家畜遗传育种Livestock genetic & breeding
外源基因在转基因动物和细胞中稳定、高效的表达，对于基因功能的研究和生物反应器的建立至关重要。动物基因组中的友好基因座能使外源基因高效稳定的表达且无副作用，但目前猪基因组中可供外源基因安全、高效定点整合的基因座相对较少，限制了多转基因猪的研究和发展。本研究提出了一种将猪I型胶原α1链（collagen type I alpha 1 chain，COL1A1）基因座作为友好基因座表达外源基因的新策略。利用CRISPOR软件设计了一对靶向COL1A1基因终止密码子的sgRNA，并连接到CRISPR/Cas9表达载体pX330中；同时合成了一个不含启动子、左右同源臂各长为900 bp的2A-GFP供体载体，然后共转染猪肾上皮细胞（porcine kidney epithelial，PK15)，胎儿成纤维细胞（porcine embryonic fibroblast，PEF）以及回肠上皮细胞（porcine intestinal epithelial，IPI-2I）3种细胞。电转染48 h后观察3种细胞的荧光情况，72 h后通过流式细胞术分选绿色荧光蛋白阳性的细胞，并通过荧光定量、蛋白质印记、转录组测序和CCK8实验在不同水平上评估COL1A1基因作为猪基因组外源基因定点整合位点的安全性。结果表明，共转染sgRNA和供体载体之后，可以分别在猪3种不同细胞中观察到绿色荧光，说明同源重组介导的定点整合系统可以在猪基因组中很好的发挥作用。qPCR结果显示，GFP敲入对3种细胞COL1A1基因mRNA的表达并无显著影响（PK15、PEF和IPI-2I细胞中的P值分别为0.29、0.66和0.20）。同样，蛋白质印记结果显示，GFP阳性细胞与野生型细胞COL1A1蛋白的表达并无显著差异（PK15、PEF和IPI-2I细胞中的P值分别为0.64、0.48和0.80)。转录组测序结果显示，GFP阳性PEF细胞与野生型PEF细胞的转录组显著正相关（P<2.2e-16），表明GFP敲入没有改变内源性基因的整体表达。CCK8实验表明，GFP敲入对PK15细胞增殖并无显著影响（24 h，48 h，72 h，96 h，120 h的P值分别为0.31，0.96，0.24，0.17和0.38）。上述结果表明，COL1A1基因可作为猪基因组中外源基因定点整合的友好基因座，可广泛应用于家畜育种和生物医学模型的建立。本研究首次鉴定出了COL1A1基因可以作为猪基因组中的友好基因座。
溶血磷脂酸( Lysophosphatidic acid, LPA)是一种小分子甘油磷脂，在多种动物细胞中具有生长因子和激素样活性。LPA通过结合G蛋白偶联受体,激活下游信号通路，产生促卵母细胞成熟，提高胚胎发育率，促进细胞增殖等生物学效应。绵羊是我国重要的家畜之一，其体外受精效率较其他物种偏低,且目前仍未建立真正的绵羊胚胎干细胞。本研究通过在绵羊体外受精过程及囊胚接种细胞培养过程中添加LPA，以探究LPA对绵羊体外受精以及囊胚接种细胞培养的影响。首先，我们对绵羊的体外受精体系进行了筛选，选取了两种成熟液与两种SOF液进行组合，通过比较不同体系间的成熟率、卵裂率和囊胚率，最终找到最优的体外受精的体系，即IVM Ⅱ and SOF Ⅱ。然后，在绵羊体外受精过程中添加不同浓度的LPA，探讨LPA浓度对绵羊体外受精的影响。结果显示，当LPA浓度为0.1 μmol L-1 - 10 μmol L-1之间时，随着LPA浓度的增加，绵羊卵母细胞体外成熟率、囊胚率逐渐上升(P < 0.05)，卵裂率无显著变化(P > 0.05),囊胚形态正常；当LPA浓度达到15 μmol L-1时，成熟率、卵裂率、囊胚率均出现显著下降 (P < 0.05)，且囊胚形态发生异常，胚胎内细胞团聚集不正常，囊胚内部出现分区，不能发育成为优质的囊胚。另外，随着LPA浓度在0.1 μmol L-1- 10 μmol L-1范围内逐渐增大，LPAR2、LPAR4、TE相关基因CDX-2和多能性相关基因OCT-4在绵羊早期体外受精胚胎中的mRNA表达量也逐步增加。而15 μmol L-1 LPA处理组中，早期胚胎LPAR2、LPAR4、CDX-2和OCT-4的表达量均显著低于LPA - 10 μmol L-1处理组(P<0.05)。最后，我们将绵羊体外受精囊胚接种在不同培养体系,尝试建立胚胎干细胞。 结果表明，LPA使接种后的囊胚细胞向TSC样细胞生长。随着LPA浓度从0 μmol L-1增加到10 μmol L-1, OCT-4和CDX-2的蛋白免疫荧光强度和mRNA丰度增强(P < 0.05)，而15 μmol L-1 LPA则显著降低OCT-4和CDX-2在囊胚接种细胞中的表达(P < 0.05)。同时，10 μmol L-1的LPA处理后，LPAR2和LPAR4蛋白表达显著增加。综合上述实验结果，LPA可促进绵羊体外受精早期胚胎发育,并促进囊胚接种细胞向TSC方向生长，为大动物体外受精及胚胎干细胞建系提供参考。
