脂肪沉积是猪最重要的经济性状之一,是猪遗传学研究和育种工作中关注的焦点,其分子调控机制一直被视为猪分子育种重要研究内容。猪的生理结构、器官大小、代谢特征以及脂肪的生理解剖位置与人类更为相似,脂肪易沉积、易解剖和易获取,这使得猪成为研究不同内脏脂肪组织结构与功能的理想选择。长链非编码RNA (long non-coding RNA, lncRNA)是一类具有重要基因调控功能的RNA分子,在多种生物学过程中起着重要作用。随着对lncRNAs研究的深入,人们发现它不仅影响脂肪细胞的合成,还对脂肪过度沉积伴随的肥胖和代谢综合征相关的全身低度炎症具有调节作用。然而,lncRNAs对猪的内脏脂肪组织沉积过程中的调控作用还有待进行进一步研究。因此,本研究以成年雌性巴马猪(2年)为研究对象,分两组进行基础饮食和高脂饮食饲喂后,通过转录组测序技术对两组个体的内脏脂肪(腹膜后脂肪)进行测序。通过分析两组样本的测序数据,筛选了差异表达的lncRNAs,在细胞水平上进行lncRNAs的功能验证。在这里,我们在猪的基因组中发现了一个新的反义转录物,命名为APMAP-AS,由脂肪细胞膜相关蛋白(APMAP)转录而成。与对照组猪相比,APMAP-AS和APMAP在肥胖猪的腹膜后脂肪中高度表达。利用猪骨髓间质干细胞的脂肪分化模型,我们发现APMAP-AS对脂肪形成成分化有积极的调节作用。同时,APMAP-AS促进了脂质代谢并抑制了炎症因子的表达。APMAP-AS有可能与APMAP形成一个RNA-RNA双链,并增加APMAP mRNA的稳定性,从而起到正向调控猪体内APMAP表达的作用。这些结果表明,APMAP-AS通过顺式作用调节APMAP基因的表达,从而影响脂肪沉积、脂质代谢和巴马猪腹膜后脂肪组织的免疫反应。APMAP-AS是一种适应性机制,在肥胖期间促进脂肪组织的健康重塑并维持代谢平衡。这些与脂质合成相关的调控基因的天然反义转录物的发现,可能会进一步加深我们对lncRNAs在驱动适应性脂肪组织重塑和维护代谢健康方面的理解。
本文研究目是探究青贮技术以及植物乳杆菌在藤茶副产物贮藏中的应用。实验分为两组,包括对照组和植物乳杆菌处理组。在室温(23-30°C)条件下贮藏7、14和30天后,分析藤茶副产物青贮发酵品质、营养成分、抗氧化活性以及细菌群落。结果显示,与对照组相比,植物乳杆菌组具有较低(P<0.05)的pH值和氨态氮,以及较高(P<0.05)的乳酸含量。虽然总酚在青贮过程中变化较小,但乳酸菌处理组具有较高(P<0.05)的ABTS自由基清除能力。青贮30天后,Firmicutes取代Proteobacteria成为优势菌门,Lactobacillus成为优势属。Spearman相关性结果显示乳酸与乳杆菌呈正相关关系(P<0.01)。总之,用植物乳杆菌来青贮藤渣副产物可以有效地改善青贮发酵品质和减少营养物质损失,为藤渣副产物饲料化利用提供了新的研究思路。
休眠相关的MADS-box (DAM)基因PpDAM6在芽休眠解除过程中起关键作用,其在休眠解除过程中表达量降低。然而,其在调控桃花芽内休眠解除中的互作网络仍不够完善。在本研究中,我们使用酵母双杂交(Y2H)技术,从桃休眠相关SSHcDNA文库中鉴定到了一种丝裂原活化蛋白激酶PpMAPK6,它与PpDAM6相互作用。PpMAPK6主要位于细胞核中。进一步的Y2H和双分子荧光互补(BiFC)实验验证了PpMAPK6通过结合PpDAM6的MADS-box结构域与PpDAM6相互作用。实时荧光定量PCR (qRT-PCR)分析结果表明,在3个不同需冷量的桃品种(春捷,中油5号,青州蜜桃)中PpMAPK6的表达趋势与PpDAM6相反。此外,ABA抑制PpMAPK6在花芽中的表达,促进PpDAM6在花芽中的表达。结果表明,PpMAPK6可能通过与PpDAM6相互作用使其磷酸化,从而加速其降解。在桃花芽内休眠解除过程中随着ABA含量的降低,PpMAPK6的表达量增加,进而降低了PpDAM6的表达量,促进桃花芽内休眠解除。
