利用连作方式生产的作物会受到植物寄生线虫的严重危害，植物寄生线虫是连作障碍的重要指标。火龙果作为一种典型且重要的多年生经济作物，极易遭受严重的植物寄生线虫侵染；然而，其是否发生连作障碍尚不清楚。在此，我们研究了非连作（Y1）、连作3年(Y3)和连作5年(Y5)下火龙果土壤和根系中的植物寄生线虫(象耳豆根结线虫和矮化属线虫)、土壤线虫群落、线虫代谢足迹、土壤综合肥力和产量，以确定火龙果潜在的连作障碍以及影响火龙果产量的因素。试验表明:Y5的土壤和根系中植物寄生线虫数量最多；产量降低，火龙果生产受到严重胁迫。进一步分析土壤线虫的组成、多样性和生态功能指数发现，连作3年后土壤生态环境恶化，Y5最严重。同样，Y5处理的土壤对模式动物-秀丽隐杆线虫的生长繁殖也有明显的抑制作用。Mantel检验分析和随机森林模型表明，土壤速效磷、土壤交换性钙、土壤线虫丰度和多样性与产量显著相关。偏最小二乘路径模型分析表明，土壤肥力和土壤线虫多样性直接影响连作火龙果的产量。综上所述，集约化种植的火龙果连作5年时发生连作障碍，土壤线虫多样性和土壤肥力决定作物产量。
西瓜（Citrullus lanatus）是一种重要的园艺作物，但其易受低温胁迫的影响，这对西瓜生产和供应提出了重大挑战。尽管西瓜具有重要的经济价值，但对其在转录水平上对低温胁迫的响应知之甚少。在本研究中，我们进行了一个时序转录组分析，系统地研究了西瓜在低温胁迫下的调控网络。共鉴定出6个低温响应基因簇，代表6种表达模式，揭示了低温胁迫下西瓜代谢途径的多样性调控。对时间特异性差异表达基因的分析揭示了西瓜对低温响应的时间依赖性。此外，ClMYB14-OE过表达株系更易受到低温胁迫的影响，因此ClMYB14被发现是低温耐受性的负调控因子。共表达网络分析表明，ClMYB14通过调控不饱和脂肪酸途径和热激转录因子参与低温响应。本研究为了解西瓜响应低温胁迫的调控网络提供了重要信息，并为提高西瓜耐低温性的遗传改良提供了候选基因。
开花期是决定果实成熟和种子传播时机的最重要物候期之一。迄今为止，已有研究表明一氧化氮(NO)和DNA去甲基化对植物开花具有调节作用。然而，没有直接的实验证据表明NO与DNA去甲基化在植物开花调控中相互作用促进开花。本研究采用NO供体和DNA甲基化抑制剂来探讨DNA去甲基化对NO介导的番茄开花的影响。结果表明，NO对番茄开花的促进作用呈剂量依赖效应，其中10 μmol L-1 S-亚硝基谷胱甘肽(GSNO,NO供体)的促进作用最为显著。用50μmol L-1 DNA甲基化抑制剂5-氮杂胞苷(5-AzaC)处理也显著促进番茄开花。此外，GSNO和5-AzaC提高了过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性，增加了细胞分裂素(CTK)和脯氨酸含量，降低了赤霉素(GA3)和吲哚-3-乙酸(IAA)含量。GSNO与5-AzaC共处理增强了GSNO或5-AzaC对番茄开花的积极作用。同时，与GSNO或5-AzaC单独处理相比，GSNO+5-AzaC共处理显著提高了番茄各组织中整体DNA去甲基化水平。结果还表明，DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。GSNO+5-AzaC处理显著改变了花诱导基因和花抑制基因的表达。其中，ARGONAUTE 4 (AGO4A)、SlSP3D/SINGLE FLOWER TRUSS (SFT)、MutS HOMOLOG 1 (MSH1)、锌指蛋白2 (ZFP2)和开花位点D (FLD) 5个花诱导基因被作为候选基因进一步研究。McrBC-PCR分析表明，顶端SFT基因和茎部FLD基因的DNA去甲基化可能参与了NO诱导的开花过程。因此，我们的研究表明，NO可能通过介导开花诱导基因的DNA去甲基化来促进番茄开花。本研究揭示了NO和DNA去甲基化在促进番茄开花中的协同作用。