【背景】牦牛骨骼肌的生长发育决定其产肉量，进而影响经济收入。因此提高牦牛的产肉性能是发展牦牛产业的重要任务。骨骼肌发育过程受许多基因的调控，包括一些非编码RNA的调控，如miRNA。然而牦牛出生前后骨骼肌中miRNA的转录调控机制并不清楚。【目的】通过小RNA测序挖掘与牦牛骨骼肌生长发育有关的miRNA，并通过C2C12细胞对候选miRNA进行功能研究，为牦牛骨骼肌发育机制解析提供基础。【方法】对出生前后牦牛背最长肌（3个胎牛和3个成年牛）进行miRNA转录本测序，基于（log2 (差异倍数) |>1，P值≤0.05）筛选差异miRNAs，并通过Miranda和TargetScan算法预测差异miRNAs靶基因并求交集，对差异miRNA靶基因进行GO和KEGG富集分析。在C2C12细胞中通过干扰和过表达实验对候选miRNA进行功能分析，通过双荧光素酶实验验证候选miRNA的靶基因。【结果】本研究在胎牛和成年牦牛背最长肌中共鉴定到264个miRNAs。264个差异miRNAs共预测到5183个靶基因。GO和KEGG结果显示，差异miRNA的靶基因主要富集在能量平衡，蛋白激酶结合，ATP结合等GO条目，及一些与肌肉发育有关的信号通路，如MAPK，PI3K-Akt，Hippo等信号通路。其中候选miR-652在胎牛背最长肌中上调表达。通过在C2C12细胞中转染miR-652发现，miR-652可促进C2C12细胞的增殖和分化（P≤0.05），同时抑制C2C12细胞晚期凋亡（P≤0.001）。细胞周期实验结果显示，miR-652可导致C2C12细胞百分比在G1期下降（P≤0.001），S期和G2期上升（P≤0.01）。双荧光素酶实验结果提示ISL1是miR-652的一个靶基因。【结论】牦牛在出生前后骨骼肌中存在大量差异表达的miRNA，表明miRNA参与牦牛骨骼肌发育，miR-652可能通过靶向ISL1基因调控牦牛骨骼肌生长发育。
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。
Alternative polyadenylation events in epithelial cells sense endometritis progression in dairy cows
Endometritis (inflammation of the endometrial lining) is one of the most devastating reproductive diseases in dairy cattle, resulting in substantial production loss and causing more than $650 million in lost revenue annually in the USA. We hypothesize that alternative polyadenylation (APA) sites serve as decisive sensors for endometrium health and disease in dairy cows. Endometrial cells collected from 18 cows with purulent vaginal discharge scored 0 to 2 were used for APA profiling with our whole transcriptome termini site sequencing (WTTS-seq) method. Overall, pathogens trigger hosts to use more differentially expressed APA (DE-APA), more intronic DE-APA, more DE-APA sites per gene and more DE-genes associated with inflammation. Host CD59 molecule (CD59), Fc fragment of IgG receptor IIa (FCGR2A), lymphocyte antigen 75 (LY75) and plasminogen (PLG) may serve as initial contacts or combats with pathogens on cell surface, followed by activation of nuclear receptor subfamily 1 group H member 4 (NR1H4) to regulate AXL receptor tyrosine kinase (AXL), FGR proto-oncogene, Src family tyrosine kinase (FGR), HCK proto-oncogene, Src family tyrosine kinase (HCK) and integrin subunit beta 2 (ITGB2) for anti-inflammation. This study is the first to show significance of cilium pathways in endometrium health and animal reproduction. MIR21 and MIR30A would be perfect antagonistic biomarkers for diagnosis of either inflammation or anti-inflammation. These novel findings will set precedent for future genomic studies to aid the dairy industry develop new strategies to reduce endometritis incidence and improve fertility.
