畜禽表观遗传学主要研究领域及研究进展

表观遗传学（epigenetics）是指DNA序列未发生变化,而基因表达却发生了可遗传的变化。近年来,表观遗传学在家养动物研究领域发展极为迅速,主要畜种涉及鸡、猪、牛、羊等,并形成一门新兴学科--畜禽表观遗传学（livestock epigenetics）。畜禽表观遗传学主要针对各种表观遗传修饰,包括DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA等,研究家养动物的生长发育、疾病抗性、繁殖、经济等性状的表达调控基础。作者综述和分析了畜禽表观遗传学的主要研究领域及现状,进一步对其发展趋势进行了展望,有助于全面了解畜禽复杂性状形成的分子基础,这也极大开拓了研究和改善畜禽各类经济性状的思路与策略。     

拷贝数变异在畜禽中的研究进展

拷贝数变异（copy number variation,CNV）具有多种形式的变异结构,在品种多样性、生物进化和疾病相关性等研究中起着重要作用,并具有片段长度大、覆盖范围广等特点。随着分子生物学的发展及DNA测序技术的日渐成熟,人们对遗传变异的研究不断向DNA分子水平深入,多态性标记在畜禽育种中已逐渐成为动物育种研究的趋势和主流。由于CNV对基因的调控和表达所造成的影响更为显著,因此,CNV在重要畜禽中的研究越来越多。目前,已检测出大量有关畜禽重要经济性状的基因序列变异,并有许多研究均表明CNV与动物的重要经济特征及疾病的发生有关。笔者主要通过参考国内外相关的研究报道,简述了CNV的相关研究背景、概念、突变机制,归纳总结了CNV对牛、羊、猪、鸡的经济性状、繁殖性状和疾病调控的影响,以期通过对这些重要畜禽的基因组学研究揭示其适应性遗传机理和表型性状差异的遗传基础,开发相应的分子遗传标记,为畜禽的标记辅助选育提供理论基础。     

饲料添加剂调节畜禽肠道菌群及其生长性状的研究进展

肠道菌群影响畜禽生长发育以及相关多个重要经济性状。就多种饲料添加剂调节畜禽肠道菌群及其生长性状的研究进展进行综述。从生物学机制出发,介绍了饲料添加剂对畜禽肠道菌群及其生长性状的影响和菌群移植影响宿主生长性状的研究进展,总结了通过饲料添加剂影响畜禽肠道菌群、改善畜禽生长性能的应用实践。     

可变剪接及其在畜禽育种中的研究与应用

可变剪接是指个体发育或者细胞分化时有选择地越过某些外显子或某个剪接点进行变位剪接,从而产生组织或发育阶段特异性mRNA的过程。通过可变剪接,生物体可以由单个基因产生多个不同的蛋白质异构体,从而导致大量的蛋白质变异。因此,可变剪接在动物生长发育和生理代谢等过程中发挥重要的调控作用。本文对可变剪接的类型、鉴定方法及其对畜禽各种经济性状的影响进行了总结,并展望了其在畜禽育种中的应用前景,以期为畜禽育种改良进行提供新思路。     

家畜认知功能及其调控机制

动物认知是指动物受到环境变化的刺激或应激时，对其刺激做出的关联性学习和记忆，并做出适当的决定与反应能力。研究表明，家畜的认知功能与其繁殖性能和畜牧生产密切相关。这篇综述重点对近年来家畜认知行为和认知功能的国内外研究进展及认知对家畜繁殖、生产性能等方面的影响进行概述，较系统地阐述了“神经血管单元”、表观遗传修饰以及线粒体对认知功能的调控机制，为家畜认知行为和认知功能的深入研究提供重要的参考价值。     

Research Progress of Alternative Splicing and Its Application in Livestock and Poultry Breeding

Alternative splicing(AS) refers to the process of selective splicing across exons or splice junctions during individual development or cell differentiation to produce tissue-or development-stage specific mRNA. Through AS process, organisms can produce many different protein isomers from a single gene and finally increase the proteome diversity. Therefore, AS plays an important role in the regulation of animal growth, development and physiological metabolism. This article not only summarized the types and the detection methods of alternative splicing, but also highlighted its impact on various economic traits of livestock and poultry, and prospected its application prospects in livestock and poultry breeding. This article could provide new ideas for the improvement of livestock and poultry breeding.     