秸秆还田常被作为维持作物产量、提高土壤有机碳（SOC）储量以及改善土壤质量的推荐的农田管理方式之一。但不同秸秆还田方式对土壤有机碳储量的长期影响仍存在不确定性。为评估不同秸秆还田方式对土壤有机碳储量的影响，从2007年到2018年开展了一项长期试验，设置了四种处理：MW0（玉米-小麦轮作、无秸秆还田）、MW50（玉米-小麦轮作、50%秸秆粉碎还田）、MWb50（玉米-小麦轮作、50%秸秆就地焚烧后还田）、MF50（玉米-休耕、50%秸秆粉碎还田）。结果表明，经过十余年连续秸秆还田后，MW50、MWb50和MF50处理下的SOC储量分别显著增加了32.4%、12.2%和17.4%；而在MW0处理下，SOC储量在11年长期试验后显著减少了22.9%。与MW0相比，秸秆还田显著增加了有机碳输入，改善了土壤团聚体结构，提高了溶解性有机碳（DOC）与颗粒性有机碳（POC）的比例，但土壤气态碳流失（土壤异养呼吸）并未显著增加，因此秸秆还田能显著提升SOC积累速率和土壤SOC储量。DOC与微生物量碳（MBC）比例的增加、酸杆菌门和变形菌门相对丰度的提高以及拟杆菌门和绿弯菌门相对丰度的降低，是秸秆还田下土壤异养呼吸无显著增加甚至减少的主要原因。根据Rothamsted Carbon（RothC）模型模拟结果，SOC储量在未来将达到平衡，MW50处理下的C储量平衡值最高，为18.85 Mg ha-1。总的来说，田间试验（2007-2018）和RothC模型模拟的结果表明，长期来看，在亚热带山地石灰性土壤中，玉米-小麦轮作且50%秸秆粉碎还田（MW50）对SOC储量增益优于其他秸秆还田处理。
配子体型自交不亲和（Gametophytic self-incompatible，GSI）是茄科植物普遍存在的一种自交不亲和性，它由一个核糖核酸酶（S-RNase）和多个F-box（SLF）组成的S位点控制；然而，二倍体马铃薯的S位点遗传多样性尚不清楚。本研究对194份二倍体马铃薯花柱转录组进行无参拼接，结果共鉴定到21种S-RNase等位基因型，其中7个S-RNase等位基因是首次被鉴定，分别是S15、S16、S17、S18、S19、S20和S21。等位基因频率结果显示，S2等位基因型在整个群体中基因频率最高，达到11.89%。随后，分析纯合S2自交系的基因组拼接数据显示S2位点包含12个SLF基因。对4个纯合S位点共线性分析发现8个SLF相对保守。Ka和Ks计算结果显示不同S-RNase和同种单倍型内一簇SLF受到同种进化轨迹，但不同单倍型的同类SLF受到不同的进化轨迹。以上研究不仅对二倍体马铃薯种质S-RNase等位基因型进行了深入研究，而且对自交不亲和S位点组成和进化进行了分析，为二倍体马铃薯杂交育种提供了理论基础。
杜鹃花科是一个分布在世界各地的开花植物类群，包括126属和4000多个物种。在本研究中，我们搭建了一个杜鹃花科基因组资源数据库(TEGR, http://www.tegr.com.cn)，这是一个基于16个杜鹃花科物种已发表基因组的综合性、用户友好的基于web的功能基因组数据库。TEGR数据库包含大量重要的功能基因，如生长素基因763个，开花基因2,407个，抗病基因20,432个，花青素相关基因617个，N6-甲基腺苷修饰基因470个。TEGR数据库中包含鉴定的599,174条特异的CRISPR引导序列。