香猪卵巢RARRES1基因第1外显子CG位点的甲基化及其与基因差异表达的关联

为验证和探索香猪卵巢转录组RNA测序检测到的视黄酸受体应答1（retinoic acid receptor responder 1,RARRES1）基因在香猪高、低产仔组之间差异表达的原因,本试验针对RARRES1基因第1外显子ATG下游富含CpG位点区段设计特异性引物,采用亚硫酸氢盐测序法（bisulfite sequencing PCR,BSP）研究卵巢RARRES1基因中的甲基化修饰水平;利用实时荧光定量PCR方法检测高、低产仔组香猪卵巢RARRES1基因的表达量,并探究其与基因甲基化水平之间的相关性。结果表明,与低产仔组相比,香猪高产仔组的甲基化水平较高;4个CpG位点均未被甲基化（CpG_7、CpG_11、CpG_12和CpG_15）,另外3个CpG位点（CpG_8、CpG_17和CpG_18）基本上全部发生了甲基化。此外,与低产仔组相比,香猪高产仔组中CpG_4（P>0.05）、CpG_9（P<0.05）和CpG_16（P<0.05）位点的甲基化占比较高,而CpG_6位点在香猪低产仔组中的甲基化比例较高,两组差异极显著（P<0.01）。实时荧光定量PCR结果显示,高产仔组香猪RARRES1基因的表达水平较高（P<0.05）。Spearman相关分析结果显示,CpG_9和CpG_16两个位点的甲基化比例与RARRES1基因的表达水平高度正相关（R²=0.896,P<0.01）,提示这两个位点的甲基化可能是香猪高产仔组RARRES1基因表达量较高的原因。     

香猪卵巢StAR和CYP11A1基因的差异表达研究

为了揭示香猪繁殖调控的分子机制,本试验结合生物信息学分析方法对StAR和CYP11A1基因在香猪卵巢组织中的差异表达进行分析。运用实时荧光定量PCR方法检测高、低产群体6月龄香猪卵巢组织中StAR和CYP11A1基因的表达量变化;从香猪基因组中克隆两个基因的启动子区域,分析两个基因表达差异的分子机制。高通量转录组测序和实时荧光定量PCR检测结果均显示,高产香猪两个基因的表达量较高,启动子区序列长分别为1 144与970 bp。StAR基因启动子区结合转录因子ER、COUP、Sp1等34种72个,转录起始位点上游68~698 bp存在8个变异位点,但不影响转录因子的结合;与CYP11A1基因启动子区相结合的转录因子为Sp1、PU.1、C/EBPdel等30种75个,转录起始位点上游12~593 bp存在5个变异位点,其中69 bp处检测到C-T变异,高产香猪的T等位基因检出频率为17%,低产香猪为33%;对预测结果整合分析,T等位基因丢失了转录因子Sp1的结合位点。高、低产香猪之间StAR和CYP11A1基因的表达存在差异,CYP11A1基因启动子区69 bp处的变异可能是基因表达量差异的原因之一。     

从江香猪SIM1基因SNPs筛查及生物信息学分析

本研究以从江香猪为研究对象,二元杂交猪(从江香猪×野猪)、外三元杂交猪(杜×长×大)为对照,采用DNA池和直接测序技术对3个群体的SIM1基因7个外显子、部分内含子以及3'非翻译区序列进行多态性检测;利用生物信息学软件预测多态位点对SIM1基因mRNA二级结构和蛋白质一级、二级结构的影响。结果表明,在3个群体的SIM1基因中筛查到12个SNPs,C77T位于第5外显子,T29186C、A29195C位于第9内含子,C63T、C225T位于第10外显子,C107T、A426G、T583C、A586C、A605C、A615C位于第11外显子,G267T位于3'非翻译区。其中C77T、T29186C、A29195C、C63T、C225T、C107T、G267T为同义突变,A426G、T583C、A586C、A605C、A615C为错义突变;5个错义突变分别导致异亮氨酸(Ile)变为缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)变为脯氨酸(Pro)、谷氨酸(Glu)变为丙氨酸(Ala)、谷氨酸(Glu)变为天冬氨酸(Asp)、天冬酰胺(Asn)变为组氨酸(His);根据在线软件预测,突变前后的SIM1基因mRNA二级结构和蛋白质一级、二级结构均会发生改变。     

