猪肠道细菌培养组学研究进展

猪肠道菌群是由所有定殖在猪肠道里的大量细菌、病毒、真菌和古菌等构成的集合。已有研究表明,很多疾病以及猪重要经济性状都与肠道菌群有关。目前,肠道菌群研究使用较多的技术是16S rRNA基因测序和宏基因组测序,但这些技术并不能了解具体菌株的实际功能和生理特性。肠道细菌的分离培养具有特殊重要的意义。近几年来,肠道细菌的培养取得了重要进展,基于培养条件的多样性分离培养出了更多的肠道细菌类别,这对促进肠道菌群在菌株水平的研究以及推广应用有重要意义。本文主要从猪肠道菌群组成结构、培养组学发展、猪肠道细菌培养组学的研究现状等方面进行论述和展望,为后续猪肠道菌群菌株的功能和影响表型的机制研究提供参考借鉴。     

戴瑞奶绵羊产奶性状的全基因组关联分析

旨在通过对奶绵羊产奶性状的全基因组关联分析（GWAS）,寻找和定位与奶绵羊产奶性状相关的遗传标记和功能基因。本研究以135只戴瑞奶绵羊为试验材料,基于全基因组重测序技术,通过SAMTOOLS进行单核苷酸多态性（SNP）检测,使用PLINK v1.90进行质控,利用GEMMA v 0.98.1的混合线性模型对质控结果进行奶绵羊产奶性状相关的全基因组关联分析。结果表明,有1个SNP与泌乳后90天日均产奶量在全基因组范围内显著相关,8个SNPs达到潜在显著关联,相关的候选基因包括TRNAQ-CUG-2、LOC114117240、ACADL、MYL1、CHD6、SLCO3A1;有2个SNPs与150天日均产奶量达潜在显著关联,相关的候选基因包括PRMT6、RNF180;有2个SNPs与泌乳周期达潜在显著关联,相关的候选基因包括PRMT6、TRNAW-CCA-68、TRNAS-GGA-61。进一步基因功能分析推测,ACADL、SLCO3A1可能是影响奶绵羊产奶性状的候选基因。本研究为奶绵羊产奶性状的分子机制解析提供了一定的基础,为我国奶绵羊新品种培育提供了一定的理论参考。     

基于UHPLC-QTOF-MS代谢组学方法筛选奶牛不同妊娠状态时的候选生物标志物

旨在筛选人工授精后第17天奶牛在不同妊娠状态时的候选生物标志物。本研究以宁夏某奶牛场体重为（550±50） kg,体况评分相近的经产（2~3胎次）健康荷斯坦奶牛为试验对象。同期发情后,在人工授精后第17天晨饲前对奶牛进行尾静脉采血,后期采用计步器和B超仪诊断出奶牛的妊娠状态。根据诊断结果将奶牛分为妊娠组（A组,n=12）和未妊娠返情组（B组,n=24）,将这两组血样进行代谢轮廓及代谢物变化分析。主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）结果显示,A、B两组血浆代谢轮廓均发生了明显变化,A、B两组之间共检测出8种ROC （Receiver operating characteristic curve）曲线下面积（area under the ROC curve,AUC）＞0.8的差异代谢物。丙氨酸-亮氨酸、甘氨酸、脯氨酸、L-正亮氨酸、DL-苯丙氨酸、肌氨酸、吡咯-2-羧酸和缬氨酸-蛋氨酸有望成为识别妊娠组（A组）和未妊娠返情组（B组）的差异代谢物。综上表明,血浆中的这8种代谢物有望成为奶牛妊娠识别阶段潜在的生物标志物,为配种早期妊娠识别提供新思路。     

基于RNA-seq技术筛选低钙培养奶牛乳腺上皮细胞差异表达基因

本研究拟利用转录组测序(RNA-seq)技术筛选低钙培养奶牛乳腺上皮细胞(CMEC)差异表达基因,为临床寻找更为准确、灵敏的奶牛低钙血症生物标志物提供方法与思路。利用RNA-seq技术对低钙组CMEC转录组测序,筛选8个差异表达基因进行定量反转录聚合酶连锁反应(qRT-PCR)验证测序结果准确性,对测序数据进行基因功能注释及通路富集分析。结果显示,2组分别得到63 910 842条和66 979 098条滤过读段,共计筛选116个差异表达显著性基因,其中上调基因52个,下调基因64个,并找到调节甲状腺素信号通路的KAT2A基因和参与甲状腺素合成的DUOXA2基因。利用qRT-PCR对测序结果中筛选的8个差异表达基因进行验证,其结果与RNA-seq结果大体一致。结果表明低钙环境影响CMEC基因表达,KAT2A和DUOXA2基因可能参与细胞钙调节。     