在TEGR数据库中对16个杜鹃花科物种进行了基因复制事件、共线性分析和同源性分析。TEGR数据库包含通过GO、Nr、Pfam、TrEMBL和Swiss-Prot数据库注释的614,821个功能基因。TEGR数据库提供Primer Design、Hmmsearch、Synteny、BLAST和JBrowse工具，帮助用户进行全面的比较基因组分析。所有高质量的参考基因组序列、基因组特征、基因注释和生物信息分析结果都可以从TEGR数据库下载。在未来，随着新基因组数据的出现，我们将继续完善更新TEGR数据库，为比较基因组学研究提供丰富的数据资源。
研究普遍认为当植物群落中的优势物种适口时，大型食草动物可以减少优势物种，并提高先前被抑制物种的比例。然而，这种观点可能并不总是成立的。我们在青藏高原开展了一项为期4年的牦牛放牧试验，追踪记录了期间轮牧和禁牧草地的植物群落组成。结果表明，在没有牦牛的情况下，植物群落由两个适口物种，即高山嵩草和针茅所主导，这与它们的小叶面积和快速生长策略有关。牦牛的出现显著抑制了针茅和超过一半的杂草，而高山嵩草的比例增加，成为绝对优势物种，这与大型食草动物抑制适口物种比例的观点相矛盾。年际间，轮牧草地的高山嵩草在干旱年份优势度下降，导致其他8个物种的优势度上升；禁牧草地高山嵩草的优势度在干旱年份显著下降，针茅和其他7种杂草的优势度显著增加。这些结果表明高山嵩草是耐牧的，但不耐旱，而其他8个物种是耐干旱的，但并不耐牧。群落水平，禁牧后演替引起的群落组成变化超过了干旱引起的变化，干旱倾向于导致群落物种更替，而放牧倾向于导致物种丰度变化。这些结论提醒牧场管理者，在衡量牲畜对植物群落组成的影响时，他们应该考虑当地的条件和气候变化，而不能简单地认为牲畜会抑制适口物种。
性成熟杂种优势已在动物杂交育种中广泛使用，但鸡性成熟杂种优势分子机理尚未揭示清楚。本研究以白来航鸡和北京油鸡为亲本构建完全双列杂交群体，测定纯繁（WW，YY）和正反交（WY，YW）组合四个群体性成熟相关性状。通过分析纯繁和正反交组合卵巢circRNA表达谱解析性成熟杂种优势潜在的分子机理。研究发现正反交组合耻骨间距、输卵管长度和见蛋日龄均表现为杂种优势。我们在四个组合卵巢中共鉴定到3,649个circRNA，其中包括3,025个已知circRNAs和624个新circRNAs，这些circRNA主要为外显子类型。WY和YW组合中特异性表达circRNAs分别为141和178个。通过对鉴定circRNAs进行差异分析和表达模式分析，发现WY和YW组合中非加性表达circRNAs分别占其总鉴定circRNA的52.38%和64.63%。GO和KEGG功能富集分析结果显示非加性效应circRNAs来源基因主要参与TGF-beta信号通路，卵母细胞生长发育，ATP酶激活活性，卵母细胞有丝分裂，孕酮调控卵母细胞成熟和GnRH信号通路等。通过加权共表达网络分析共鉴定到四个模块与输卵管长度和耻骨间距显著相关。这四个模块中的非加性表达circRNAs主要参与MAPK信号通路和Wnt信号通路。我们进一步对非加性circRNA进行竞争性内源RNA（ceRNA）网络分析，鉴定到gall-FGFR2_0005和gal-MAPKAP1_0004可与miRNA gga-miR-1612和gga-miR-12235-5p竞争性结合进而调控基因CNOT6，COL8A1和FHL2的非加性表达，参与卵巢的发育过程。以上结果表明非加性效应circRNAs可通过调控繁殖和发育过程相关基因促进性成熟杂种优势的形成。该研究首次从circRNA水平揭示了鸡性成熟杂种优势形成的潜在分子机理，为丰富畜禽杂种优势分子机理探究及杂种优势科学应用提供了理论基础。
