





中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (9): 1845-1855.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.09.013
王继英(
), 李菁璇, 王彦平, 郭建凤, 蔺海朝, 赵雪艳(
)
收稿日期:2025-02-14
接受日期:2025-03-25
出版日期:2025-05-01
发布日期:2025-05-08
通信作者:
联系方式:
王继英,E-mail:jnwangjiying@163.com。
基金资助:
WANG JiYing(
), LI JingXuan, WANG YanPing, GUO JianFeng, LIN HaiChao, ZHAO XueYan(
)
Received:2025-02-14
Accepted:2025-03-25
Published:2025-05-01
Online:2025-05-08
摘要:
【目的】 脂肪作为猪体内的主要储能组织,其沉积量不仅对养殖经济效益有着直接影响,还与猪肉品质密切相关。通过基于RNA测序数据和脂肪沉积相关性状的表型数据构建基因共表达网络,从而挖掘影响猪脂肪沉积的关键候选基因,探讨猪脂肪沉积的潜在调控机制。【方法】 对28头杜洛克猪的背最长肌样本进行RNA测序,同时测定并计算了背膘厚、肥肉率、肌内脂肪(intramuscular fat, IMF)含量、身体质量指数(body mass index, BMI)等多项与脂肪沉积密切相关性状的表型数据;在此基础上,利用R语言WGCNA软件包开展加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA),从与脂肪沉积相关的共表达模块中筛选影响脂肪沉积的关键基因。【结果】 通过WGCNA分析,共鉴别到28个基因共表达模块,其中Cyan模块和Purple模块与至少2个脂肪沉积相关性状呈显著相关(|相关系数|>0.3,显著性值>0.25)。这2个模块内基因功能富集分析结果显示,Cyan模块内的基因显著富集在脂肪酸生物合成(矫正后P = 3.48×10-2)、鞘糖脂生物合成(矫正后P = 4.40×10-2)等与脂肪沉积相关的通路中;但Purple模块基因未显著富集在任何与脂肪沉积相关的通路和GO项中(矫正后P >0.05)。另外,基于模块内连接性大于2、基因表达量与模块特征值的相关系数绝对值大于0.8、基因表达量与至少两个脂肪沉积相关表型的相关系数绝对值大于0.3的筛选标准,在与脂肪沉积相关模块内的92个基因中共鉴别到24个核心基因;其中,核心基因BET1L、NAGLU、B3GALT4和TMEM115的表达量与背膘厚、肥肉率、IMF含量和BMI等的相关系数均大于0.3,且基因功能注释结果发现这些基因的功能与脂肪沉积密切相关,表明这些基因可能在脂肪形成过程中发挥着重要作用。【结论】 本研究在杜洛克猪中通过WGCNA鉴别到1个与脂肪沉积相关的关键模块,并在该模块中筛选出BET1L、NAGLU、B3GALT4和TMEM115等影响脂肪沉积的潜在候选基因。这些发现不仅加深了对猪脂肪沉积遗传因素的认识,也为进一步探讨猪脂肪沉积的潜在调控机制奠定了坚实的理论基础。
王继英, 李菁璇, 王彦平, 郭建凤, 蔺海朝, 赵雪艳. 通过加权基因共表达网络分析揭示影响猪脂肪沉积的候选基因[J]. 中国农业科学, 2025, 58(9): 1845-1855.
WANG JiYing, LI JingXuan, WANG YanPing, GUO JianFeng, LIN HaiChao, ZHAO XueYan. Weighted Gene Co-Expression Network Analysis Reveals Potential Candidate Genes Affecting Fat Deposition in Pigs[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(9): 1845-1855.