香猪3种组织环状RNA的表达及其功能分析

本研究旨在探索环状RNA（circular RNA,circRNA）在香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌的表达及其潜在功能。本研究采用RNA-Seq技术和生物信息学方法,分析香猪皮肤、皮下脂肪及背最长肌circRNA的表达,对3种组织特有circRNA亲本基因进行GO和KEGG富集分析,对样品组织结构功能相关亲本基因中circRNA结合的靶miRNA进行预测。从香猪3种组织表达谱中共鉴定出6 483个circRNAs,皮肤、皮下脂肪及背最长肌分别鉴定出4 575、5 180、5 219个circRNAs,其中特异性表达的分别有83、234、586个;circRNAs在染色体上分布广泛,主要来源于外显子,少数来源于内含子和基因间隔区;多数circRNAs表达量较低;皮肤特有circRNAs的亲本基因主要参与蛋白水解、RNA转运、缝隙连接等过程,其中NF1、MAPK1等亲本基因与皮肤性疾病相关,可能以circRNAs的形式发挥作用,其中亲本基因MAPK1中的circRNA（circ-MAPK1）可结合miR-18a、miR-132、miR-411等,可能参与调控胶原蛋白的形成;皮下脂肪特有circRNAs的亲本基因富集于脂肪细胞生长、发育及癌症等信号通路,ABHD5、PTPN11等亲本基因与脂肪代谢有关,circ-PTPN11结合的miR-103、miR-107、miR-199a-5p等参与调控脂肪细胞增殖、分化及脂质沉积;背最长肌特有的circRNAs亲本基因富集于癌症、感染、肌肉发育等过程,ROCK2、PPP1CC等基因与肌细胞分化及肌肉收缩相关,circ-PPP1CC结合的miR-339、miR-181a、miR-181b等参与调控肌细胞分化、增殖及生长。综上,本研究筛选出的circRNAs及其结合的miRNAs可能参与皮肤胶原蛋白形成、脂肪沉积、肌细胞分化成熟等生物学过程。     

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。     

从江香猪抑制素α基因克隆及其卵巢表达研究

为了探索抑制素α基因(inhibin-α,INHA)与从江香猪繁殖性状之间的相关性,试验采用特异性聚合酶链式反应(PCR)技术克隆从江香猪INHA基因,测定其核苷酸序列,通过等位基因特异性PCR(allele-specific PCR,AS-PCR)方法检测从江香猪低产群与高产群之间INHA基因的多态性变化,以实时荧光定量PCR技术检测高产、低产从江香猪卵巢组织中INHA基因的表达量。结果表明,从从江香猪基因组中成功克隆了INHA基因,编码区完整,全长1095 bp,编码364个氨基酸;经比对发现, INHA基因外显子2序列中存在2个候选SNPs位点(G359A和A373G)。经大样本检测,从江香猪高产群与低产群之间2个候选SNPs位点的基因频率没有明显差异;相比之下,高产从江香猪卵巢中INHA基因的表达量较高。研究结果提示,从江香猪INHA基因结构保守,可能主要通过基因的表达量变化调节从江香猪卵巢的生长和卵泡的发育。     

猪circRNAs的系统鉴定及特征分析

旨在系统鉴定猪基因组中的环状RNAs（circular RNAs,circRNAs）,并对其分子特征进行分析。本研究采集长白、通城和五指山猪16个发育阶段（妊娠33、40、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100和105 d的胚胎以及出生后0和10 d）9种不同组织（背最长肌、心、脾、肺、肝、肾、胃、小肠和腿肌）样品,提取RNA再进行等量混合,构建链特异性转录组文库后,利用Illumina Genome Analyzer II平台进行测序,共获得1.18亿条总reads。采用CIRI2软件鉴定circRNAs,再利用生物信息学工具对鉴定的circRNAs进行分子特征分析。结果,共鉴定了8 486条circRNAs,其主要分布在1、6和13号染色体,91%的circRNAs为外显子型,平均长度为350 nt,平均GC含量为47.11%,每条染色体上的circRNAs数目与mRNAs数目显著正相关（R=0.84,P=1.285×10^-5）。最后,筛选出3条与骨骼肌生长发育相关的circRNAs（sus-MYH2_0025、sus-CDK13_0002和sus-FANCL_0003）。分析结果表明,sus-MYH2_0025具有高度的组织特异性,sus-CDK13_0002在猪、人和小鼠中高度保守,sus-FANCL_0003在猪和大鼠中高度保守。本研究利用转录组数据在猪基因组中对circRNAs进行系统鉴定和分子特征分析,为circRNA的功能和机制研究提供了丰富的信息,并为猪分子育种提供新的潜在候选基因。     

