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 |
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