表1
脂肪沉积表型性状的统计性描述"
| 背膘厚 Backfat thickness (mm) | 肥肉率 Fat percentage (%) | 肌内脂肪含量 Intramuscular fat (IMF) content (%) | 身体质量指数 Body mass index (BMI) | |
|---|---|---|---|---|
| 平均值 Mean | 16.26 | 15.61 | 2.36 | 84.96 |
| 标准差 Standard deviation | 4.49 | 3.11 | 0.71 | 6.00 |
| 变异系数 Coefficient of variation (%) | 27.71 | 20.13 | 29.75 | 6.42 |
| 最大值 Maximum | 24.30 | 22.80 | 4.23 | 95.43 |
| 最小值 Minimum | 7.60 | 10.60 | 1.17 | 74.49 |
表2
Cyan模块内影响脂肪沉积的核心基因"
| 基因名称 Gene name | |模块归属| |Module membership| | 连接性 Intra-modular connectivity | |基因显著性值| |Gene significance|, |GS| | 基因功能 Gene function | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 背膘 Backfat thickness | 肥肉率 Fat percentage | 肌内脂肪 Intramuscular fat (IMF) | 身体质量指数 Body mass index (BMI) | ||||
| BET1L | 0.91 | 5.61 | 0.34 | 0.46 | 0.32 | 0.34 | 促进高尔基囊泡膜的运输过程,具有可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感因子附着蛋白受体(SNARE)活性 Promoting the transport of Golgi vesicles. Having a soluble N- ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor (SNARE) activity |
| NAGLU | 0.84 | 4.14 | 0.47 | 0.44 | 0.30 | 0.35 | 参与硫酸乙酰肝素的代谢 Involved in the degradation of heparan sulfate |
| B3GALT4 | 0.84 | 3.94 | 0.45 | 0.48 | 0.34 | 0.38 | 参与GM1/GD1B/GA1神经节苷脂生物合成 Involved in GM1/GD1B/GA1 ganglioside biosynthesis |
| TMEM115 | 0.87 | 2.58 | 0.55 | 0.55 | 0.32 | 0.53 | 参与蛋白质从高尔基体向内质网的逆行运输 Involved in retrograde transport of proteins from the Golgi to the endoplasmic reticulum |
| SLC35A2 | 0.83 | 12.20 | 0.34 | 0.39 | 0.11 | 0.32 | 编码一种多通道膜蛋白,将半乳糖从胞浆中转运到高尔基体囊泡中,作为糖基供体用于生成糖基 This gene encodes a multi-pass membrane protein that transports UDP-galactose from the cytosol into Golgi vesicles, where it serves as a glycosyl donor for the generation of glycans |
| ENSSSCG00000038852 | 0.94 | 7.08 | 0.48 | 0.57 | 0.16 | 0.40 | |
| FRMD8 | 0.88 | 5.10 | 0.45 | 0.43 | 0.20 | 0.33 | 参与正向调节肿瘤坏死因子的产生 Involved in positive regulation of tumor necrosis factor production |
| SPPL2B | 0.89 | 4.80 | 0.49 | 0.54 | 0.21 | 0.35 | 天冬氨酸蛋白酶GXGD家族的一个成员,触发固有和适应性免疫途径中细胞因子的表达 This gene encodes a member of the GXGD family of aspartic proteases, which triggers cytokine expression in the innate and adaptive immunity pathways |
| EXOSC6 | 0.93 | 3.74 | 0.43 | 0.42 | 0.17 | 0.44 | 编码外泌体复合物中一个亚基,参与多种细胞RNA加工和降解事件 This gene product constitutes one of the subunits of exosome. It is involved in a multitude of cellular RNA processing and degradation events |
| INTS5 | 0.85 | 3.47 | 0.30 | 0.41 | 0.54 | 0.26 | 编码整合因子复合体的亚基,参与mRNA合成调控和snRNA加工 This gene encodes a subunit of the Integrator complex. It is involved in the regulation of mRNA synthesis and snRNA processing |