本研究旨在探讨TFPI2在鸡卵巢中的表达分布以及在培养卵巢颗粒细胞中的调控机制。首先，对海兰褐蛋鸡30周龄和15周龄卵巢组织进行转录组测序，获得差异表达基因TFPI2，通过RACE技术获得了TFPI2的cDNA全长，并对其蛋白序列进行生物信息学分析，成功制备TFPI2多克隆抗体后，利用荧光定量PCR（qRT-PCR）和蛋白质印迹（Western Blot）检测了TFPI2 mRNA和蛋白在不同发育状态卵泡中的表达；然后，通过体外培养卵巢颗粒细胞，进行垂体激素（FSH/LH）处理，探究了FSH/LH处理鸡卵巢颗粒细胞对TFPI2表达调控影响；最后，成功构建了含有目的基因TFPI2的过表达载体TFPI2-pcDNA3.1-EGFP和siRNA探究了TFPI2对鸡卵巢颗粒细胞的调控机制。结果表明：从成年鸡卵巢中获得了TFPI2的cDNA全长，包括5'非翻译区（5´UTR）长55 bp、3'非翻译区（3´UTR）长975 bp、蛋白质编码区（CDS）长720 bp、可编码240个氨基酸残基；通过构建进化树发现TFPI2蛋白与已知的鸟类同源物具有高度保守的氨基酸序列。qRT-PCR 和Western Blot表明TFPI2在成年鸡卵泡组织中广泛表达。免疫组织化学表明，TFPI2蛋白存在于不同发育状态的鸡卵巢卵泡中，如原始卵泡、卵巢基质、等级前卵泡（6-8mm）和排卵前卵泡（F1）的颗粒层和膜层。在体外实验中，促卵泡激素或促黄体生成素（FSH/LH）促进鸡颗粒细胞中TFPI2的表达。其中，FSH/LH诱导的TFPI2 mRNA表达是由信号通路如PKA、PKC、PI3K和mTOR等介导。功能上，TFPI2促进了培养的颗粒细胞的增殖和活力，并降低了孕酮（P4）和雌激素（E2）的分泌，类固醇激素合成相关基因（STAR、Cyp17a1、Cyp19a1和3B-HSD）以及细胞外基质（ECM）溶解相关基因MMPs（MMP2、7、9和11）的mRNA丰度。机制上，TFPI2可以通过Wnt信号通路抑制MMP7的表达。以上结果表明，TFPI2在不同卵泡均有表达，主要的作用靶点在GCs，可通过调控鸡卵泡GCs的增殖分化，以及类固醇激素的合成和降低ECM的溶解进而影响卵泡发育，此外，FSH和LH激素可以诱导不同的通路来调控TFPI2的表达，这些研究结果为明确TFPI2基因在鸡卵泡发育过程以及排卵的分子调控机制提供了理论和试验依据。
植物的生长发育过程伴随着微管的动态变化，而微管阵列的重排受多种微管结合蛋白（microtubule-associated proteins , MAPs）的调控。植物中的MAP65蛋白在一些物种中已经得到了详尽的表征，但有关番茄（Solanum lycopersicum）中 MAP65 家族成员的信息还很有限。本研究在番茄基因组中鉴定到了 9 个 SlMAP65 基因家族成员。对 SlMAP65 家族成员的理化性质、亲缘关系、保守基序、结构域、基因结构和顺式调控元件等进行了系统分析。然后利用 CRISPR/Cas9 技术在番茄中敲除了相对表达量最高的成员SlMAP65-1。结果表明，slmap65-1突变体果实果形指数显著增加，SlMAP65-1在果实发育早期参与了果实的形态发生。这些结果为番茄果实形态建成相关研究领域以及未来SlMAP65家族成员的功能研究提供了新信息。