microRNAs（miRNAs）是广泛存在于哺乳动物中的一种微小、非编码RNA，可以通过靶向吸附调节下游基因的表达，参与多种生物学过程。虽然关于 miRNAs 调控哺乳动物毛色的研究取得了一定的成果，但其调控网络尚不完善，仍需要不断深入研究。前期测序发现，miR-370-5p在白色绵羊皮肤中的表达水平显著高于黑色绵羊，推测其可能参与绵羊皮肤黑色素生成。本研究以绵羊黑色素细胞为研究对象，探究miR-370-5p在绵羊黑色素细胞中的作用。表型检测发现，高表达的miR-370-5p可以显著抑制（P=0.001）酪氨酸酶活性，从而显著降低（P<0.001）黑色素的产生；CCK 8实验检测发现，黑色素细胞转染miR-370-5p后的第4天至第5天，细胞的增殖速率显著降低（P<0.01）。靶基因预测发现，丝裂原活化蛋白激酶8（Mitogen-activated protein kinases, MAP3K8）的3'非翻译区（Untranslated Region, UTR）存在miR-370-5p的靶向结合位点，推测两者可能存在靶向调控关系。双荧光素酶报告载体实验结果显示，miR-370-5p可以靶向吸附MAP3K8-3’UTR。原位杂交实验显示，MAP3K8广泛表达于黑素细胞的细胞质。定量RT-PCR和Western blot结果显示，miR-370-5p显著抑制（P<0.01）MAP3K8的表达。以上结果表明，miR-370-5p可以靶向结合MAP3K8-3’UTR，抑制其表达。siRNA干扰结果显示，黑素细胞中干扰MAP3K8的表达可以显著抑制（P<0.01）细胞增殖，降低（P<0.001）黑色素生成，影响趋势与过表达miR-370-5p一致。靶基因拯救实验结果显示，黑色素细胞中共转染miR-370-5p和MAP3K8-cDNA（含有miR-370-5p靶向结合位点）载体，可以显著上调（P≤0.001）MAP3K8的表达，显著促进细胞增殖（P<0.001）和黑色素产生（P<0.01）。以上结果表明， miR-370-5p通过靶向抑制MAP3K8表达，抑制绵羊黑色素细胞增殖、降低黑色素产量。本研究通过miRNA过表达探明了miR-370-5p对黑色素细胞增殖、酪氨酸酶活性及黑色素产量的影响；通过靶基因干扰、拯救实验解析了miR-370-5p抑制黑色素细胞增殖、酪氨酸酶活性及黑色素生成的分子机制，有助于丰富miRNAs参与毛色形成的调控机制，为后续毛用动物毛色改良提供参考。
目的：生长性状是猪最重要的经济性状之一，其遗传机制复杂，由微效多基因调控。背膘厚、眼肌面积和达100 kg体重日龄等性状通常是用作评估生长性能的主要指标。然而，目前可用于生产性状遗传改良的分子遗传标记仍然较少。本研究旨在挖掘与猪产肉性状相关的遗传标记位点，为猪的分子育种提供新的靶标。方法：我们选取了杜洛克、长白、大白三个品种共1186头纯种猪，记录所有个体的背膘厚、眼肌面积和达100 kg体重日龄等表型信息，使用猪Neogen GGP 80K SNP芯片对这1,186头纯种猪进行全基因组基因分型。用PLINK对数据进行清洗，用Beagle填充缺失的基因型数据，GCTA用于计算三个性状的遗传力、遗传相关性和表型相关性。我们使用GAPIT的四种不同统计模型进行全基因组关联分析(Genome-wide association study, GWAS)，并筛选出至少在两种模型中被检测到的单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism, SNP)位点，采用SnpEff包对候选SNPs位点进行功能注释，结合公共数据库pig QTLdb定位数量性状基因座(Quantitative trait loci, QLT)，并利用课题组的转录组数据分析候选基因在骨骼肌生长发育过程中的表达模式。