国外采用PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)、文库克隆测序、实时定量PCR和高通量测序技术研究肉牛RFI表型与瘤胃中的细菌菌群和甲烷菌菌群结构之间的关系所取得的进展进行总结,并介绍RFI的主要预测模型。     

肉牛剩余采食量的概念和实践应用

剩余采食量(RFI)是实际采食量与预测采食量的差值,是衡量肉牛饲料效率的新指标。文章简要介绍了RFI的概念、测定方法、应用RFI的益处,以及影响肉牛RFI的一些生理因素,包括采食量、消化率、体组织代谢、活动量、体温调节等。最后,文章讨论了RFI在肉牛生产实践中的应用。     

猪剩余采食量统计模型的研究现状

剩余采食量(RFI)是如今评价猪饲料转化效率的重要指标之一。与传统的耗料增重比参数不同,RFI是畜禽实际采食量与用于生长和维持的预测采食量之间的差值,通过建立采食量与生产性能和代谢体重的多元线性回归模型获得。猪RFI统计模型的种类很多且各有千秋,不同的统计模型计算的RFI其遗传力、遗传相关、候选基因等具有明显差异。本文着重介绍近年来关于RFI的各种统计模型及不同的统计模型下RFI的遗传参数和候选基因。     

单多羔湖羊下丘脑转录组比较分析

通过对湖羊下丘脑组织进行转录组分析,旨在挖掘影响多羔性状的关键功能基因。分别选取三羔组湖羊(n=3)和单羔组湖羊(n=3),利用转录组测序(RNA-Seq)技术对下丘脑cDNA文库进行测序和生物信息学分析,然后采用实时定量PCR验证差异基因在下丘脑组织中的表达情况。通过比较分析转录组数据,共筛选出56个差异基因,其中三羔组中有24个基因上调,32个基因下调。GO分类注释显示,差异基因与器官发育、信号传导、转录调控等生物学过程存在密切关联,同时与DNA结合、蛋白结合、ATP结合等分子事件表现活跃。KEGG通路分析显示,神经信号传递通路、γ-氨基丁酸信号通路可能在湖羊下丘脑调控排卵及卵泡发育方面发挥着重要的调控作用。随机选择5个差异表达的基因进行q-PCR验证,定量结果与测序结果一致。本研究结果为进一步阐述湖羊下丘脑的基本分子机理奠定基础,同时也为全面理解湖羊多羔特性提供新的思路。     

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin,MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05）,差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。     

基于转录组测序技术研究饲粮赖氨酸水平调控贵州黄鸡采食量的差异表达基因和信号通路

本试验旨在利用转录组测序(RNA?Seq)技术研究饲粮赖氨酸(Lys)水平调控贵州黄鸡采食量的分子机制,挖掘与采食量相关的候选基因和信号通路,进一步提高家禽采食量以及促进养殖效益.选取健康的1日龄贵州黄鸡雏鸡400羽,随机分为4组,每组5个重复,每个重复20羽.各组饲粮Lys水平分别为0.7％、0.9％、1.1％和1....     

齐兴肉兔转录组测序及肌肉生长发育相关基因的筛选

为了研究不同发育阶段齐兴肉兔肌肉生长发育相关的差异表达基因,试验选取胚胎期18日龄、26日龄的齐兴肉兔骨骼肌进行转录组测序,与兔基因组数据库进行比对,筛选差异表达基因并进行GO分析,进一步筛选与肌肉生长发育相关的差异表达基因,并通过qRT-PCR对筛选基因进行验证。结果表明:胚胎期26日龄共获得5 320个差异表达基因,其中上调基因2 607个、下调基因2 713个;KEGG功能注释发现差异基因显著富集到癌症通路、细胞骨架调控通路、pi3k-akt信号通路和RAP1信号通路;筛选获得的6个基因与肌肉生长发育关系较为密切,其中上调基因分别为TPM1、CASQ1、MYOZ1、CKM、MYL3基因,下调基因为IGF2BP1基因。     