玉米南方锈病（Southern Corn Rust, SCR）是由多堆柄锈菌（Puccinia polysora Underw）引起的气传性真菌病害，在世界范围玉米产区普遍发生，严重影响玉米的产量和品质，而发掘优异抗性位点和候选基因，开展抗病遗传解析，将为解析抗玉米南方锈病抗病育种提供理论参考。本研究以487份温带玉米自交系为材料，利用15,232,270个高质量SNPs结合2021年南宁、2021年三亚和2022年济南三个环境下的玉米南方锈病抗性表型进行全基因组关联分析（Genome wide association study, GWAS），共检测到91个QTLs，其中13个QTLs同时在三个环境被检测到，共涉及94个候选基因（B73_RefGen_v4）。进一步结合转录组测序（RNA sequencing, RNA-seq）分析候选基因，共鉴定到4个候选基因影响玉米南方锈病抗性，其中ZmHCT9编码羟基肉桂酰转移酶，在感病自交系8112中显著上调表达，进一步基于候选基因功能注释，单倍型分析，P. polysora接种后表达量及病毒诱导的基因沉默，发现ZmHCT9负调控玉米南方锈病抗性。
全球花生品种多样，花生的特性和营养决定了产品品质。然而，全球花生籽仁的关键品质指标的比较分析和统计学分析相对薄弱，阻碍了全球花生品质评价和花生产业发展。本研究以主要花生生产国的10个不同花生品种为研究对象，对花生籽仁的表观形态、微观结构、单细胞结构、工程特性和质构特性以及主要营养成分含量进行对比分析。花生籽仁的表面和截面微观结构均呈致密的“块状”形貌，细胞结构明显。细胞内脂滴呈球形，均匀分布在细胞内。10个花生品种籽仁的单细胞结构表现出不同的形态和尺寸，并发现这与质构和工程特性相关。此外，花生籽仁的质量损失随温度变化呈5个不同的阶段，分别为水分流失、挥发性损失、蛋白质变性和各种生物大分子的降解等的过程。不同花生品种间脂肪、蛋白质、蔗糖含量以及质构、堆积密度、真实密度、孔隙率、几何平均直径、圆度和球形度均存在差异。本研究建立了主要花生加工国家常见花生品种的微观结构、工程性能和营养成分之间的关联和相关性。研究结果为全球花生品质评价和花生产业提供了有价值数据和见解。
先前的研究表明，VGLL2是VGLL家族的一员，在动物骨骼肌的生长发育中发挥着重要作用，但其在鸡骨骼肌发育中的具体作用尚不清楚。本研究的主要目的是探讨VGLL2在鸡骨骼肌发育和鸡原代成肌细胞增殖分化中的生物学功能。在本研究中，我们通过CCK8、EdU和流式细胞术分析检测了VGLL2在过表达和干扰VGLL2后对成肌细胞增殖的影响，采用间接免疫荧光法IF检测VGLL2对成肌细胞分化的影响。qRT‒PCR和苏木精-伊红（H&E）染色用于评估VGLL2过表达对鸡骨骼肌生长速率和骨骼肌纤维特性的影响。结果表明，VGLL2抑制了鸡原代成肌细胞的增殖，但促进了这些细胞的分化。有趣的是，鸡骨骼肌纤维发育因VGLL2的过表达而显著增强。本研究首次从体内和体外对鸡VGLL2基因在骨骼肌中的作用进行了探究，并且数据表明VGLL2基因可能是改善家禽肌肉质量的有用标志物。本研究结果为家禽肌肉发育的研究提供了新的思路，对家禽生产具有一定的指导意义。同时，也为进一步完善我国地方鸡分子育种计划、建立我国地方鸡肌肉发育调控网络提供了理论依据。
西瓜的果皮颜色和条纹是影响市场消费选择的关键外观品质性状。作为典型性状之一，西瓜果皮条纹的颜色明显较果皮背景颜色深，因此西瓜常被作为植物条纹研究的理想材料。但受种质资源的限制，目前我们对西瓜条纹着色机制的了解仍不深入。本研究以一份浅色条纹西瓜为研究材料，遗传分析结果表明这一性状由一个隐性基因控制，结合F2群体将控制条纹着色的基因Clsc（Citrullus lanatus stripe coloration）定位到第9染色体上的一个147.6 kb区域内。结合基因功能和表达量分析结果，编码APRR2转录因子的Cla97C09G175170基因被推定为控制西瓜条纹着色的关键基因。生理实验结果表明Cla97C09G175170可能通过影响叶绿体的发育和叶绿素的代谢影响西瓜果皮的颜色形成。本研究结果将有助于更好地理解西瓜条纹颜色形成的分子机制，并为新品种的分子标记辅助选择提供帮助。