CRISPR/dCas9技术在基因表达调控中的研究进展

CRISPR/dCas9是在CRISPR/Cas9基因编辑系统的基础上改造升级建立起的一种用于调控基因组转录与表观遗传修饰的系统,它不仅继承了CRISPR/Cas9系统的精准性,同时还展现出了良好的作用效果。在该系统中dCas9蛋白保留了Cas9蛋白结合DNA的能力而切割功能不复存在。将dCas9蛋白与不同的激活、抑制效应子域和表观遗传调控酶偶联,可以对基因表达与表观遗传修饰进行精确调控。组蛋白乙酰化、组蛋白甲基化、DNA甲基化等表观遗传修饰过程是基因表达的基础,对整个生命过程作出了巨大的贡献,同时表观遗传与多种疾病和癌症都存在因果关系,因此以CRISPR/dCas9系统为框架的不同表观遗传修饰系统在人类疾病治疗和癌症研究领域具有重要的研究价值。笔者简要介绍了CRISPR/Cas9系统的发现过程以及作用原理,主要总结了以CRISPR/dCas9系统为框架的不同调控系统在基因表达调控和表观遗传调控中的应用以及优化过程,以期为从事相关领域的科研工作者提供一些参考。     

m6A表观遗传修饰及其调控机制研究进展

N⁶-甲基腺嘌呤（N⁶-methyladenosine，m⁶A）修饰是现阶段发现的真核生物体内最广泛的RNA表观遗传修饰方式，近年来研究显示，m⁶A在真核生物间具有较高的保守性，在基因表达及细胞命运调控中发挥着关键作用，且对mRNA的可变剪接、定位、翻译及稳定性有较大影响。现有的m⁶A修饰检测技术可以较为准确、高效地检测出生物样本中的m⁶A修饰丰度，并能快速、简便地进行m⁶A修饰的高通量测序，以及在单碱基分辨率下检测m⁶A修饰在RNA上的位置。尽管m⁶A修饰相关调控蛋白对畜禽复杂经济性状的影响近年来已有少量报道，但其中的作用机制仍未得到充分阐明。大量人类及模式生物上的研究表明，m⁶A修饰相关蛋白能够影响生长发育、繁殖、热应激、炎症及癌症等生物学过程，为探究畜禽m⁶A修饰参与复杂性状调控机制提供一定的借鉴意义。作者主要从m⁶A甲基化修饰相关蛋白（甲基转移酶、去甲基化酶及读取蛋白）、m⁶A检测技术、m⁶A对哺乳动物复杂性状的调控机制、m⁶A与其他表观修饰的互作机制等方面进行阐述，为m⁶A在畜禽遗传育种中的应用提供新的见解。     

牧草表观遗传学研究进展

表观遗传是指在DNA序列不变的情况下基因表达发生变化的现象。表观遗传现象与外界环境条件的变化紧密相关,它参与植物的生长发育、胁迫响应、衰老死亡等重要生命过程并在其中起到了关键作用。表观遗传学作为一门新兴学科在近20年间得到了快速发展,成为当前动植物和医学领域的研究热点。目前植物表观遗传学的相关研究主要集中在DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等方面,并取得了许多重要成果。然而,相对于模式植物拟南芥和其他主要作物而言,牧草的表观遗传学研究仍处于起步阶段。因此,开展牧草表观遗传学研究对我国草牧业的可持续发展具有重要意义。本研究对表观遗传学的概念、研究方法、研究内容(包括DNA甲基化、组蛋白修饰、RNA甲基化、染色质重塑和非编码RNA修饰等)及牧草表观遗传学相关研究进行了全面总结和综述,并对表观遗传在草牧业中的发展前景进行了展望。     