5个繁殖候选基因在香猪卵巢和子宫中的差异表达

本实验旨在明确香猪卵巢转录组测序筛选出的5个候选基因是否对卵巢和子宫有直接的调节作用。采用荧光定量PCR方法,检测发情与未发情期香猪卵巢和子宫中SLPI、INHA、SERPINE1、MSMB和PTGFR基因的组织差异表达。结果表明:SERPINE1基因在不同时期和不同组织中的表达变化不明显;与未发情期相比,INHA基因在发情期香猪卵巢中的表达水平极显著升高(P0.01),SLPI基因在发情期香猪卵巢和子宫中的表达水平分别显著(P0.05)和极显著上升(P0.01),MSMB基因在发情时期卵巢和子宫中的表达量显著降低(P0.05),INHA、PTGFR基因在发情期子宫中的表达量明显减少(P0.05)。结果提示,INHA、SLPI、MSMB基因对香猪卵巢和子宫都有调节作用,而PTGFR仅对子宫有调控作用。     

香猪血清蛋白水平变化与分析

采用临床常规方法对１３头１－６月龄春产香猪的血清总蛋白、白蛋白、球蛋白含量进行了测定与分析。结果表明，不同月龄血清蛋白含量不同，１月龄血清蛋白含量最低，２、３、５、６月龄量含量处于中等水平，４月龄时含量高。     

猪卵巢颗粒细胞分离培养及鉴定

为构建猪卵巢颗粒细胞的体外培养体系,研究毒素的生殖毒性奠定基础,采用机械分离法从1～5 mm的卵泡中提取猪卵巢颗粒细胞,苔盼蓝染色计算细胞存活率,Giemsa染色和结晶紫染色观察细胞形态,免疫细胞化学染色方法检测促卵泡刺激素受体(FSHR)表达来鉴定颗粒细胞,MTT方法测定细胞生长曲线.结果显示分离提取的猪卵巢颗粒细胞存活率为65%左右,细胞纯度＞97%,细胞结构完整,边缘分明,胞核呈卵圆形位于靠近胞质的中央.另外细胞生长曲线表明,细胞从24 h开始进入对数生长期,并于96 h达到最高密度,之后进入平台期.分离培养的颗粒细胞生长状态良好,且细胞纯度＞97%,是理想的适合进行毒素生殖毒理学的细胞培养体系.     

Expression and Function Analysis of Circular RNA in Three Tissues of Xiang Pig

The purpose of this study was to explore the expression and potential functions of circular RNA (circRNA) in the skin,subcutaneous fat,and longissimus dorsi muscle of Xiang pig.In this study,RNA-Seq technology and bioinformatics methods were used to analyze the expression of circRNAs in skin,subcutaneous fat,and longissimus dorsi muscle of Xiang pig,GO and KEGG enrichment analysis were performed for the host genes of three tissue-specific circRNAs,then target miRNA prediction was performed for the circRNAs that host genes associated with tissue structure and function.A total of 6 483 circRNAs were identified from the three tissues of Xiang pig,4 575,5 180 and 5 219 circRNAs were identified respectively from skin,subcutaneous fat and longissimus dorsi muscle respectively,among which 83,234 and 586 circRNAs expressed specifically.circRNAs distributed on chromosomes widely and mainly from exons,a few from introns and intergenic regions.The expression levels of most circRNAs were low.The host genes of skin-specific circRNAs were mainly involved inproteolysis,RNA transport,and gap junctions.Among them,host genes such as NF1 and MAPK1 were related to cutaneous diseases and might play a role in the form of circRNAs.The circRNA (circ-MAPK1) that the host gene MAPK1 could bind to miR-18a,miR-132,miR-411,and which might be involved in regulating the formation of collagen.The host genes of circRNAs expressed specifically in subcutaneous fat were enriched in adipocyte growth,development and cancer signaling pathways.ABHD5 and PTPN11 genes were related to fat metabolism,miR-103,miR-107 and miR-199a-5p bound by circ-PTPN11 could be involved in regulating adipocyte proliferation,differentiation and lipidosis.The host genes of circRNAs only expressed in longissimus dorsi muscle associated with cancer,infection,and muscle development.ROCK2 and PPP1CC were involved in myocyte differentiation and muscle contraction,while miR-339,miR-181a and miR-181b bound by circ-PPP1CC were involved in the regulation of myocyte differentiation,proliferation and growth.In conclusion,the circRNAs selected in this study and their combined miRNAs might be involved in skin collagen formation,fat deposition,and muscle cell differentiation and maturation.     