结果：研究结果表明，背膘厚、眼肌面积和达100 kg日龄的遗传力分别为：0.35±0.06、0.38±0.06和0.51±0.05。通过GWAS分析鉴定12个与生长性状相关的高置信度SNPs，其中5个(2_161686082, WU_10.2_1_311973532, WU_10.2_1_312813451, WU_10.2_13_6181341, WU_10.2_7_134736770)与背膘厚显著相关，3个(WU_10.2_1_311973532, WU_10.2_1_31309038, WU_10.2_12_18057237)与眼肌面积显著相关，6个(WU_10.2_12_18057237, ALGA0072703, ASGA0040345, ASGA0098828, WU_10.2_10_735574, ASGA0080085)与达100 kg日龄显著相关。通过位点注释及QTL定位，发现6个候选基因(SKAP2, SATB1, PDE7B, PPP1R16B, WNT3, WNT9B)可能与猪的生长性状相关。转录组数据分析表明，SKAP2在出生前的骨骼肌中表达水平高于出生后，PDE7B在出生前骨骼肌中表达逐渐上调，在出生后表达水平降低，提示这些基因可能在骨骼肌生长发育中扮演重要的作用。结论与创新性：本研究通过使用四种统计模型对猪生长性状进行全基因组关联分析，鉴定到12个SNPs和6个关键候选基因与生长性状相关，并分析其表达模式和潜在功能，为猪产肉性状的遗传改良提供了新的候选位点和基因，有助于猪产肉性状的遗传解析，但是候选位点和基因的功能和调控机制仍有待进一步解析。
真核生物基因组按照一定的层次结构折叠在细胞核中，影响基因的转录调控。基因组被折叠成多尺度结构单元，包括染色体领域、区室、拓扑相关结构域（TADs）和DNA环等。这些层级结构的识别得益于生物技术的发展，例如基于3C的方法（Hi-C、ChIA-PET等）、成像工具（2D-FISH、3D-FISH、Cryo-FISH等）和无连接方法（GAM、SPRITE等）。在过去的二十年中，大量研究表明，基因组的三维结构可以通过多种机制调控细胞过程，例如调节增强子活性和启动子-增强子相互作用等。然而，在畜牧领域，对三维基因组学的研究相对较少。因此，迫切需要开展畜禽三维基因组研究，以便更全面地了解基因组与生产性状之间的潜在关系。本文总结了人类和小鼠三维基因组学及其生物学功能的最新进展，并重点探讨了三维基因组学在畜禽肌肉发育中的生物学功能及其在动物育种中的意义。
卵巢卵泡发育状态直接影响母猪的繁殖性能，颗粒细胞作为卵泡中最大的细胞群，其增殖直接促进卵泡的生长，其凋亡直接导致卵泡的闭锁，因此，探究关键因子对颗粒细胞增殖、凋亡的作用及机制是至关重要的。miR-24-3p在高产大白×长白二元母猪卵巢组织中的表达水平显著高于低产母猪，并且miR-24-3p在各个物种间是高度保守的，KEGG和GO分析表明miR-24-3p可能与细胞增殖和凋亡有关，其靶基因也富集在Wnt和mTOR等与颗粒细胞生理功能相关的信号通路上。然而，miR-24-3p在颗粒细胞中的作用尚不清楚。在本研究中，我们通过流式细胞术、5-乙基-2′-脱氧尿苷(EdU)染色和细胞计数等试验，发现miR-24-3p促进了颗粒细胞增殖，增加S期细胞比例，上调细胞周期基因（CyclinB、CyclinD、CyclinE、CDK4）的mRNA和蛋白水平表达。此外，通过流式细胞术、RT-qPCR、Western Blot等方法，表明miR-24-3p能够抑制颗粒细胞凋亡并影响凋亡相关基因（BCL-2、BAX）的表达。