畜禽生长发育相关性状的全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析(GWAS)是近年兴起的用于分析复杂性状的重要研究方法。高通量测序技术的成熟发展使得基于全基因组测序技术和基因芯片技术的GWAS解析畜禽复杂性状成为可能,GWAS的运用对畜禽经济性状相关的SNP、QTL和候选功能基因研究起到关键作用。本文主要对GWAS的基本原理和方法、优劣势以及GWAS在畜禽生长发育相关性状中的应用现状进行综述,并对GWAS在今后畜禽育种中的应用前景进行展望,以期为GWAS在畜禽育种中的深入研究提供参考。     

霉菌毒素对畜禽的危害及削减方法研究进展

霉菌毒素是由不同种属真菌产生的次级代谢物,其对多种动物（包括人在内）具有显著毒性效果,如降低畜禽生产性能、损害脏器功能、影响机体免疫功能、造成细胞和DNA氧化损伤,甚至导致动物死亡等。饲料及其原料霉菌毒素污染是一个广泛的、全球性的问题,既可在作物田间生长时产生,也可在仓储期间产生,给畜禽养殖业造成了巨大的经济损失,防控霉菌生长及去除饲料中霉菌毒素已成为国内外研究的热点。实际上,不同霉菌毒素对不同动物的损害具有差异性,而在畜禽养殖过程中添加适当物质（如蒙脱石和酶制剂等）可有效抑制霉菌毒素活性,缓解霉菌毒素的毒性。作者详细论述了玉米赤霉烯酮、烟曲霉毒素、呕吐毒素、T-2毒素、黄曲霉毒素和烟曲霉毒素对畜禽的危害,并从物理、化学、生物角度介绍了削减饲料及其原料中霉菌毒素的方法,旨在为合理有效防控霉菌毒素毒害及保障畜禽健康养殖提供参考。     

甜菜碱对畜禽繁殖性能的影响及其作用机理

甜菜碱及其盐酸盐,是一种营养性饲料添加剂,作为甲基供体参与体内蛋氨酸循环.近期研究发现,甜菜碱主要通过降低同型半胱氨酸浓度、增加繁殖相关激素含量等途径提高畜禽的繁殖性能,也具有调控能量代谢、抗应激的作用.作者就甜菜碱对畜禽繁殖性能的影响及其作用机理进行简要综述.     

大麦的营养价值及其在畜禽饲料中的应用

大麦（Hordeum vulgare）属于禾本科植物,是我国用途最为广泛的谷物之一,广泛应用于酿造、食品、医药学等领域。大麦苗、大麦叶、大麦秸秆、大麦芽等均可作为畜禽饲料来源,具有较高的营养价值和饲用价值。将大麦开发为畜禽饲料产品,既可以缓解畜禽饲料来源不足的问题,又能够提高畜禽养殖业经济效益。介绍了大麦的营养价值,综述了其在畜禽饲料中的应用研究进展,以期为大麦在畜禽饲料领域的开发利用提供参考。     

呕吐毒素对畜禽肠道健康的影响及相关研究进展

呕吐毒素是饲料原料中最为常见，对畜禽健康危害最大的一种霉菌毒素，其给畜牧业生产造成极大经济损失。大量研究结果发现，动物肠道可能是呕吐毒素进入机体内产生毒理作用的重要靶器官，因此，呕吐毒素诱导的动物肠道健康损伤也成为目前的一个研究热点。本文结合近年来国内外相关研究进展，综述了饲料中呕吐毒素污染对畜禽肠道健康的影响与毒理机制，以及相关防治措施，为饲料生产及畜禽健康养殖提供一些参考。 [关键词] 饲料|呕吐毒素|畜禽|肠道健康     

生物信息学在畜禽基因组研究中的应用

生物信息学已成为整个生命科学发展的重要组成部分，是生命科学研究的前沿领域。作者简述了畜禽基因组学和畜禽生物信息学的研究概况，着重阐述了生物信息学在畜禽基因组研究中的应用现状，并展望其发展前景。     