MAP3K5基因在畜禽剩余采食量表型调控中的研究进展

随着分子遗传学的发展,已经鉴定出了影响剩余采食量(RFI)的大量数量性状位点和候选基因。有丝分裂原活化蛋白3激酶5(MAP3K5),也称凋亡信号调节激酶1(ASK1),属于MAPK超家族基因之一。目前,已有细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)、c-Jun N-末端激酶(JNK)和p38丝裂原激活蛋白激酶(p38-MAPK)这3个MAPK家族成员在哺乳动物细胞中被克隆和鉴定,其主要作用机制是介导3条MAPKs信号通路,从而影响家畜的生长、体型及产奶性状等。课题组在前期对RFI的研究中筛选出与牛剩余采食量相关的MAP3K5基因,但其功能作用尚不明确,笔者在此基础上回顾了该基因的结构、生物学功能,概述了该基因在主要畜禽采食量变异及人类肥胖表型中的功能及作用,并从遗传学的角度重点分析了MAP3K5基因在畜禽RFI表型调控中的可能机制。通过对MAP3K5基因在畜禽RFI表型调控中的研究进展进行综述,期望为后期深入开展MAP3K5基因在畜禽采食量性状调控中的分子机制研究提供思路;对于其他可能通过MAP3K5基因影响畜禽表型的因素(如肠道菌群)有待进一步探讨。     

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。     

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。     

MAP3K5基因在畜禽剩余采食量表型调控中的研究进展

随着分子遗传学的发展,已经鉴定出了影响剩余采食量（RFI）的大量数量性状位点和候选基因。有丝分裂原活化蛋白3激酶5（MAP3K5）,也称凋亡信号调节激酶1（ASK1）,属于MAPK超家族基因之一。目前,已有细胞外信号调节蛋白激酶（ERK）、c-Jun N-末端激酶（JNK）和p38丝裂原激活蛋白激酶（p38-MAPK）这3个MAPK家族成员在哺乳动物细胞中被克隆和鉴定,其主要作用机制是介导3条MAPKs信号通路,从而影响家畜的生长、体型及产奶性状等。课题组在前期对RFI的研究中筛选出与牛剩余采食量相关的MAP3K5基因,但其功能作用尚不明确,笔者在此基础上回顾了该基因的结构、生物学功能,概述了该基因在主要畜禽采食量变异及人类肥胖表型中的功能及作用,并从遗传学的角度重点分析了MAP3K5基因在畜禽RFI表型调控中的可能机制。通过对MAP3K5基因在畜禽RFI表型调控中的研究进展进行综述,期望为后期深入开展MAP3K5基因在畜禽采食量性状调控中的分子机制研究提供思路;对于其他可能通过MAP3K5基因影响畜禽表型的因素（如肠道菌群）有待进一步探讨。     

不同氧浓度下猪睾丸间质细胞转录组分析

【目的】研究不同氧浓度下猪睾丸间质细胞表达谱差异,筛选缺氧导致猪睾丸间质细胞损伤的关键基因。【方法】将猪睾丸间质细胞分为缺氧组(1%氧气,H24组)、正常组(15.75%氧气,N24组),每组3个重复,在相应条件下分别处理24 h,用CCK8法检测细胞存活率;利用转录组测序技术筛选出缺氧组和正常组睾丸间质细胞中的差异表达基因,利用DESeq 2.0软件进行差异表达基因分析,并对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,进一步筛选与氧含量相关的调控基因。【结果】缺氧刺激24 h后,与正常组相比,缺氧组猪睾丸间质细胞存活率极显著降低(P<0.01);转录组测序共获得1 654个差异表达基因,其中1 242个基因上调,412个基因下调。GO功能富集分析发现,共获得富集条目8条,其中生物过程1条,分子功能7条;KEGG通路富集分析发现,共获得10个显著富集的信号通路,包括HIF-1信号通路、JAK-STAT信号通路和糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号通路等。通过GO功能和KEGG通路富集分析共获得6个与缺氧应激相关的基因,分别为信号传导及转录激活蛋白5(signal transd...     