在机制上，通过miRBase 、RNAhybrid等在线预测网站对miR-24-3p潜在的靶基因进行生物信息学分析，在5个靶基因预测网站中取交集，筛选出17个潜在基因。通过RT-qPCR、Western Blot、双荧光素酶报告试验并结合基因的生物学功能进行分析，结果显示，周期蛋白依赖性激酶抑制剂1B (P27/CDKN1B) 是miR-24-3p在细胞增殖和凋亡方面的靶基因。此外，恢复试验证明，过表达P27减弱了miR-24-3p对颗粒细胞增殖的促进作用，同时也减弱了miR-24-3p对颗粒细胞凋亡的抑制作用。这些结果表明miR-24-3p可通过靶向P27抑制其转录水平进而促进颗粒细胞增殖并抑制颗粒细胞凋亡。本研究从产仔数极端表型差异个体中筛选并鉴定影响繁殖性状的关键miRNA，并结合猪原代细胞培养模型、生物信息学分析、分子生物学试验阐明miR-24-3p影响颗粒细胞增殖凋亡的具体作用及机制。
在生猪产业链中，胴体分割是提升猪胴体经济价值的非常重要的加工过程。本研究的目的是确定猪分割肉的重量及其在猪胴体中的占比，以及探究猪胴体重、性别和品种组成对分割肉的影响。同时，我们还研究了分割肉与胴体性状和肉质性状之间的相关性。本研究选择长白猪(LD)、大白猪(YK)、长白与大白二元杂交猪(LY)以及三元杂交后代杜长大（DLY）组成的4个不同猪群进行胴体分块测定。共计分割测定了2,012头猪胴体，每个胴体测定了17个分块肉性状、12个胴体性状和6个肉质性状。结果表明，胴体重、性别和品种组成对大多数分块肉的重量和胴体占比均有显着影响（P<0.05）。肉类和骨类分割肉的胴体占比随胴体重的增加而下降，而脂肪类分块肉的胴体占比随胴体重的增加而增加。此外，四点背膘的厚度也随胴体重的增加显著增加（P<0.001），这表明育肥期猪只摄入的能量更多用于脂肪沉积。此外，阉公猪的前段（SC）和背膘（BF）的比例显著高于母猪（P <0.001），而后段（LC）则相反。阉公猪的三号肉（LO）的比例和背最长肌纵切面的面积（LMA）显著低于（P<0.001）母猪，但肌间脂肪含量（PFAI）和大理石纹评分（VMS）显著高于（P<0.001）母猪。在不同品种中，LD的胴体直长显著长于（P<0.001）其他三个群体，这解释了四个群体中LD的中段(MC)占比最高。此外，在四个群体中，DLY的前段胴体占比最高。最后我们发现，大多数分块肉的胴体占比之间的相关性较低或不显著（P>0.05），并且大多数分块肉的胴体占比与肉质性状和胴体性状之间的相关性也较低或不显著（P>0.05）。综上所述，胴体重、性别和品种组成对分割肉、胴体性状和肉质性状受品种和生长阶段的影响，也揭示了不同性别之间生长曲线不同步性。本研究首次基于中国的猪胴体分割标准，在大规模群体中探究了猪胴体分割肉的组成以及胴体重、性别和品种组成对分割肉的影响，为猪胴体分割肉的育种研究奠定了基础。
提高我国种猪生产效率是当务之急，尽管与母猪总产仔数性状相关的候选位点已逐步被揭示，但其分子机制尚不清晰。梅山猪是享誉世界的高产猪种，其繁殖力高于瘦肉型的大白猪等西方引进猪种。卵巢合成和分泌雌二醇、孕酮等类固醇激素，指导着猪卵母细胞发育、妊娠建立和维持、泌乳等生殖过程，是决定妊娠期生殖特征的关键器官。本研究关注妊娠中期第二个胎儿丢失的关键时期，妊娠第49天的卵巢生理过程，通过转录组、蛋白质组和代谢组的多组学比较研究，旨在确定梅山猪和大白郡猪卵巢黄体的基因组、蛋白质组学和代谢组学差异，以揭示母猪高繁殖力的潜在分子遗传机制。结果显示：梅山猪在妊娠中期的转录组和蛋白质组水平上都表现出卵巢类固醇生物合成和丁酸代谢的普遍下调，但血清胆固醇、雌二醇和孕酮水平均高于大白猪；鉴定出类固醇激素途径基因中与猪总产仔数、猪初生窝重和胎重相关的位点；揭示了梅山猪的高繁殖力性状形成的关键因素之一：调控妊娠中期较低的类固醇物质生物合成效率和较高的生殖激素血清水平的平衡，减少妊娠期的胎儿丢失。
