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。     

MSTN基因对牛肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响

为探究肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究前期利用定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析野生型蒙古牛（MG.WT）和MSTN^+/-蒙古牛（MG.MSTN^+/-）腿臀肌肌肉组织中蛋白质水平和磷酸化修饰水平的差异变化,使用已建立的牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,检测设计合成的MSTN siRNA （si-MSTN）干扰效果;采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测转染si-MSTN的增殖期（GM）和分化第3天（DM3）牛骨骼肌卫星细胞中肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的mRNA和蛋白水平的表达变化,研究敲低MSTN表达对肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响。结果显示,在MSTN^+/-蒙古牛肌肉组织中共鉴定到16个肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因表达丰度上调;转染si-MSTN细胞中的MSTN表达水平极显著降低（P<0.01）;在转染si-MSTN的GM期牛骨骼肌卫星细胞中,肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因ENAH、ACTN4和Cdc42的mRNA水平均显著升高（P<0.05）,PFN1、RhoA和ACTN4的蛋白水平均显著或极显著升高（P<0.05;P<0.01）;在转染si-MSTN的DM3牛骨骼肌卫星细胞中,ENAH、CFL1、SCIN和Cdc42基因mRNA水平均显著升高（P<0.05）,RhoA基因mRNA水平极显著升高（P<0.01）,PFN1和ACTN4的蛋白水平均显著升高（P<0.05）。结果表明,干扰MSTN可以促进肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的表达,探明了MSTN可能通过介导肌动蛋白细胞骨架调节通路影响牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的分子机制,为进一步研究MSTN对牛成肌分化的调控机制提供参考。     

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。     

荷斯坦奶牛休息时间的群体特征及影响因素分析

为探究北京地区荷斯坦奶牛休息时间的群体规律及影响因素,本研究收集了北京地区某规模化牧场2018年4月至2020年4月共838头荷斯坦奶牛的休息时间及对应的奶牛生产性能测定记录及环境温湿度数据,利用SAS 9.2软件的GLM过程分析了年份、季节、场区、胎次和泌乳月等因素对荷斯坦奶牛休息时间的影响,并分析了休息时间对荷斯坦奶牛生产性能的影响。结果显示,荷斯坦奶牛平均休息时间为397.39 min/d,范围为87.74~707.03 min/d,变异系数为26%;休息时间随季节呈先降低后升高的趋势,夏季最低,冬季最高;随环境温湿度的升高而逐渐降低;产犊和发病对休息时间均有较大影响,产犊和发病当天奶牛休息时间均存在一个峰值,之后逐渐降低至正常水平;测定年份、季节、场区、胎次和泌乳月份对休息时间均有极显著影响（P<0.01）;荷斯坦奶牛产奶量随休息时间的升高而降低。本研究为利用自动化记录设备探究奶牛的行为规律及利用连续测定的休息时间数据提高牛群的精准管理水平提供了理论依据。     

一种特殊拖拉机传动箱设计开发

将梭式挡和爬行挡在同一个传动箱壳体中进行串联设计,同时实现梭式挡和爬行挡功能,增加拖拉机挡位,满足特殊作业需求。     

六株猪圆环病毒2型国内分离株的全基因组序列测定与分析

利用PK15细胞从临床发病猪和死亡猪淋巴结中分离到6株猪圆环病毒2型(PCV2)，对其全基因组序列进行了测定和分析。结果表明，除深圳分离株(SZ)的基因组全长为1768nt外，其余5株均为1767nt；6个分离株之间全序列核苷酸同源性为98．08％；与欧、美毒株之间同源性高，介于94．4％～99．7％。     

旱涝交替胁迫对水稻产量和品质的影响

以"南粳44"为试材,采用温室盆栽试验,研究了分蘖期和拔节期旱涝交替胁迫对水稻产量和品质的影响。结果表明,分蘖期旱涝交替胁迫导致水稻的有效穗数较对照显著降低了20.0%和26.3%,拔节期旱涝交替胁迫导致水稻每穗粒数较对照显著降低了28.2%和41.1%,水稻产量均显著降低。分蘖期旱涝交替胁迫使稻米的出糙率、精米率和整精米率均下降,拔节期旱涝交替胁迫提高了稻米的整精米率,分别提高3.0%和2.4%,并显著降低了垩白率和垩白度。各胁迫处理均提高了稻米直链淀粉量,分蘖期重旱轻涝胁迫使得稻米的粗蛋白量较对照显著降低了7.6%。     

挠力河流域水基系统健康评价及指标体系研究

水生态环境遭到不同程度的破坏,流域健康状况越来越受到重视。水基系统的提出为流域健康评价提供了新的理论框架。现以挠力河流域为研究基点,根据其国家农产品主产区的特点,在水基系统的理论框架下,研究了适合该流域的健康评价等级标准,并依据指标选取5项原则、流域的自然经济状况构建了挠力河流域的水基系统健康评价指标体系。筛选了以农业生产和可持续发展为主导的评价指标集,分析了特定指标对该研究区域的适用性。所建立水基系统健康评价体系和指标集可为挠力流域的可持续发展提供技术支持。     

LM-BP神经网络水质评价模型应用研究——以新乡市卫河为例

介绍了LM-BP神经网络模型的原理及算法和模型的优点。针对实际水质评价问题,利用随机内插方法在地表水环境质量分级标准阈值间生成训练样本和检验样本,建立了新乡市卫河地面水环境质量综合评价的LM-BP神经网络模型,将模型应用于卫河2011年3月份、9月份的水质评价,并与单因子评价法、模糊综合评价法进行了比较分析。实验结果表明该模型设计合理,泛化能力强,收敛速度快,算法稳定,推导严谨,有较充分的理论依据,应用于水质评价具有其合理性、实用性和有效性,适用于作深入的水环境质量分析。     

基于供水调节的水库削峰能力

水库防洪调度计算时,一般以汛限水位作为水库调洪初始水位。由于供水等功能的影响,水库并非时刻处于蓄满状态,汛限水位是水库调洪初始水位的上限值,汛限水位以下的空库容将发挥拦洪作用。针对典型供水水库,通过分析库容系数和供水系数与蓄水率的分布特征之间的关系、蓄水率与水库对洪水的削峰率之间的关系,研究库容系数和供水系数对削峰率的影响。实例计算表明,考虑供水调节的影响后,水库的库容系数和供水系数对削峰率的影响不可忽略,且削峰率与供水系数成二次函数关系。因此,类似水库的下游河道在防洪设计时应充分考虑库容系数和供水系数对削峰率的影响。