| SURF6 | 0.81 | 3.40 | 0.32 | 0.38 | 0.16 | 0.33 | 编码具有核酸结合特性的一种核酸基质蛋白 This gene encodes a protein which may function as a nucleolar- matrix protein with nucleic acid-binding properties |
| MCM7 | 0.83 | 3.23 | 0.29 | 0.33 | 0.42 | 0.36 | 编码一种小染色体维持蛋白,对启动真核生物基因组复制至关重要 The protein encoded by this gene is a mini-chromosome maintenance protein (MCM) that is essential for the initiation of eukaryotic genome replication |
| RIOX1 | 0.82 | 2.51 | 0.39 | 0.39 | 0.10 | 0.37 | 编码一种加氧酶,可作为组蛋白赖氨酸去甲基化酶和核糖体组氨酸羟化酶 This gene encodes one kind of oxygenase, which can act as both a histone lysine demethylase and a ribosomal histidine hydroxylase |
| ENSSSCG00000034092 | 0.90 | 2.29 | 0.51 | 0.50 | 0.17 | 0.47 | |
| GPATCH3 | 0.80 | 2.14 | 0.28 | 0.39 | 0.35 | 0.37 | 参与转录调控 Involved in transcriptional regulation |
| FBXL12 | 0.84 | 3.65 | 0.42 | 0.53 | 0.23 | 0.26 | F-box蛋白家族成员,作为蛋白质泛素连接酶 This gene encodes a member of the F-box protein family, which acts as a protein-ubiquitin ligase |
| COG8 | 0.82 | 3.41 | 0.22 | 0.34 | 0.15 | 0.34 | 高尔基寡聚体复合物 This gene encodes a protein that is a component of the conserved oligomeric Golgi (COG) complex |
| ENSSSCG00000040236 | 0.84 | 2.26 | 0.41 | 0.48 | 0.06 | 0.26 | |
| [1] |
|
| [2] |
|
| [3] |
doi: 10.1016/j.cmet.2013.03.008 pmid: 23583168 |
| [4] |
doi: 10.1016/j.meatsci.2009.01.026 pmid: 20416730 |
| [5] |
|
| [6] |
吴建, 杨文, 孟孜, 查成万, 吴望军. 基于机器学习筛选猪活体肌内脂肪含量间接选育和构建预测模型的关键性状. 南京农业大学学报, 2025, 48(1): 161-170.
|
|
|
|
| [7] |
|
| [8] |
|
| [9] |
|
| [10] |
doi: 10.3389/fgene.2020.01009 pmid: 33117416 |
| [11] |
|
| [12] |
doi: 10.6026/97320630008855 pmid: 23144540 |
| [13] |
|
| [14] |
|
| [15] |
doi: 10.1186/s12872-024-03972-2 pmid: 38880872 |
| [16] |
doi: 10.1186/s40104-021-00616-9 pmid: 34419151 |
| [17] |
|
| [18] |
doi: 10.1186/s12863-022-01054-w pmid: 35538407 |
| [19] |
doi: 10.3389/fgene.2020.00877 pmid: 32849841 |
| [20] |
doi: 10.1111/jbg.12365 pmid: 30417949 |
| [21] |
doi: 10.3892/or.2019.7368 pmid: 31638246 |
| [22] |
doi: 10.1016/j.tig.2005.12.005 pmid: 16380191 |
| [23] |
徐炜琳, 李娜, 李兆华, 刘庆雨, 张琪, 金鑫, 张树敏. 松辽黑猪肌内脂肪含量与背膘厚的关联分析. 黑龙江畜牧兽医, 2017(22): 68-69.
|
|
|
|
| [24] |
孙义姗, 李梦寻, 闫冲, 李亚强, 黄涛. 猪背膘厚度与肌内脂肪含量的相关性研究. 猪业科学, 2019, 36(12): 96-98.
|
|
|
|
| [25] |
|
| [26] |
郭永春, 王鹏杰, 金珊, 侯炳豪, 王淑燕, 赵峰, 叶乃兴. 基于WGCNA鉴定茶树响应草甘膦相关的基因共表达模块. 中国农业科学, 2022, 55(1): 152-166. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2022.01.013.
|
|
|
|
| [27] |
陈华峰, 田可川, 黄锡霞, 阿布来提·苏来曼, 何军敏, 田月珍, 徐新明, 付雪峰, 赵冰茹, 朱桦, 哈尼克孜·吐拉甫. 苏博美利奴羊毛囊发育相关lncRNA与mRNA共表达网络的构建. 中国农业科学, 2019, 52(19): 3471-3484. doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2019.19.016.
