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。     

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。     

表观遗传学:家畜遗传育种的新挑战

表观遗传变异是在DNA序列并没有发生改变的情况下,基因表达调控发生了可遗传性的变化,并最终导致了基因功能甚至个体表型的变化。表观遗传修饰主要包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰和非编码RNA调控等。目前,表观遗传学正渗透到家畜遗传育种领域,论文着重探讨了表观遗传学在家畜遗传育种中的研究进展及其所面临的新挑战。     

表观遗传学与肿瘤

表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。     

表观遗传学与肿瘤

表观遗传学是指研究基因表达或蛋白表达的改变不涉及DNA序列变化,但又可以通过细胞分裂和增殖而稳定遗传现象的遗传学分支领域。其研究对象是表观遗传修饰,目前认识到的表观遗传修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰和染色质重塑等。近年来,随着人们对表观遗传学认识的深入,尤其是DNA甲基转移酶抑制物、组蛋白乙酰化抑制剂等在治疗肿瘤患者的成功临床应用,表观遗传学逐渐成为肿瘤研究的热点。主要对DNA甲基化和组蛋白修饰两种表观遗传修饰的分子调控机制、与肿瘤发生的关系及其在肿瘤的表观遗传治疗中的研究进展作一综述。     

表观遗传修饰在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展

骨骼肌是肌肉的主要构成部分,骨骼肌细胞发生增殖和分化的过程都是肌肉发育的基础,直接影响着家养动物的产肉性能。研究发现表观遗传修饰作用对骨骼肌细胞增殖分化具有重要的调控作用,表明该遗传修饰作用对家养动物肌肉发育具有重大的意义。作者从DNA甲基化对骨骼肌细胞增殖分化影响、组蛋白乙酰化所含因子调控基因选择表达作用、非编码RNA调控和染色体重塑作用所起的影响等方面分别介绍了表观遗传在骨骼肌细胞增殖分化过程中的研究进展,简述了不同修饰方式和不同作用因子对骨骼肌增殖和分化两个过程的影响。同时也回顾了前人在研究骨骼肌增殖分化过程所用到的方法和手段,进而分析了表观调控作用因子在骨骼肌生长过程中所起到的作用。旨在进一步阐述表观遗传修饰在骨骼肌增殖和分化过程中所起到的重要作用,增强对骨骼肌增殖分化调控过程的了解,为和动物生产实际相结合提供参考途径,同时也为骨骼肌生长发育等分子调控提供更多参考素材。     

Research Progress of Epigenetics Modification in the Process of Skeletal Muscle Cell Proliferation and Differentiation

Skeletal muscle is the most abundant tissue and the main component of muscle in animals.The process of skeletal muscle cell's proliferation and differentiation is the basis of muscle development and it's directly affects the meat production performance of domestic animals.It has been found that epigenetic modification plays an important role in regulating the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells.In this study,the effects of epigenetics on skeletal muscle in terms of the effects of DNA methylation on the proliferation and differentiation of skeletal muscle cells,the selection and expression of factors regulated by histone acetylation,the regulation of non-coding RNA,and the effects of chromosome remodeling.Research progress in the process of muscle cell proliferation and differentiation,briefly describes the effects of different modification methods and factors on the two processes of skeletal muscle proliferation and differentiation.At the same time,the methods and means used by predecessor in the study of skeletal muscle proliferation and differentiation were reviewed,and then the role of apparent regulatory factors in skeletal muscle growth was analyzed.The purpose was to further explain the important role of epigenetic modification in the proliferation and differentiation of skeletal muscle,enhanced the understanding of the regulation of skeletal muscle proliferation and differentiation,provided a reference path for integration with animal production,and also provided skeletal muscle.Molecular regulation of such as growth and development provided more reference materials.     