藏鸡与白羽肉鸡垂体转录组差异表达研究

试验旨在通过对藏鸡和白羽肉鸡垂体转录组测序和生物信息学分析,筛选出与鸡生长发育相关的差异表达基因（differentially expression genes,DEGs）及信号通路。本研究选用42日龄健康藏鸡和白羽肉鸡各3只,分别采集垂体组织利用Illumina HiSeq 2000平台进行转录组mRNA测序,对筛选到的DEGs筛选DEGs,GO和KEGG数据库功能注释和富集分析,实时荧光定量PCR验证随机挑选的DEGs表达水平。结果显示,藏鸡和白羽肉鸡分别获得126 094 302和125 666 442条clean reads。与白羽肉鸡相比,藏鸡垂体组织中共有DEGs 392个,其中196个为上调基因,196个为下调基因（P<0.05）,其中包括生长激素（GH）基因、生长激素释放激素受体（GHRHR）基因和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）基因。GO和KEGG富集分析发现,DEGs显著富集于细胞黏附分子信号通路和神经活性配体-受体相互作用信号通路等细胞通讯相关的信号通路,GH、GHRHR和IGF2BP1基因也显著富集于神经活性配体-受体相互作用信号通路。实时荧光定量PCR结果显示,转录组测序结果准确可靠。综上研究,本研究初步揭示了影响藏鸡和白羽肉鸡生长发育速度差异的关键候选基因和信号通路,为了解鸡垂体组织调节生长发育的分子机制提供了理论依据。     

利用配对RNA-seq数据筛选显著差异背膘厚度松辽黑猪背最长肌差异表达基因

本研究旨在利用转录组测序技术鉴定松辽黑猪背最长肌组织中的差异表达基因（DEGs）,找出与猪脂肪沉积相关的潜在候选基因。通过对松辽黑猪进行活体背膘厚测定,选择具有极端背膘厚的3对个体（高、低各3头）为研究对象。取背最长肌组织提取RNA,并对其进行双末端转录组测序,然后,基于edgeR包的配对方法筛选差异基因,并进行生物学功能富集分析。结果鉴定出590个差异表达基因,其中,188个基因在高背膘厚组猪背最长肌组织中高表达,402个基因在低背膘厚组猪背最长肌组织中高表达。通过生物学功能分析发现,有42条显著富集通路,鉴定出的与脂肪沉积相关的通路有脂肪酸代谢、不饱和脂肪酸的生物合成以及PPAR信号通路等,筛选出FABP3、FADS1、FADS2、OLR1、ACSL1、LIPA和PLIN2为脂肪沉积性状的候选基因。该研究结果为进一步探究松辽黑猪肌内脂肪分子调控机制提供了参考。     

羊源D型多杀性巴氏杆菌感染小鼠脾脏转录组分析

试验旨在探索羊源D型多杀性巴氏杆菌入侵宿主脾脏组织中引发的免疫应答途径。首先利用羊源D型多杀性巴氏杆菌(HN01菌株)感染小鼠,建立羊源D型多杀性巴氏杆菌感染的动物模型;之后利用转录组测序技术获得感染小鼠与正常小鼠的脾脏转录组数据,并使用COG、KOG、eggNOG、GO、KEGG数据库对测序结果中的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行功能注释与分析,同时对于显著富集到关键免疫通路的差异表达基因使用STRING软件和KEGG mapper进行蛋白互作分析,筛选出核心通路中起关键作用的基因;最后选取关键的10个基因进行实时荧光定量RT-PCR验证。转录组分析结果显示,与正常组相比,感染组中筛选出3 380个差异表达基因(P<0.01,log₂|FoldChange|≥0.5),其中1 691个基因上调,1 689个下调。基因功能富集分析结果表明,感染组脾脏中的差异表达基因主要发挥信号转导的功能,其主要参与的生物途径包括细胞因子与细胞因子受体互作通路、趋化因子信号通路、HIF-1信号通路、TNF信号通路。蛋白互作分析筛选出约28个核心差异表达基因,结合实时荧光定量RT-PCR验证后,其中9个基因的表达结果与测序一致,分别是C3、Cd4、Cxcl13、Lck、Gnai1、Grap2、IL-6、Cxcr6及Serping1基因。本研究初步证明了脾脏在抵抗多杀性巴氏杆菌入侵中参与了一系列免疫应答反应,为进一步研究羊源D型多杀性巴氏杆菌与宿主之间相互作用的分子机制奠定理论基础。     