|
|
|
|
| [28] |
doi: 10.1111/obr.12298 pmid: 26179344 |
| [29] |
doi: 10.1016/j.sbi.2009.06.001 pmid: 19608407 |
| [30] |
|
| [31] |
doi: 10.1016/j.febslet.2015.09.018 pmid: 26434718 |
| [32] |
|
| [33] |
|
| [34] |
|
| [35] |
doi: 10.1093/eurheartj/ehad142 pmid: 37038246 |
| [36] |
|
| [37] |
|
| [38] |
|
| [39] |
doi: 10.1074/jbc.M115.684274 pmid: 26338710 |
| [40] |
doi: 10.1038/s42255-020-00278-3 pmid: 32958938 |
| [41] |
|
| [42] |
|
| [43] |
doi: 10.1016/j.molcel.2011.03.029 pmid: 21658608 |
| [1] | 周旗, 张世豪, 张亮, 潘雨, 张利娟, 涂志, 潘红梅, 龙熙. 基于优化MaxEnt模型的重庆市罗盘山猪潜在适生区预测[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 205-219. |
| [2] | 赵佳莉, 卞贤宇, 宋家鹏, 王晨, 汤学超, 李运川, 周金柱, 朱雪蛟, 陶然, 董海龙, 张雪寒, 李彬. 猪轮状病毒VP4单克隆抗体的制备及抗原表位鉴定[J]. 中国农业科学, 2026, 59(1): 220-232. |
| [3] | 李睿, 梁跃, 白杨, 张桂悦, 王楠楠, 乔松林, 张改平. 自噬在猪繁殖与呼吸综合征病毒感染中的作用机制研究进展[J]. 中国农业科学, 2025, 58(4): 792-801. |
| [4] | 刘静, 赵世琳, 阳晓婷, 韦忆萱, 李家鹏, 赵燕. 基于稳定同位素技术的北京黑猪产地溯源研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(23): 5071-5080. |
| [5] | 李蕊彤, 陈清梅, 徐建芳, 张军民, 司玮, 张铁鹰. 基于猪肠道类器官模型的甘草次酸抗氧化功能及机制研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(22): 4771-4785. |
| [6] | 潘媛, 王德, 刘楠, 孟祥龙, 戴蓬博, 李波, 胡同乐, 王树桐, 曹克强, 王亚南. 两种高通量测序技术鉴定苹果病毒效果评价及两种新病毒的鉴定[J]. 中国农业科学, 2025, 58(2): 266-280. |
| [7] | 高小平, 潘红梅, 郭宗义, 张军杰, 林燕, 张亮. 不同耐冻性荣昌猪精子冻后质量及靶向脂质组学分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(2): 387-400. |
| [8] | 徐颖, 季文彤, 魏文松, 胡小佳, 姜元荣, 杨平, 张春晖. 炒制猪肉理化特性、食用品质和糖基化终产物对火候的响应分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 4000-4013. |
| [9] | 贺筱萍, 张元峰, 刘学敏, 黄丽, 翁长江. 非洲猪瘟病毒pD345L蛋白单克隆抗体的制备及其表位鉴定[J]. 中国农业科学, 2025, 58(16): 3345-3356. |
| [10] | 唐佳灵, 张玉林, 杨勇, 方正锋, 韩国全, 惠腾. 日粮中添加酱油残渣压榨油脂对猪肉品质的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(15): 3118-3133. |
| [11] | 王琳媛, 宣晶焱, 杜禹, 陈彤, 牛瑞燕. DON和PRRSV共暴露通过PI3K/AKT/mTOR信号通路影响PAM-KNU细胞自噬[J]. 中国农业科学, 2025, 58(13): 2693-2706. |
| [12] | 周旗, 张亮, 潘雨, 涂志, 王峥, 刘航航, 鲜凌瑾, 夏运红, 潘红梅, 龙熙. 环黄芪醇对猪供体成纤维细胞衰老、细胞骨架与核移植胚胎早期发育的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(12): 2453-2474. |
| [13] | 赵清扬, 张晓晓, 郭春和. 稳定表达猪源CD163蛋白PK15细胞系的构建及评价[J]. 中国农业科学, 2025, 58(11): 2253-2264. |
| [14] | 万云飞, 杨玉莹, 张乃心, 许萌萌, 于钦浩, 乔传玲, 陈化兰. 欧亚类禽H1N1猪流感病毒适应性突变氨基酸的鉴定及其功能分析[J]. 中国农业科学, 2025, 58(10): 2035-2044. |
| [15] | 张化鹏, 张庆泽, 何凡, 祁梦凡, 符彬彬, 李清春, 李梦寻, 马力鹏, 刘乙, 黄涛. 梅山猪和杜洛克猪卵泡中差异表达lncRNA克隆鉴定及与miRNAs相关性分析[J]. 中国农业科学, 2024, 57(9): 1807-1819. |
|
||