甘肃省兴隆山区域丛枝菌根真菌多样性初探

本研究采用Illumina HiSeq分子测序技术,探究了兴隆山东山丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌多样性及其在不同海拔高度的分布特征。结果表明:1)自兴隆山东山土壤分离获得AM真菌共52种,隶属于4目8科13属,其中球囊霉属(Glomus)和原囊霉属(Archaeospora)为主要物种,分别为20种和9种,共占总物种的55.77%;2)各海拔梯度AM真菌种属分布结果表明,优势属球囊霉属(Glomus)和类球囊霉属(Paraglomus)随海拔变化呈现规律性分布,其余各属均匀分布于不同海拔梯度;球状巨孢囊霉(Gigaspora margarita)、蜜色无梗囊霉(Acaulospora mellea)、白色球囊霉(Glomus albidum)、球囊霉属的Glomus sp.1和Glomus sp.4,还有弯丝硬囊霉(Sclerocystis sinuosa)仅在部分海拔梯度出现,为不同海拔特有种;3)AM真菌丰富度分析表明,从低海拔到高海拔,ACE和Chao1指数总体上表现出“单峰”变化曲线,且部分海拔间差异性显著(P<0.05)。Spearman相关性分析发现,该地区AM真菌种属分布受海拔因子影响较小,两者间不具有显著相关性。综上,兴隆山东山AM真菌资源丰富,物种繁多,具有较大的应用潜力。     

基于转录组测序分析研究枸芪多糖对育肥猪肠黏膜免疫功能的作用机理

本试验旨在研究枸芪多糖对育肥猪肠黏膜免疫调控的关键基因,阐明其对肠黏膜免疫功能的可能作用机理。选用80~90日龄的健康育肥母猪180头,随机分为2组,每组6个重复,每个重复15头猪。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中添加0.1%的枸芪多糖,试验期90 d。采集育肥猪的空肠肠段,提取RNA后进行转录组测序分析差异免疫基因的表达。结果显示:1)与对照组相比,饲粮中添加枸芪多糖差异表达的免疫基因有75个,其中有26个上调基因和49个下调基因。2)基因本体(GO)富集分析显示差异表达基因主要参与免疫调节、免疫应答和应激反应,信号通路分析显示差异表达基因主要富集在以白细胞介素-17(IL-17)信号通路、NOD样受体信号通路为主的免疫信号通路。3)通过对肠黏膜差异表达的关键基因原癌基因Jun(JUN)和原癌基因Fos(FOS)的探究可见,与对照组相比,试验组白细胞介素-18(IL-18)、补体5(C5)、JUN和FOS的基因表达受到抑制,Jun和Fos的蛋白表达显著降低(P<0.05)。综上所述,在饲粮中添加枸芪多糖可提高肥育猪的肠黏膜免疫功能。枸芪多糖通过调节JUN、FOS、IL-18等免疫相关基因的表达,影响IL-17和NOD样受体信号通路,以此来抑制炎症反应。     

藏北燕麦草地持续利用与撂荒对高寒草甸土壤特征的影响

为研究不同利用方式对藏北高寒草甸建植一年生燕麦（Avena sativa Linn.）人工草地的土壤理化性质及土壤细菌群落的影响,本试验于8月份植物生长旺季,在持续利用人工草地（AG）、撂荒人工草地（AC）和对照天然草地（NG）采集土壤样品,分析了土壤理化性质、土壤细菌群落组成和结构特征变化。结果表明,AG样地土壤有机质、全钾含量和pH与NG样地相比无显著性变化,土壤全氮、速效氮和速效钾含量显著降低;AC样地与NG样地相比土壤pH显著升高,土壤有机质、全氮、速效氮和速效钾含量显著降低。AG样地土壤细菌群落Chao1,Shannon和Pielou均匀度指数显著高于NG样地,AC样地酸杆菌门和变形菌门丰度显著升高。土壤理化性质是土壤细菌群落结构组成门、属相对丰度变化主要影响因子。综上所述,高寒草甸一年生燕麦人工草地长期利用应科学补充肥料,保持土壤肥力;草地撂荒需谨慎,应及时采取恢复措施避免草地发生退化。     