容受性子宫内膜是胚胎成功植入的必要条件之一，它的形成是一个复杂的动态过程，在这个过程中子宫内膜的形态与功能发生显著改变，其中包括子宫内膜细胞增殖与凋亡。然而，这种分子机制有待进一步研究。目的：本研究旨在探究circRNA3669对山羊子宫内膜上皮细胞的调控作用。方法：利用RT-qPCR、Western blot、双荧光素酶活性检测系统、免疫组化、CCK-8、EdU、细胞凋亡等实验技术，检测circRNA3669在山羊子宫内膜上皮细胞中对miR-26a和网钙蛋白2（RCN2）的调控作用，以及对山羊子宫内膜上皮细胞增殖的影响。结果：在本研究中，circRNA3669在山羊容受期子宫内膜中的表达量显著高于容受前期。功能分析显示， circRNA3669过表达后通过激活PI3K/AKT-mTOR和MAPK信号通路，促进山羊子宫内膜上皮细胞的增殖，从而抑制山羊子宫内膜上皮细胞凋亡。此外，circRNA3669可作为一种竞争性内源性RNA（ceRNA）通过吸附miR-26a上调RCN2在山羊子宫内膜上皮细胞中的表达量。结果显示，RCN2在山羊容受前期子宫内膜中高表达，且β-雌二醇（E2）和孕酮（P4）调控其在山羊子宫内膜上皮细胞中的表达量。RCN2可通过激活PI3K/AKT-mTOR和MAPK信号通路上关键蛋白PI3K、AKT、mTOR、JNK和P38的磷酸化水平，进而促进山羊子宫内膜上皮细胞增殖。结论：circRNA3669作为ceRNA吸附miR-26a，上调RCN2 在山羊子宫内膜上皮细胞中的表达量，并通过激活PI3K/AKT-mTOR和MAPK通路抑制山羊子宫内膜上皮细胞凋亡。本研究在山羊子宫内膜上皮细胞中构建了circRNA3669-miR-26a-RCN2调控网络，为进一步探究circRNA在山羊容受性子宫内膜建立过程中的分子调控机制提供试验依据。
本研究的目的是确定SLC15A4在胞壁酰二肽（MDP）介导的奶牛瘤胃上皮细胞（BRECs）炎症反应中的作用。首先，检测了10 μg mL-1 MDP处理后BRECs中促炎因子mRNA表达量的变化。RT-qPCR结果显示，在MDP刺激下，促炎因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）的mRNA表达量显著增加（P < 0.001）。此外，通过慢病毒包装、转染、筛选和细胞单克隆培养获得了SLC15A4-KO细胞系。为了进一步了解SLC15A4的潜在功能，我们利用转录组数据揭示了野生型BRECs和SLC15A4-KO之间的基因变化。鉴定出5个下调的促炎基因和13个下调的趋化因子基因与炎症反应有关。同时，下调的基因主要富集在NF-κB和MAPK信号通路中。RT-qPCR的结果也证实了这些变化。为了进一步确定WT和SLC15A4-KO BREC如何参与炎症反应的机制，我们研究了添加MDP后BRECs的炎症反应。与对照相比，添加10 μg mL-1 MDP处理WT BREC和SLC15A4-KO后，我们的研究结果表明，与野生型BRECs相比，SLC15A4-KO BRECs降低了炎症反应中（IL-6、TNF-α、CXCL2、CXCL3、CXCL9和CCL2）和蛋白质（p-p65和p-p44/42）的mRNA表达量（P < 0.05）。在本实验中，CRISPR-Cas9系统用于敲除奶牛瘤胃上皮细胞中的SLC15A4基因，其作用通过MDP诱导的BRECs炎症反应得到证实。这项工作将为研究MDP的促炎机制及其在奶牛亚急性瘤胃酸中毒防治工作中的应用提供理论依据。