长链非编码RNA及其在畜禽生长调控中的研究进展

长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度大于200个核苷酸、没有编码蛋白能力的RNA,通常被认为是一类异构体RNA。近年来,越来越多的研究表明,lncRNA在许多重要的生物作用及人类疾病发展中起关键作用。lncRNA作为调节因子参与基因表达调控的各个层次,在表观遗传、转录调控及转录后调控等方面有着广泛功能。研究结果已表明,lncRNA表达水平的紊乱与人类各种癌症及其他疾病有很大的关系。作为基因调控网络的调控因子,lncRNA被越来越多的研究者所关注。相较于人类医学,lncRNA在畜禽上的研究尚处于起步阶段。作者对lncRNA的特点、分类、作用机制、研究方法及其在畜禽生长调控方面的研究进展进行了综述,并对其在畜禽养殖中的应用进行了展望,以期为lncRNA在畜禽生长调控方面开展深入研究提供理论基础。     

家畜行为智能监测系统的研究进展

家畜行为是家畜心里、生理健康状况的外在表现。家畜行为监测、分析有利于建立行为模型并发觉异常行为,减少经济损失。目前国内主要依赖于养殖人员人工观察方式监测家畜行为,主观性强且精度低。随着现代信息技术的不断发展,智能化行为监测方法也在快速发展和不断更新。论文阐述了基于电子测量仪器的运动识别、基于视频的动作状态识别和基于声音的情绪表达识别方法的研究现状,进一步展望了家畜行为智能监测系统的后续研究方向,以期建立家畜行为数据采集数据库和行为分析专家系统,挖掘家畜行为的深层含义。     

家畜多脊椎性状研究进展

多脊椎性状是指动物脊椎数比正常个体增加的现象,是存在于家畜中的有益突变。胸腰椎数的增加可增大家畜的体长,改变相应胴体指标,从而提高其经济价值。多脊椎性状具有较高遗传力,这为多脊椎肉用家畜的选择和培育奠定了遗传基础,使多脊椎个体在家畜遗传改良中发挥优良的生产性能成为可能。因此,家畜多脊椎性状的研究,可为多脊椎肉用家畜新品种的培育奠定理论基础。目前,已在猪、羊和牛3种家畜上发现多脊椎现象。其中,猪多脊椎性状的研究已取得了较大的进展,而牛和羊多脊椎性状的研究结果则相对有限。作者就家畜中的脊椎数变异情况、多脊椎性状对家畜生产性能的影响及其候选基因/突变位点的研究3方面内容进行阐述,并简要分析了家畜多脊椎性状研究空白及可能的研究方向。     

Research Progress on Multi-vertebral Trait in Livestock

Multi-vertebra trait means increase of the vertebral number in animal, which is positive for livestock. Increased thoracic-lumbar vertebral number will result in improvement of carcass traits, especially carcass length, as well as economic value. Meanwhile, relatively high heritability of multi-vertebra trait is evaluated, providing genetic basis for selecting and breeding of multi-vertebra livestock. As such, individuals with multi-vertebra trait will increase production of domestic animals ultimately. Thus, study on multi-vertebra trait provides theoretical basis for breeding of meat livestock with multi-vertebra. Hitherto, multi-vertebra trait has been found in swine, sheep and bovine. Much information has been revealed in studies on multi-vertebra trait in swine; While that is limited in sheep and bovine. This review summarized variations of vertebral number, effects of multi-vertebra trait on the production traits, and genes or mutations responsible for multi-vertebra trait of livestock animal. Further, the research gap and future direction were analyzed as well.     

家畜性别控制技术的研究进展

在畜牧生产中,人为控制出生家畜的性别可以降低生产成本,提高经济效益。随着科技的进步和研究的不断深入,家畜性别控制技术也在不断的完善。作者综述了X、Y精子的分离和胚胎性别鉴定这两项家畜性控技术的发展历程和研究现状,并对其今后的研究方向及应用前景进行了展望。     

铬在畜牧业中的应用研究进展

铬在畜牧业中的应用研究证实。在畜禽饲养中适当补铬可以提高畜禽的生产性能和繁殖性能，改善胴体品质，增强其免疫力和抗病力，预防多种疾病。同时详细阐述铬的需求量和补铬的影响因素。提出了铬在畜牧业中新的应用方向。并通过现有研究成果显示铬作为一种新的营养素所拥有的广阔发展前景。     

利用基因组信息提高畜禽生产性能研究进展

为了满足人们对畜产品需求的快速增长,必须在加快畜禽产业发展的同时把对环境的影响降到最低,提高畜禽遗传特性有望促进这一问题的解决。进入21世纪以来,以基因组选择为核心的分子育种技术迎来了发展机遇,利用该技术可实现早期准确选择,从而大幅度缩短世代间隔,加快群体遗传进展,并显著降低育种成本。虽然在某些畜种中（如奶牛）,基因组选择取得了成功,群体也获得较大遗传进展,但仍无法满足快速增长的需求。因此,亟需寻找能够进一步加快遗传进展的方法。研究表明,在SNP标记数据中加入目标性状的已知功能基因信息,可以提高基因组育种值预测的准确性,进而加快遗传进展。而挖掘更多基因组信息的同时,开发更优化的分析方法可以更有助于目标的实现。文章总结了主要畜禽物种的可用基因组数据,包括牛、绵羊、山羊、猪和鸡以及这些数据是如何有助于鉴定影响重要性状的遗传标记和基因,从而进一步提高基因组选择的准确性。     