AANAT基因在滩羊不同繁殖时期卵巢中的转录差异及DNA甲基化程度分析

试验旨在检测5-羟色胺-N-乙酰基转移酶（AANAT）基因在绵羊休情季节和繁殖季节（卵泡期和黄体期）卵巢组织中的转录差异,并分析转录差异是否由DNA甲基化修饰程度改变所导致。试验采用自然环境条件和饲养管理一致,且体重差异在0.5 kg范围内的空怀母滩羊作为试验动物,采集其休情期、卵泡期和黄体期（每个时期3只）的卵巢组织,采用SYBR染料法进行实时荧光定量PCR检测AANAT基因在滩羊不同繁殖时期卵巢组织中的转录水平。随后针对转录水平有差异的两个时期（休情期和卵泡期）的样本,利用MethPrimer 2.0在线软件预测AANAT基因启动子区和第一外显子区的CpG岛;用重亚硫酸盐测序法（BSP法）检测AANAT基因启动子区及第一外显子区的甲基化程度。试验结果显示,滩羊休情期卵巢组织中AANAT基因转录水平显著低于卵泡期的AANAT基因转录水平（P<0.05）,休情期与黄体期滩羊卵巢组织中AANAT基因的转录水平差异不显著（P>0.05）。滩羊卵巢组织中AANAT基因启动子区上存在着一个长度为173 bp的CpG岛,第一外显子区存在着一个长度为118 bp的CG岛。然而,两个甲基化岛区内的单个CpG位点甲基化程度在滩羊休情期和卵泡期之间均不存在显著差异,暗示AANAT基因的表达受甲基化修饰外的因素调控。本研究结果可为进一步探讨AANAT基因在季节性发情和卵泡成熟中的功能提供参考资料。     

1株库蠓源版纳病毒的分离与全基因组序列分析

为分析云南省虫媒病毒的种类与遗传特征,在云南省师宗县采集库蠓进行病毒的分离与鉴定;通过全长cDNA扩增与高通量测序技术获取病毒全基因组序列,进行序列比对与系统发生树构建。结果显示,从采集的库蠓样本中分离出1株可在C6/36细胞上引起细胞病变的毒株（YNSZ043）,病毒基因组为分节段双链RNA,琼脂糖凝胶电泳呈"2-4-3"的带型特征;电镜观察可见直径为70~80 nm,呈"指环状",表面具有纤维突起的病毒粒子。全基因组测序结果显示,YNSZ043毒株为版纳病毒（Banna virus,BAV）,基因组大小为20 683 bp,由Seg-1（3 762 bp）至Seg-12（861 bp）12个基因节段组成,与中国BAV毒株各基因节段的核苷酸序列相似性在64.8%~99.6%之间,氨基酸序列相似性在58.8%~100%之间,在系统发生树上YNSZ043毒株与中国分离的BAV聚为一簇,形成独立的中国进化支系。对决定BAV基因型的Seg-12分析结果显示,YNSZ043毒株属于A2基因型,该毒株的Seg-5/VP5与越南分离BAV毒株的核苷酸和氨基酸序列相似性高达97.1%和97.6%,表明该毒株的Seg-5基因节段很可能与越南毒株之间发生了基因重配。研究结果丰富了中国BAV的基因组序列,为开展云南省BAV的流行病学研究提供了参考。     

狼山鸡高、低近交组卵巢组织转录组差异分析

为了探究近交对繁殖效应的影响,本研究以国家级地方鸡种基因库保存的狼山鸡为素材,结合分子标记和系谱信息,组建高、低近交两个试验组,记录高、低近交组的繁殖性能数据。选取高、低近交组中正常个体各3只,采取卵巢组织进行RNA-seq测序,并对差异基因进行功能注释。结果在高、低近交组中共获得差异转录本1 114个,其中783个基因获得注释,307个上调,476个下调。GO和KEGG分析表明,差异基因主要富集在核糖体的生物合成、炎性反应、繁殖、生长、免疫系统过程、代谢过程等生物学过程,Pathway显著富集在叶酸的生物合成、卵母细胞成熟和代谢等生物学通路。功能分析发现,筛选出的差异基因（如GGH、CPEB1、GNMT和PIWIL等）与繁殖功能相关。此外,还包括一些与应激和免疫相关的基因（如APOC3、HSP70、CD38和LGMN等）。研究结果有助于了解狼山鸡繁殖性状近交衰退相关的基因及其调控机制,为家禽特定性状近交衰退分子机理提供参考。