ADCY3和IGF1基因结构变异与香猪繁殖性状的关联分析

试验旨在研究卵巢类固醇生成信号通路中腺苷酸环化酶3（adenylatecyclase 3,ADCY3）、胰岛素样生长因子1（insulin like growth factor 1,IGF1）基因结构变异的遗传多样性及其与香猪母猪繁殖性状的相关性。采用PCR技术对269头香猪进行ADCY3和IGF1基因结构变异研究,利用在线软件计算遗传杂合度（He）、遗传纯合度（Ho）、有效等位基因数（Ne）及多态信息含量（PIC）,并利用单因素方差分析、LSD法分析不同基因型与初产和经产香猪的总产仔数、产活仔数、初生重及乳头数等繁殖性状的关联性。结果显示,2个结构变异ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302在香猪群体中均存在多态性,均有3种基因型：DD、DI和II,2种等位基因：D和I。其中,ADCY3-I₁-sv506中DI基因型为优势基因型（0.569）,D为优势等位基因（0.601）;IGF1-I₃-sv302中II基因型为优势基因型（0.717）,I为优势等位基因（0.816）。ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302多态信息含量（PIC）均为中度多态（0.25<PIC<0.5）,杂合度分别为0.479和0.300。关联性分析结果发现,ADCY3-I₁-sv506位点DD基因型个体的初产和经产母猪总产仔数显著高于II基因型个体（P<0.05）;IGF1-I₃-sv302位点II基因型个体的初产、经产母猪总产仔数和经产母猪产活仔数均显著高于DI基因型型个体（P<0.05）。结果表明,2个结构变异位点ADCY3-I₁-sv506和IGF1-I₃-sv302与香猪母猪的繁殖性能有直接关联,可作为香猪母猪繁殖性能选育的候选分子标记。     

从江香猪生精上皮周期及睾丸发育的形态学分析

试验旨在探究初情期前后生精上皮周期差异及睾丸发育过程中的形态学变化。通过测定15、30、60和90 d睾丸相关指数,结合睾丸组织形态学特征,判断香猪初情期,划分从江香猪生精上皮周期。结果显示,30 d的睾丸指数较15 d极显著升高（P<0.01）,睾丸重、长轴及短轴的增长率分别为298.05%、66.42%和65.45%,60和90 d两个阶段睾丸重增长率相对稳定。形态学观察表明,从江香猪30 d时生精小管出现游离精子,完成第一次生精并进入初情期;与15 d相比,30 d生精小管面积和生精上皮厚度极显著增加（P<0.01）,增长率分别为136.12%和40.19%,在60和90 d均处于稳定增长状态。睾丸细胞数统计显示,日龄增加不影响支持细胞（setoli cells,SC）数量（P>0.05）,而30 d生殖细胞数（germ cells,GC）较15 d极显著增加（P<0.01）。相关分析结果发现,生殖细胞数量增加与生精小管面积增大、生精上皮厚度变化之间呈明显正相关（r=0.994;0.96）。根据生殖细胞组合形式差异,将初情期前后生精上皮分为3和8个阶段。初情期前生殖细胞以第一次减数分裂前期为主,A、B型精原细胞、SC、初级精母细胞（primary spermatocyte,Ps）、前细线期（preleptotene,PI）、细线期（leptotene,L）等生殖细胞在初情期前后生精上皮中均存在,而圆形精子（round spermatids,R）、延伸精子（elongating spermatid,E）、精子细胞（spermatozoa,S）仅存在于初情期后的生精上皮。本研究结果表明,从江香猪30 d初情,睾丸发育以生殖细胞和生精小管面积的迅速增加为主,该结果对从江香猪早熟性状挖掘、种猪选育及开发利用等有重要的指导意义。     