本研究的目的旨在确定鸡PPARγ对Plin1基因的调控作用,并阐明其确切的分子机制。本研究首先利用RT-qPCR技术检测PPARγ激动剂对cPlin1基因表达的影响,而后通过双荧光素酶报告基因和RT-qPCR技术分析PPARγ对cPlin1基因启动子活性和mRNA表达的影响,再通过免疫共沉淀和双荧光素酶报告基因技术研究PPARγ与RXRα的协同作用对cPlin1基因启动子活性的影响,最后通过启动子截短和突变分析以及凝胶阻滞技术确定cPlin1基因启动子中PPARγ2的具体调控位点。基因表达分析结果表明,PPARγ的特异性激动剂—曲格列酮可以显著增强(P<0.05)PPARγ的靶基因LPL、A-FABP、FAS基因和Plin1基因的mRNA表达水平,提示cPlin1基因的表达可能受PPARγ的调控;进一步的报告基因和基因表达分析结果表明,PPARγ2能够显著促进(P<0.01)cPlin1基因的启动子活性及mRNA表达水平,但PPARγ1却无此作用;免疫共沉淀和报告基因结果表明,PPARγ与RXRα之间存在蛋白质相互作用;与单独过表达RXRα相比,共表达PPARγ2和RXRα显著增强(P<0.01)cPlin1基因的启动子活性,但共表达PPARγ1和RXRα则没有表现出类似的现象;启动子的截短及突变分析以及凝胶阻滞结果表明,PPARγ2可以与cPlin1基因启动子上的-1126/-1116位点结合促进(P<0.01)cPlin1基因的表达。与哺乳动物相似,(i)鸡PPARγ对Plin1基因的转录具有正调控作用,其中PPARγ2是发挥此调控作用的主要蛋白亚型;(ii)PPARγ2是通过与cPlin1基因启动子区域的-1126/-1116位点结合来实现促进cPlin1基因表达作用的。本研究的创新性是明确了鸡PPARγ对Plin1基因表达的调控作用,并揭示了PPARγ2调控鸡Plin1基因转录的分子机制。
本研究以东北农业大学鸡F2资源群体(NEAURP)为材料,利用 Illumina HiSeq PE150平台进行全基因组测序(26个F0个体进行10×重测序,519个F2个体进行3×重测序)。使用SAMtools进行SNP calling,BEAGLE 4.0在默认参数设置下进行基因型填充。经过质量控制和基因型填充后,共有7,890,258个SNPs用于分析。根据GRCg6a参考基因组,使用ANNOVAR软件进行SNP注释。基于混合线性模型(MLM),使用GEMMA软件进行全基因组关联分析。使用FST和π两种选择信号方法评估F2群体的遗传分化和遗传多样性。 GWAS与选择信号的整合分析表明,控制鸡骨骼肌产肉性状的遗传因子主要位于第1染色体(168.95Mb-172.43Mb)和第4染色体(74.37Mb-75.23Mb)上,共鉴定出17个可能影响目标性状的位置候选基因( LRCH1、CDADC1、CAB39L、LOC112531568、LOC112531569、FAM124A、FOXO1、NBEA、GPALPP1、RUBCNL、ARL11、KPNA3、LHFP、GBA3、LOC112532426、KCNIP4、SLIT2),其中KPNA3和FOXO1是与鸡产肉性状相关的强烈候选基因。本研究的主要创新点是结合GWAS和选择信号分析方法解析鸡骨骼肌产肉性状的遗传结构,发现了一些新的影响鸡产肉性状的基因组区域和候选基因。
瘦素受体(LEPR)是瘦素的高亲和力受体,在人类和动物肥胖中起着至关重要的作用。本研究的目的是以东北农业大学肉鸡双向选择品系(NEAUHLF)为研究材料,通过关联分析和电子计算分析相结合的方法,研究LEPR外显子功能变异对鸡脂肪沉积的影响。使用5种在线生物信息学工具预测编码区单核苷酸多态性(SNPs)的功能。进一步,通过基于氨基酸残基的保守性和稳定性分析、蛋白质配体结合位点的预测、蛋白质二级结构分析、蛋白质三级结构的建模等生物信息学分析,确定了高置信度SNPs的可能结构与功能。同时,对鸡LEPR基因外显子20个非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)与腹脂性状进行了关联分析。5种在线生物信息学工具显示,rs731962924(N867I)和rs13684622(C1002R)是最可能影响鸡腹部脂肪性状的功能性nsSNPs。氨基酸残基稳定性和保守型分析显示,大部分nsSNPs可引起蛋白质稳定性下降,rs731962924(N867I)和rs13684622(C1002R)在进化过程中相对保守。蛋白质结构分析显示rs731962924(N867I)和rs13684622(C1002R)均在可引起LEPR蛋白质结构和功能的显著变化。关联分析显示rs13684622(C1002R)与鸡腹脂重和腹脂率显著相关(P=0.0413,P=0.0260)。因此,我们认为rs13684622(C1002R)可能是一个影响鸡腹脂沉积的重要功能性SNP,有望应用于分子标记辅助选择(MAS)中培育低脂肉鸡品系。本研究的主要创新点是结合了多种生物信息学方法和nsSNPs与腹脂性状之间的关联分析进行LEPR基因功能性SNPs的筛选,为后续进行深入的功能分析提供优先研究SNP(priorization SNP)。此外,本研究用到的关联分析与计算机电子计算分析相结合的方法为鉴定农业动物重要经济性状的功能性分子标记提供了一条新的途径。