哺乳动物卵母细胞非整倍体产生机制的研究进展

雌性生殖细胞进行减数分裂时易发生染色体分离错误而产生非整倍体卵母细胞,其受精后会产生非整倍体胚胎,导致出生缺陷或胚胎致死,是影响哺乳动物繁殖的重要因素。卵母细胞在第一次减数分裂前期发生同源染色体联会,此时DNA双链断裂引发重组。重组时缺乏交叉、重组事件数量的减少及交叉靠近端粒或着丝粒导致染色体发生同向分离或不分离,从而产生非整倍体卵母细胞。减数分裂期间,当染色体的端粒共向于同一极或没有完全附着在纺锤体微管上时,纺锤体组装检查点（spindle assembly checkpoint,SAC）被激活,E3泛素连接酶APC/Cyclome （APC/C）沉默,保护分离酶抑制蛋白（securin）和细胞周期蛋白B （cyclin B）不被降解,从而抑制分离酶和染色体的分离。直到所有染色体与纺锤体实现稳定的双极定向并正确排列到赤道板上,SAC关闭,染色体正确分离。卵母细胞中SAC蛋白缺失,导致SAC不能有效地监测端粒在纺锤体上的正确附着,发生染色体分离错误,从而产生非整倍体卵母细胞。因此,通过现代分子技术手段解析非整倍体卵母细胞所涉及的机制是保护哺乳动物生育的重要目标。作者主要介绍了卵母细胞减数分裂的特点,详细阐述了卵母细胞非整倍体发生的染色体分离错误的分子机制,以期为开发卵母细胞非整倍体的治疗手段提供参考。     

餐厨废弃物饲料化技术及其在动物生产中的应用

餐厨废弃物(food waste,FW)的资源利用受到广泛关注。FW焚化、填埋、堆肥、厌氧消化等技术因其面临的环境可持续性问题而受到越来越多的批评。饲料化技术可以将FW转化为高价值的饲料,从而减少固体废物的排放、养殖成本和环境污染,但该技术应符合减少、再利用和回收有机废物的处理原则。作者综述了FW的饲料化技术及其在动物生产中的应用。FW饲料化技术主要包括热处理、酶处理、藻类培养、昆虫过腹、发酵技术。其中热处理可以确保微生物安全性,是其他技术的预处理技术。藻类培养和昆虫过腹技术可以将FW转化为植物和昆虫蛋白,避免同源污染,但尚不清楚藻类和昆虫在FW利用过程中是否会造成污染物积累。酶处理和发酵技术可以将FW中大分子转化为小分子。酶的催化性能和稳定性容易受外界条件的影响,需要考虑特殊的酶制剂。发酵技术的机械化程度和资源利用率高,其核心是微生物,需要筛选有效的、能充分利用FW的微生物。目前FW在畜牧业中的应用较少,在其生产和应用中要特别注意用量和使用时间。为了使FW饲料真正作为动物饲料进入食物链,研究人员必须对不同动物(含不同生长阶段)的生长性能和产品特性进行研究,以确保动物健康及动物产品对人类健康没有负面影响。     

松辽黑猪METTL23基因多态性及其与繁殖性状的关联分析

为探究松辽黑猪METTL23基因多态性及其与繁殖性状的关联性,试验选取178头松辽黑猪母猪为研究对象,利用Sanger直接测序法查找METTL23基因外显子1~5的单核苷酸多态性(SNP),使用SPSS 19.0软件分析METTL23基因SNP位点与松辽黑猪繁殖性状(总产仔数、产活仔数、断奶仔猪数、初生重、3周龄重、断奶重、乳头数)的关联性。结果显示,仅在松辽黑猪METTL23基因外显子4发现1个SNP位点,命名为A62G,在A62G位点上检测到3种基因型,分别是AA、AG和GG。GG和G分别为优势基因型和优势等位基因,且A62G位点处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。该位点的遗传纯合度(Ho)为0.6516,高于遗传杂合度(He,0.3484),说明其在松辽黑猪群体中的变异较小;多态信息含量(PIC)为0.2877,属于中度多态位点(0.25<PIC<0.5),说明该遗传标记能够提供一定量的遗传信息。关联分析结果表明,GG基因型个体总产仔数、产活仔数和断奶仔猪数均显著或极显著高于AA基因型个体(P<0.05;P<0.01),总产仔数还显著高于AG基因型个体(P<0.05);AG基因型个体断奶仔猪数显著高于AA基因型个体(P<0.05);初生重、3周龄重、断奶重、乳头数各基因型间差异均不显著(P>0.05)。综上所述,METTL23基因外显子4存在多态性位点A62G,该位点与松辽黑猪产仔数存在显著关联,可作为松辽黑猪产仔数的遗传标记,用于分子育种。     