睾丸支持细胞是保证正常精子发生和雄性可育必不可少的细胞。尽管从不同发育时期的猪睾丸组织中鉴定出了大量的长链非编码RNA，并预测其在精子发生中具有关键的调控作用，但关于其功能和调控机制的研究仍处于初级阶段。因此，本研究旨在探究lncFPFSC在未成熟猪睾丸支持细胞增殖和凋亡中的功能及调控机理。结果表明，lncFPFSC主要表达于未成熟猪睾丸支持细胞的细胞质中，且过表达lncFPFSC促进细胞周期进程和细胞增殖并抑制细胞凋亡，而siRNA诱导的抑制表达lncFPFSC则具有相反的调控作用。机理研究表明，lncFPFSC作为“分子海绵”吸附抑制miR-326，过表达miR-326抑制细胞增殖并诱导细胞凋亡，且能够拮抗过表达lncFPFSC的作用。miR-326直接靶向常染色组蛋白赖氨酸N-甲基转移酶2基因，并抑制其mRNA和蛋白表达水平。此外，siRNA诱导的抑制表达EHMT2的作用与抑制表达miR-326的一致。综上，lncFPFSC通过调节miR-326/EHMT2信号轴促进未成熟猪睾丸支持细胞的增殖并抑制其凋亡。本研究拓展了我们对长链非编码RNA通过决定睾丸支持细胞的命运参与猪精子生成过程的理解，且该竞争性内源RNA网络为治疗支持细胞疾病诱导的雄性不育提供了新的分子标记。
肌纤维是骨骼肌的主要组成部分，由肌管成熟形成。在早期发育过程中，骨骼肌卫星细胞（SSCs）增殖为成肌细胞，随后成肌细胞经历分化和融合形成肌管。然而，从SSCs到肌管转化过渡机制仍不清晰。因此，本研究采用了RNA-seq和DIA技术对山羊肌卫星细胞、成肌细胞（分化2天）和肌管（分化10天）进行了转录组和蛋白组测序。首先，对两个组学分别进行了差异分析，转录组中共鉴定到5785个差异基因，蛋白组中共鉴定到2946个差异蛋白。蛋白质组分析发现SLMAP和STOM可能与肌管的形成有关。沉默SLMAP后，成肌标记基因MyoD的明显上调（P<0.01）和肌管标记基因MyoG和Myosin7明显下调（P<0.01），但Desmin的表达水平没有变化；沉默STOM后，成肌标记基因MyoD的明显上调（P<0.01）和肌管标记基因MyoG、Myosin7和Desmin均明显下调（P<0.01）。在更严格的差异分析条件下（差异蛋白|log2(FC)|>1.2；差异基因|log2(FC)|>2)）整合两个组学数据发现，在肌卫星细胞和成肌细胞比较组中，18个因子呈正相关，37个因子呈负相关；在成肌细胞和肌管比较组中，31个因子呈正相关，10个因子呈负相关。这些因子的GO分析表明，从肌卫星细胞到成肌细胞转变时，分化和迁移相关的因子SVIL、ENSCHIG00000026624（AQP1）、SERPINE1上调，同时伴随着细胞凋亡。在成肌细胞到肌管转变时，与细胞粘附和信号转导有关的候选因子在肌管中高度表达，CCN2、TGFB1、MYL2和MYL4被确定为成肌细胞和肌管比较组的关键候选因子。综上，本研究从转录组和蛋白组中筛选到了可能影响肌卫星细胞到成肌细胞，再到肌管转变的关键因子，对肌肉早期发育或损伤后再生过程中肌管形成提供新的解析。
目前全球对农场动物及其肉类产品猪肉、鸡肉和其他畜禽肉类的需求正在稳步提升。随着生命科学研究的深入和生物技术的快速发展，开发先进的分子育种标记，高效地提升动物的产肉性状是一个很好的契机。Hippo是一个关键的信号通路，因其在器官大小调控中起着至关重要的作用。近年来，随着对Hippo信号通路研究的增加，通过基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等多组学技术的联合应用，将有助于推进Hippo信号通路参与骨骼肌发育的深入研究。Hippo信号通路在诸多生物学事件中起着关键作用，主要包括：细胞分裂、细胞迁移、细胞增殖、细胞分化、细胞凋亡，以及细胞黏连、细胞极性和细胞面对机械过载中的稳态维持等。