水稻育秧和机插阶段的需要大量劳动力是机插水稻面临的主要难题之一。可通过增加每盘育秧播种量以减少育秧秧盘用量达到节省人工的目的。2021年和2022年使用秸秆基质块为育秧材料，以常规播种量150 g/盘、移栽秧龄20 d为对照（CK），设置播种量250 g/盘、300 g/盘和350 g/盘，移栽秧龄为10 d和15 d的6个处理，对水稻秧苗素质、机插质量和产量及经济效益进行研究。与CK相比水稻秧苗素质受高播种量短秧龄育秧影响较大，但秧苗活力未受显著影响。本实验中，350-10处理每公顷秧盘用量为152-155盘，比CK用量减少62%。提高水稻育秧播种量可减少2.8%-4%的水稻缺穴率。产量及经济效益以300-15处理最佳。
肉鸡的腹部脂肪过度沉积会造成很多不良后果，例如降低肉鸡的饲料效率、影响肉鸡健康、增加生产成本等。因此，培育低腹脂系的肉鸡品种具有重要意义。鸡的腹脂沉积是一个由遗传因素主导的多因素共同调控的复杂生理过程，其分子基础难以捉摸。在本研究中，我们通过转录组分析比较了腹部脂肪沉积不同阶段的差异基因，以鉴定影响腹部脂肪沉积的关键基因和途径。我们发现腹脂重（AFW）从第35天（D35）到第91天（D91）逐渐增加，然后在第119天下降。我们比较D35 vs D63、D35 vs D91的基因表达水平，鉴定差异表达基因（DEGs），并通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）识别与脂肪沉积相关的基因模块。然后，对鉴定到的DEGs与WGCNA基因模块进行交叉分析，在D35 vs D63、D35 vs D91分别鉴定出394个和435个交叉基因。对这些交叉基因进行功能富集分析，基因本体论（GO）和京都基因与基因组百科（KEGG）通路富集分析结果表明，类固醇激素生物合成途径和胰岛素信号通路在所有交叉基因中被共同富集，已有研究表明类固醇激素生物合成能途径调控胰岛素信号通路，表明类固醇激素生物合成途径在肉鸡腹部脂肪发育过程中发挥重要作用。接着采用CytoHubba的15种算法对这些交叉基因进行筛选，最终鉴定到6个与腹部脂肪沉积相关的hub基因（ACTB, SOX9, RHOBTB2, PDLIM3, NEDD9和DOCK4）。SOX9已被证明与类固醇激素受体结合所需的蛋白质结合，而RHOBTB2通过cyclin因子间接调控类固醇激素的生物合成，并最终影响脂肪沉积。同时，PPI蛋白互作预测分析发现这6个hub基因的蛋白水平存在互作关系。综上所述，我们分析表明RHOBTB2和SOX9基因可以通过调节类固醇激素生物合成途径在肉仔鸡脂肪沉积中发挥重要作用。本研究的结果为进一步研究鸡脂肪沉积机制提供了新的方向和思路。
鸡是一种重要的农业动物，其提供的骨骼肌是人类社会重要的蛋白质食物来源之一。骨骼肌的产量主要取决于肌纤维的发育，而该生物学过程受到许多基因，信号通路和非编码RNA的调控。microRNAs (miRNAs)是一类22个碱基左右的小非编码RNA，通常可以结合靶基因mRNA的3’端非翻译区（3’UTR）从而抑制靶基因的表达。有研究表明miR-181-5p家族（主要是miR-181a-5p和miR-181b-5p）可以调控哺乳动物骨骼肌的发育，然而miR-181-5p家族在鸡骨骼肌发育过程中的功能和调控机制仍然不清楚等。