延边黄牛MYH3和MYH8基因多态性及其与生长性状的关联分析

本研究旨在探索延边黄牛肌球蛋白重链3（MYH3）和肌球蛋白重链8（MYH8）基因多态性及其与生长性状的关联性,应用DNA直接测序法和高分辨率熔解曲线分型技术对120头24月龄延边黄牛MYH3、MYH8基因的遗传变异进行分析,并结合延边黄牛生长性状数据进行了关联分析。结果显示,在MYH3基因的29602748位点检测到一处T>G突变,包含2个等位基因：T和G,存在3种基因型：TG、TT和GG;在MYH8基因的29406042位点检测到一处C>T突变,包含2个等位基因：C和T,存在3种基因型：CT、CC和TT。关联分析显示,MYH3基因29602748位点T>G突变显著影响24月龄延边黄牛十字部高和腰角宽,表现为GG基因型十字部高显著高于TT基因型（P<0.05）,腰角宽显著高于TT和TG基因型（P<0.05）。MYH8基因29406042位点C>T突变显著影响24月龄延边黄牛体重和胸围,表现为CT和TT基因型体重显著高于CC基因型（P<0.05）;TT基因型胸围显著高于CC基因型（P<0.05）。本研究结果表明,MYH3、MYH8基因多态性与延边黄牛的部分生长性状相关,可作为现代肉牛育种中分子标记辅助选择的候选基因。     

绵羊(ATAG)n四碱基微卫星位点的筛选及其在亲子鉴定中的应用

本试验旨在筛选绵羊高度多态性四碱基微卫星遗传标记,建立适用于绵羊亲子关系鉴定的实验体系。试验以小尾寒羊为主要研究对象,从已有的绵羊参考基因组序列出发,基于全基因组序列筛选法共筛选出53个（ATAG）_n四碱基重复微卫星位点,然后通过基因分型数据共筛选出30个扩增效果好、多态信息含量（PIC）丰富的四碱基重复微卫星位点;30个位点的基因分型结果表明,共扩增出253个等位基因,平均等位基因数为8.433,等位基因数均>5,多态信息含量在0.566~0.898,观测杂合度（Ho）范围在0.548~0.903,期望杂合度（He）范围在0.631~0.921,平均期望杂合度为0.776;哈代-温伯格平衡检验30个位点均处于遗传平衡状态。随后根据PCR的扩增效率从获得的30个多态性位点中筛选出22个微卫星位点用于亲权排除概率的计算,根据多态信息含量的大小由高到低依次增加位点数进行组合。结果表明,在两个亲本的基因型均未知的情况下,标记位点数为15个时,累积排除概率可达到99.99%,其中单个位点的第一非亲排除率（non-exclusion probability of the first parent,NE-1P）介于0.321~0.663之间。利用建立的亲子鉴定体系对16只具有系谱记录的小尾寒羊样本进行检测,结果共鉴定出4个具有高置信度的绵羊家系,鉴定结果与系谱记录完全一致。本试验为绵羊分子系谱的构建、亲子鉴定以及保障绵羊育种工作的正常开展奠定重要基础。     

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。     

肌肉发生相关长链非编码RNA研究进展

肌肉参与机体的运动、协调和体温调节等一系列生命活动,同时畜禽肌肉是人类重要的蛋白质来源。肌肉发生过程中的不同调控机制可引起肌肉发育的阶段性差异,而整个肌肉发育主要以两个时期（胚胎期和出生后）的发育状态体现。长链非编码RNA（lncRNA）是一类不具有蛋白编码能力且长度>200 nt的RNA分子。近年来,随着基因组学和分子生物学技术的高速发展,发现lncRNA广泛参与到肌肉发育的各个阶段,以多种作用机制调控肌肉的发育过程。作者介绍了肌肉的发育过程,综述了目前发现的与肌肉发育相关的lncRNAs及其作用机制,并阐述其在肌肉发育的不同阶段发挥的重要作用,为进一步研究肌肉发育相关lncRNAs提供了参考。     