它在骨骼肌发育中的影响，对畜牧业的生产效益提升有重要的研究价值。在此，我们追溯了Hippo通路的起源，全面整理了该通路目前发现的所有功能性因子，深入解析了其发挥功能的分子机理，并从全新视角依据其主效结构域和作用模式进行归纳分类，系统探讨其在整个骨骼肌发育中的调控作用。尤其重点针对Hippo信号通路在胚胎干细胞发育、肌肉卫星细胞命运决定、肌肉发生、骨骼肌产肉量和器官大小调节、肌肉过度肥大和萎缩、肌纤维形成及其不同类型之间的转化，以及心肌细胞增殖和再生中的作用进行了有条理的总结和综合分析。本文对Hippo信号通路的总结和展望，为进一步高效率地提升产肉量和肌肉沉积，开发畜禽的分子育种新技术提供思路，将有助于动物分子育种的发展。
基因组选择利用表型与密集的全基因组单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)来估计个体的基因组估计育种值(Genomic estimated breeding value, GEBV)。目前，基因组最佳线性无偏预测(Genomic best linear unbiased prediction, GBLUP)是预测复杂性状最广泛的工具，随着技术不断发展，使用情境日下迁变，研究者们对预测的准确性提出更高要求。侧重于对模型本身进行拓展的相关研究将传统模型中的随机效应部分重新划分为多个子集并赋权，以此来提高预测精度，而倾向于利用多组学数据的研究则捕获基因组测序水平之外的变异来辅助提高预测精度。在本研究中，为了在大动物牛中提高基因组选择的预测精度，我们将具有基因组与转录组数据的群体设置为训练群体，以华西牛的生长性状中的背最长肌重量性状(Longissimus dorsi muscles, LDM)，与肉质性状中的系水力(Water holding capacity, WHC)、剪切力(Shear force, SF)以及pH的数据作为表型数据，使用贝叶斯稀疏线性混合模型(Bayesian sparse linear mixed model, BSLMM)、全转录组关联分析(Transcriptome-wide association study, TWAS)及表达数量性状基因座(Expression quantitative trait locus, eQTL)映射的方法，根据βb>0、前1%表型方差解释率(Percent of phenotypic variation explained, PVE)、与表达关联的单核苷酸多态性位点(expression-associated single nucleotide polymorphisms, eSNPs)及基因(egenes)错误发现率(False discovery rate, FDR)< 0.01的条件进行基因组特征预筛选，而后将这些显著的预筛选位点分别设置为额外的固定效应(GBLUP-Fix)与随机效应(GFBLUP)，用以改进模型并在验证群体中进行验证，同时，将传统GBLUP方法以及基于随机筛选的位点进行设置的GFBLUP与GBLUP-Fix进行比较。结果表明，在GFBLUP与GBLUP-Fix模型下，不同策略预筛选位点的加入，将LDM、WHC、SF、pH性状的预测精度平均提高了2.14%至8.69%。其中GFBLUP-TWAS在SF方面相较于GBLUP模型，预测精度提高了13.66%。此外结果也表明这些方法能够捕获比GBLUP模型更多的遗传变异。我们的研究验证并强调了多组学辅助的大效应位点预筛选策略在提高大动物的基因组预测准确性上的可行性，这为筛选位点并用于华西牛低密度SNP芯片序列的设计工作奠定基础。