贵州香猪生长的蛋白质沉积规律与需要量研究

为研究贵州香猪生长的蛋白质需要,选择60～75日龄贵州香猪34头（公母各半）,采用扣除蛋白等消化能（DEpf）饲粮设计和比较屠宰试验,测定贵州香猪生长的蛋白质沉积规律。研究显示,贵州香猪每千克增重的体蛋白沉积量7～16b、16—25k两个体重阶段相近,平均为172．17g,DCP用于体蛋白沉积的效率为73．93％;每千克增重的赖氨酸沉积量,两个体重阶段及不同DCP与D—lys梯度日粮基本一致,平均为12．03g,摄入D—lys扣除增重相应的维持赖氨酸消耗后剩余的几乎全部用于体蛋白沉积,沉积率平均为98．74％。结果表明,每千克增重生长的DCP需要量为247．38—0．95BW（g）、D—lys需要量为13．11—0．072BW（g）。     

香猪垂体特异性转录因子基因及其相关基因表达水平的半定量分析

采用RT-PCR方法对香猪及对照猪种(上海白猪、大约克夏猪)PIT-1基因和相关基因(GH、PRL和TSH-β基因)的mRNA扩增,并以β-actin为内参照进行基因表达水平的半定量分析。结果表明,香猪PIT-1基因及GH、TSH-β基因的表达水平均显著低于上海白猪和大约克夏猪(P<0.05),香猪与上海白猪、大约克夏猪在PRL基因表达水平上的差异也接近显著水平。研究结果提示,香猪的PIT-1基因可能存在着突变,从而使其PIT-1基因的表达水平降低,减弱了PIT-1蛋白对于GH、PRL及TSH-β基因转录和表达的激活功能,导致香猪生长缓慢和矮小性。     

Determine the Different Expression miRNAs in Different Months Old Xiang Pigs by miRNA Microarray

To determine the roles of miRNA in the developmental stages of Xiang pig,we investigated the miRNA expression patterns in different months old of Xiang pigs.The total RNA from 3 and 7 months old of Xiang pigs were collected separately. Then,the total RNA were hybridized with the miRNA microarray and the threshold (fold-change>2, P<0.05) were used to identify the different expression miRNA. The quantitative Real-time PCR was performed to verify the microarray result. Compared to the 3 months old group,there were 11 miRNA down regulated and 9 miRNA were up regulated in the 7 months old group. The lowest down regulated miRNA was miR-27b whereas the highest up regulated one was miR-155.The result of quantitative Real-time PCR consistented with the microarray result. The result suggested that some of the dysregulated expression of miRNA might participate in the lipid metabolism in hepatic cells.     

利用miRNA芯片筛选不同月龄香猪肝脏中差异表达的miRNA

为研究miRNA在香猪发育时期的调控功能,试验对3和7月龄香猪肝脏组织中存在表达差异的miRNA进行了筛选。提取3和7月龄香猪肝脏组织总RNA,通过与miRNA芯片杂交,经统计学分析,以变化倍数≥2倍（P<0.05）为阈值,筛选3和7月龄香猪肝脏中表达丰度差异的miRNA,并运用实时荧光定量PCR进行验证。结果发现,与3月龄相比,7月龄香猪肝脏中有11条miRNA表达下调和9条miRNA表达上调,下调倍数最多的是miR-27b,上调倍数最多的是miR-155。对选取的4条差异表达的miRNA进行实时荧光定量PCR反应,结果显示,4条miRNA表达变化趋势与芯片结果一致。本研究结果表明,不同月龄香猪肝脏中的miRNA表达丰度有差异,其中一些可能参与了机体生长发育时期肝细胞的脂肪代谢过程。     

贵州香猪生长的钙、磷需要研究

为研究贵州香猪生长的钙、磷需要量,选择60～75日龄贵州从江香猪34头(公母各半),采用扣除蛋白质等消化能(DEpf)饲粮设计和比较屠宰试验,测定贵州香猪生长的钙、磷沉积规律。结果表明,贵州香猪每千克自然增重的净钙需要量为10.03-0.184 BW(g),净磷需要为3.46-0.000 4 BW(g)。