斯钙素2基因在家畜上的研究进展

斯钙素2是斯钙素家族成员之一,最早在鱼上发现,参与鱼体内钙磷平衡的调节,广泛表达于机体的多种组织器官,是一种参与多种生物过程的糖蛋白激素和调节恶性肿瘤进展的分泌蛋白。STC2是一种新的潜在的肿瘤标记的生物分子,且在家畜妊娠、骨骼与体型大小方面等方面也起重要作用。本文主要综述了STC2基因和蛋白的发现、分子结构、及其在动物生理、病理、妊娠、生长等方面的作用,并展望了在我国黄牛育种方面应用的可能性。     

家畜体内防御素多态性和表达的研究进展

抗菌肽可抵御细菌、病毒和真菌的入侵,在人类和家畜的先天性防御系统中具有重要的作用,是有望用于预防和治疗的药物,因此,抗菌肽被称为"新一代的抗生素"。抗菌肽是一个阳离子肽,其中的一个大家族就是防御素。防御素的结构中普通带有一个β-片状结构,其中包含3个分子内二硫键,可分为α-防御素、β-防御素和θ-防御素,其中β-防御素是最大的一个家族,在人类和家畜的组织内均有表达。结合已有的研究成果,作者主要对家畜体内防御素的表达、多态性及其作为健康和生产性能的遗传标记的潜在应用作一综述。     

家畜全基因组关联分析研究进展

全基因组关联分析（genome-wide association study,GWAS）是一种研究经济性状候选基因的分析方法。近年来,随着家畜全基因组测序的完成,大量的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）被标识,GWAS也越来越多地应用于家畜重要性状的研究领域中,在动物遗传育种中,通过对家畜基因组进行GWAS分析研究,找到控制家畜主要经济性状的重要SNPs,从而挖掘重要经济性状的候选基因。作者详细综述了GWAS的分析方法及其在重要家畜育种中的研究进展。GWAS分析方法包括基因组控制法（genommic control）、分层分析法（stratification analysis）、主成分分析法（principal components analysis,PAC）和混合线性模型分析法（mixed-linear-model association,MLMA）,通路分析方法包括非核算法（基因功能富集分析（gene set enrichment analysis,GSEA）和分层贝叶斯优取（hierarchical Bayes prioritization,HBP））和核算法。依据不同的目标性状选择合理的分析方法,提高GWAS分析结果的准确性,为进一步利用GWAS分析各种性状的遗传基础提供合理的借鉴。     

Research Progress on Prevention and Treatment of Necrotic Enteritis in Livestock

Necrotic enteritis is an acute gastrointestinal infectious disease with high morbidity and mortality which caused by Clostridium perfringens. The disease not only harms the livestock health and animal welfare,but also has been an emerging threat for breeding industry and human health. Antibacterial drugs played a positive role on preventing this disease,however,drug-resistant strains were increasing with irrational use of antibiotics,the incidence of necrotic enteritis has drastically increased, prevention and treatment of it faced severe challenges. The author reviewed the characteristics of necrotic enteritis include the etiology,physicochemical properties, epidemiology and clinical signs,at the same time, the control measures and common drugs were summarized,and the new development trend and direction for prevention and treatment necrotic enteritis was objective analyzed, aiming to establish a comprehensive understanding of the disease,provide references for prevention and treatment of the disease.     

家畜重复超数排卵研究进展

超数排卵(简称超排)技术是获得大量卵子和胚胎的重要方法之一。随着胚胎生物技术的延伸以及发育生物学研究的不断深入,家畜卵子和胚胎需求量日益增大。重复超排技术为加快育种步伐、纯种扩群提供了有力的技术支持。文章就近年来家畜重复超排的研究进展进行了综述,并就存在的问题进行探讨,旨在为进一步改善重复超排技术提供理论依据。