畜禽消化道细菌群体感应及相关调控技术研究进展

群体感应是一种微生物细胞间的通讯机制，它在细菌毒力因子表达、生物发光、孢子形成、生物膜形成等方面起关键调控作用。近年来陆续发现畜禽消化道菌群同样存在有群体感应现象。鉴于消化道菌群对畜禽消化、生理代谢、免疫功能等的重要作用，针对畜禽消化道细菌群体感应进行研究及调控对于提高畜禽生产水平及保障畜禽健康等均具有重要的意义。本文简述了细菌群体感应的分类及作用，介绍了国内外学者对不同畜禽消化道中细菌群体感应的研究发现，归纳并总结了当前细菌群体感应相关的调控手段及其可能机制，以期为畜禽养殖中消化道细菌群体感应的研究及相关应用提供参考依据。     

β-羟基-β-甲基丁酸在畜禽营养中作用的研究进展

β-羟基-β-甲基丁酸（β-hydroxy-β-methylbutyrate,HMB）是亮氨酸代谢的中间产物,对畜禽多种代谢途径发挥着十分重要的调控作用,因此成为了临床医学和畜牧生产两大领域的研究热点。有研究表明,HMB具有促进蛋白质合成、抑制蛋白质降解、提高畜禽生产性能、改善胴体性状、增强免疫机能、减少疾病发生和降低死亡率等作用。作者综述了HMB生成和代谢途径、可能的作用机制及在畜禽生长中的作用,以期为畜禽生产中科学合理应用HMB提供理论依据。     

全基因组测序在畜禽中应用的研究进展

在基因组研究方面,目前全基因组测序已由第一代测序技术发展到第三代测序技术,全基因组测序与传统方法相比具有更加全面、精准、高效等优势。随着测序技术的发展和费用的降低,全基因组测序（whole genome sequencing,WGS）技术逐渐成为基因组研究应用最广泛的技术。全基因组测序已经在畜禽起源进化、重要经济性状基因挖掘、分子育种等方面取得了诸多成果。通过全基因组重测序,能够发现拷贝数变异（copy number variation,CNV）及单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）变异,丰富现有的CNV和SNP数据库,为抗病、生长、食欲、代谢调节、表型、环境适应机制及重要经济性状基因的分析提供重要数据。作者针对全基因组测序技术在主要畜禽上的研究进展,综述了全基因组测序在畜禽的品种遗传多样性、群体演变机制、功能基因挖掘等研究中的应用,并探讨了全基因组测序存在的问题,旨在为畜禽种质资源保护和分子育种实践提供参考。     

CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究进展

利用传统方法在畜禽特定基因座上进行基因组修饰时,只能通过在体细胞中进行同源重组再经细胞核移植实现。传统同源重组方法的困难性和低效性阻碍了基因修饰在畜禽遗传育种中的广泛应用。近年来,位点特异性核酸内切酶的发现为靶向基因修饰提供了一条更直接的途径,主要由于这些酶能直接在DNA序列上进行一步式的基因编辑。成簇规律间隔短回文重复序列/Cas关联蛋白9(clustered regularly interspersed short palindromic repeat/CRISPR associated protein 9,CRISPR/Cas9)是一种RNA导向的DNA内切酶,精准定位于特定的靶位点,高效完成RNA导向的DNA识别及编辑。CRISPR/Cas9技术作为精准而强大的第3代基因组编辑工具,已经成功应用于猪、牛、山羊、绵羊和鸡上,这些CRISPR/Cas9基因编辑畜禽可作为研究人或畜禽生理和病理的生物模型、生产功能性蛋白质的生物反应器或器官移植的供体。特别是在畜禽生产方面,CRISPR/Cas9基因编辑可用于改善生产遗传特性及畜产品质量,提高畜禽对疾病的抵抗力。作者对当前畜禽中特定位点基因组修饰的CRISPR/Cas9技术的原理及基因组编辑在畜禽育种中应用的最新进展进行了综述,以期为推进CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究提供参考。