通过比较转录组分析鉴定山麻鸭开产调控基因

蛋鸭开产与卵巢发育有紧密联系，本实验旨在探索山麻鸭开产前后卵巢形态变化及基因表达的差异，鉴别参与启动开产的关键基因，为后期蛋鸭开产相关的分子遗传机制研究奠定基础。在山麻鸭开产前后的S1期（81日龄）和S2期（137日龄）分别选取3个个体的卵巢基质进行转录组测序，对转录组数据开展差异表达分析、功能富集分析及关键基因筛选，同时对关键基因进行荧光定量PCR(qRT-PCR)验证。在差异倍数log2转换的绝对值（|log2(FoldChange)|）大于1.5、矫正P值<0.05的筛选条件下鉴别出382个差异表达基因。基于382个差异表达基因的GO功能注释发现与卵泡生长和卵巢功能调节相关的通路：细胞外基质的组织、细胞外基质结构成分和含有胶原蛋白的细胞外基质相关途径；KEGG富集分析发现上述基因显著富集于ECM受体相互作用和PI3K-Akt信号通路。在涉及上述重要富集通路的基因中有9个基因交集：CD44、COL1A1、COL6A1、CREB3L1、ITGB2、THBS2、VWF、VEGFC、WNT5B，通过qRT-PCR验证了这9个基因在转录组数据差异表达方面的可靠性。在这9个基因中，CO...     

初生及成年牦牛大脑皮质的转录组分析

旨在分析初生和成年牦牛大脑皮质转录组表达谱,筛选影响大脑皮质发育的候选基因。本研究选取初生(1～7日龄(NYB),n=3)和成年(3～4岁(AYB),n=3)牦牛,放血处死,采集大脑皮质,利用Illumina HiSeq平台对转录组进行测序与分析,筛选得到差异表达基因,在此基础上对差异基因进行GO功能注释、KEGG富集分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法验证。测序结果共分析得到了4 790个显著差异表达的基因(P<0.05),其中包括2 670个上调表达的差异基因,2 120个下调表达的差异基因。随机选取了9个差异基因进行qRT-PCR验证,表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。GO功能注释发现其中占比较多的条目为与蛋白合成及ATP利用相关的转录调控、RNA聚合酶II正调控转录、蛋白结合及ATP结合;KEGG富集分析发现占比较多与大脑发育相关的通路为调控轴突发育及重塑的轴突导向通路,与神经胶质细胞增殖相关的MAPK信号通路,与突触传递相关的神经活性配体-受体相互作用、 PI3K-Akt、钙信号及磷脂酶D信号通路,与免疫防御相关的Toll样受体通路,与低氧适应调...     

AGRP基因在山羊组织表达及其对黑色素生成的作用机制

为了阐明AGRP基因在山羊皮肤表达模式以及对黑色素生成的作用机制。本研究通过qRT-PCR法检测AGRP基因在3只酉州乌羊不同组织和3只板角山羊皮肤组织表达情况。同时,通过体外试验分析不同浓度外源性AGRP蛋白对黑色素细胞影响,利用EdU法检测细胞活力、环磷腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)试剂盒检测cAMP活性、并检测其对真黑色素含量和黑素生成相关基因黑素皮质素1型受体(melanocortin 1 receptor,MC1R)、酪蛋白酶(tyrosinase,TYR)、酪蛋白酶相关蛋白酶1(tyrosinase related protein 1,TYRP1)、多巴色素互变异构酶(dopachrome tautomerase,DCT) mRNA表达的影响。结果表明,AGRP基因在酉州乌羊组织均有表达,其中在垂体中表达最高,与其他组织相比差异显著(P<0.05);板角山羊与酉州乌羊皮肤中AGRP表达量差异极显著(P<0.05)。添加不同浓度AGRP蛋白对黑色素生成和黑色素细胞增殖影响不显著(P>0.05);随着AGRP浓...     

基于RNA-seq技术筛选低钙培养奶牛乳腺上皮细胞差异表达基因

本研究拟利用转录组测序(RNA-seq)技术筛选低钙培养奶牛乳腺上皮细胞(CMEC)差异表达基因,为临床寻找更为准确、灵敏的奶牛低钙血症生物标志物提供方法与思路。利用RNA-seq技术对低钙组CMEC转录组测序,筛选8个差异表达基因进行定量反转录聚合酶连锁反应(qRT-PCR)验证测序结果准确性,对测序数据进行基因功能注释及通路富集分析。结果显示,2组分别得到63 910 842条和66 979 098条滤过读段,共计筛选116个差异表达显著性基因,其中上调基因52个,下调基因64个,并找到调节甲状腺素信号通路的KAT2A基因和参与甲状腺素合成的DUOXA2基因。利用qRT-PCR对测序结果中筛选的8个差异表达基因进行验证,其结果与RNA-seq结果大体一致。结果表明低钙环境影响CMEC基因表达,KAT2A和DUOXA2基因可能参与细胞钙调节。