lncRNA作为竞争性内源分子的作用机制及研究进展

竞争性内源RNA （competing endogenous RNA,ceRNA）假说提出具有相同短序列非编码微小（microRNA,miRNA）应答元件（microRNA response element,MRE）的转录物通过竞争的方式结合miRNA,从而影响转录物的表达水平。ceRNA假说颠覆了miRNA与靶基因单向调控的传统观念,在RNA调控网络中具有重要的生物学意义。在众多转录物中,长链非编码RNA （long non-coding RNA,lncRNA）是一类序列长度超过200个核苷酸的非编码RNA,对lncRNA的研究涉及到遗传、分子生物、基因调控、疾病（癌症、神经系统疾病等）等领域。miRNA与lncRNA形成了一个相互作用的调控网络,lncRNA可作为ceRNA抑制miRNA的功能,从而影响后续基因的表达。近年来,随着生物信息学技术的发展,科研人员发现ceRNA作用机制不仅涉及到人类癌症疾病,而且在各种复杂动物的肌细胞分化、脂肪细胞分化和颗粒细胞凋亡等生物过程中也发挥重要的调控作用。作者追溯了ceRNA调控机制,分析了ceRNA网络调控的影响因素,综述了ceRNA在不同动物中调控miRNA的研究进展,为进一步研究lncRNA与miRNA的调控网络提供参考,为畜牧业发展及复杂动物疾病治疗提供新的思路。     

松辽黑猪OAS1基因多态性及其与繁殖性状的关联分析

为探究寡腺苷酸合成酶1（oligoadenylate synthase 1,OAS1）基因多态性与松辽黑猪繁殖性状的关联性,试验选取130头松辽黑猪母猪为研究对象,利用Sanger直接测序法测序查找OAS1基因外显子1~8的SNP位点,使用SPSS 19.0软件分析OAS1基因SNP位点与松辽黑猪繁殖性状的关联性。结果显示,在松辽黑猪OAS1基因外显子2、3和6上共检测到33个突变位点;其中在外显子2的110 bp处存在1个SNP位点（G110C）,存在3种基因型：GG、GC和CC;在外显子3的176 bp处存在1个SNP位点（C176T）,存在3种基因型：CC、CT和TT;在外显子6的145 bp处存在1个SNP位点（C145T）,存在3种基因型：CC、CA和AA;在166 bp处存在1个SNP位点（G166A）,存在3种基因型：GG、GA和AA;在206 bp处存在1个SNP位点（A206G）,存在3种基因型：AA、AG和GG。卡方适合性检验结果显示,松辽黑猪OAS1基因G110C突变位点符合Hardy-Weinberg平衡状态,C176T、C145A、G166A和G206A位点均偏离Hardy-Weinberg平衡状态。群体遗传参数分析结果显示,各SNPs位点遗传杂合度均位于中等水平,为中度多态（0.25<PIC<0.5）。关联分析结果发现,G110C位点GC基因型个体总产仔数、产活仔数和断奶仔猪数均显著高于GG基因型个体（P<0.05）;C176T位点CT基因型个体断奶仔猪数显著高于CC基因型个体（P<0.05）;C145T位点CC基因型个体总产仔数和产活仔数均显著高于AA基因型个体（P<0.05）;G166A位点GA基因型个体断奶仔猪数显著高于GG基因型个体（P<0.05）;A206G位点GG基因型个体总产仔数和产活仔数显著高于AA基因型个体（P<0.05）。结果表明,OAS1基因外显子区存在突变位点,对松辽黑猪部分繁殖性状有显著性影响。     

内蒙古红豆草黄萎病菌的分离鉴定及其生物学特性

依照柯赫氏法则,利用形态学结合分子生物学的方法首次对内蒙古自治区呼和浩特市中国农科院草原研究所沙尔沁基地红豆草疑似黄萎病的病样进行分离和鉴定,利用蘸根接种法对病原菌的致病性进行测定。同时,首次在室内条件下对病菌的生物学特性,如生长最适温度、酸碱度以及碳源、氮源对病原菌生长速率和产孢量的影响进行了研究。结果表明,引起沙尔沁基地红豆草黄萎病的病原菌为大丽轮枝孢菌,菌株具有较宽的温度和酸碱度适应范围,最适于菌株生长和产孢的温度均为25℃,最适于菌株生长和产孢的pH值范围分别为7~10和5~6。在碳源选择上,大丽轮枝孢菌在可溶性淀粉上的生长速度最快,而蔗糖最有利于其产孢。在氮源选择上,大丽轮枝孢菌在牛肉膏和L-脯氨酸上的生长速度较快,且L-脯氨酸最有利于其产孢。