在本研究中，我们利用肌肉发育速度显著不同的蛋鸡与肉鸡这对极端模型，发现miR-181-5p家族在肌肉快速发育的肉鸡骨骼肌中高表达。然后我们采集鸡的骨骼肌卫星细胞来研究miR-181-5p家族在鸡骨骼肌体外肌生成中的作用，结果发现miR-181-5p家族显著促进成肌分化相关基因的RNA和蛋白表达，并且促进骨骼肌卫星细胞分化成多核的肌管，说明miR-181-5p家族在鸡骨骼肌发育过程中起正向的作用。随后靶基因预测发现miR-181-5p家族可能靶向TGF-β信号通路的重要受体TGFBR1，我们通过双荧光素酶报告等试验技术验证了miR-181-5p家族可以通过结合TGFBR1基因的3’UTR从而抑制TGFBR1基因的表达。TGFBR1和TGF-β信号通路都是已知的肌肉发育限制因子，我们利用鸡骨骼肌卫星细胞验证发现TGFBR1基因负调控鸡骨骼肌体外肌生成过程。在TGF-β信号通路中，TGF-β蛋白通过结合细胞膜上的TGFBR1/2蛋白复合体将细胞外的TGF-β信号转导进入细胞质中，促进下游SMAD2/3蛋白的磷酸化并促使其进入细胞增强肌肉发育抑制基因的转录。我们通过蛋白质免疫印迹实验发现干扰TGFBR1会导致SMAD2/3蛋白的磷酸化程度降低，TGF-β信号通路转导受阻，此外miR-181-5p家族可以同时抑制TGFBR1的表达和SMAD2/3蛋白的磷酸化程度。总之，我们的研究结果发现miR-181-5p家族可以通过靶向TGFBR1基因抑制TGF-β信号通路的转导，从而促进鸡骨骼肌的体外肌生成，表明miR-181-5p家族是鸡骨骼肌发育的促进因子，可能是导致肉鸡肌肉快速发育的重要调控因子之一，并可能成为分子标记辅助育种提高地方鸡肌肉产能的有效分子靶点。
交叉喙是多基因控制的复杂性状，目前已在全球至少12个鸡种中公开报道，发生率介于0.2%~7.4%。交叉喙严重影响个体采食和饮水，降低生产性能，损害动物福利。为探究交叉喙性状分子调控机制，本研究首先分析交叉喙鸡下颌骨形态特征，再通过RNA-seq技术筛选交叉喙鸡与正常鸡双侧下颌骨髁部的差异表达基因，结合功能富集分析鉴定关键候选基因。在此基础上，结合组织表达谱和细胞水平试验，验证关键候选基因导致鸡交叉喙的分子机制。结果表明，交叉喙由左右侧下颌骨长度不等导致，即某一侧下颌骨支短于对侧正常骨支，下喙偏向于下颌骨短支侧。由于下颌骨髁部是下颌骨支的生发中心，通过对交叉喙鸡短骨支侧髁部和正常骨支髁部进行转录组分析，共筛选110个差异表达基因，并显著富集于碳酸酐酶活性条目，差异表达基因为碳酸酐酶2（CA2）和碳酸酐酶13（CA13）。结合组织表达谱分析，发现CA2和CA13高表达于鸡下颌骨髁部(P<0.05)。通过比较成骨细胞增殖期与矿化期的CA2和CA13表达特征，发现两者在矿化期成骨细胞中显著上调。对下喙左偏和下喙右偏的交叉喙个体进行验证，发现短骨支侧髁部的CA2和CA13表达水平低于对侧正常骨支髁部(P<0.05)。为解析CA2和CA13基因功能，本试验在鸡成骨细胞培养体系中添加碳酸酐酶抑制剂，发现碳酸酐酶活性与成骨细胞矿化存在相关；进一步向成骨细胞中转染CA13干扰慢病毒，发现CA13被干扰后引起鸡成骨细胞矿化能力下降。研究结果揭示了CA2和CA13可能是北京油鸡交叉喙性状的潜在调控因子，但在其他品种中仍需进一步验证。此外，考虑到碳酸酐酶编码基因在人类中同样高表达，本研究也可能为人类下颌骨畸形引起的错颌和颅面不对称病因等提供参考。
创新点：本研究基于个体对称部位为研究对象的试验设计，结合转录组分析，揭示了CA2和CA13的不对称表达是鸡交叉喙性状形成的原因，研究结果将为地方鸡种复杂性状的研究提供新思路。
