羊毛蛋白质组学研究进展

羊毛是由蛋白质组成的天然纤维,被广泛应用于纺织等行业,然而随着经济的发展,人们对羊毛品质的要求越来越高,传统的研究方法已满足不了人们对羊毛蛋白研究的需要。蛋白质组学作为后基因组时代的一门新兴学科,可大规模、高通量、系统化地从整体水平研究羊毛蛋白质的组成、功能及其蛋白之间的相互作用,在羊毛研究领域已得到广泛应用。文章从羊毛蛋白质组学的研究方法,已知的羊毛蛋白质以及蛋白组学在羊毛蛋白质研究中的应用进展进行了综述,以期为蛋白质组学在羊毛中的应用提供参考。

绵羊毛囊及其角蛋白研究进展

毛囊是毛纤维的生长基础,决定毛纤维的性状,角蛋白是毛囊组成的重要成分之一。近年来,对毛囊生长发育和角蛋白基因的挖掘等取得了一定的进展。文章回顾了绵羊角蛋白基因的发现,已经与人类角蛋白基因相当,但在数量和分类上存在差异;笔者介绍了绵羊毛囊的形态学结构,简述了毛囊角蛋白基因的表达定位和影响毛纤维性状的角蛋白,并分析了毛囊中的蛋白质组学技术的应用对毛囊生长发育和毛纤维性状的重要作用,以期为绵羊毛囊生长发育和羊毛性状的分子选育提供新的研究思路。

反刍动物剩余采食量在瘤胃功能上的差异和相关分子生物学机制

剩余采食量(RFI)已广泛用于测定各种家畜的饲料效率,通过实际采食量与预期采食量之差来衡量。瘤胃是反刍动物的主要消化器官,瘤胃微生物相对丰度和活性决定反刍动物的饲料效率。本文主要概述反刍动物瘤胃发酵参数、甲烷的排放、瘤胃微生物和瘤胃上皮细胞与RFI差异之间的关系,旨在明确瘤胃功能与反刍动物饲料利用效率之间的关系,为今后选育低RFI动物提供新的研究方向。

高、低剩余采食量滩羊瘤胃微生物的差异

剩余采食量(RFI)通过实际采食量与预期采食量之差来评估饲料效率。瘤胃微生物相对丰度和活性决定着反刍动物的饲料效率。本研究选取345只6月龄左右体重相近的滩羊,采用多元回归模型计算每只羊的RFI,按数值极值大小分为极高组和极低组,分别采集其瘤胃液,利用测序技术对滩羊瘤胃液样本中细菌16S rRNA基因扩增子进行测序,分析其瘤胃微生物菌群。结果表明,极高和极低组公母羊瘤胃微生物多样性和丰富度均无显著变化(P>0.05),PCoA主坐标分析未发现瘤胃内微生物群落明显分离。极高组中,公羊的拟杆菌门和变形菌门丰度显著高于母羊,母羊的放线菌门丰度显著高于公羊(P <0.05)。极高组中,母羊的Olsenella菌属丰度显著高于公羊,公羊的Prevotella菌属和Erysipelotrichaceae_UCG-002丰度显著高于母羊(P <0.05)。极低组中,公羊的Selenomonas菌属丰度显著高于母羊(P <0.05)。公羊不同RFI表型中,低RFI组的广古菌门中的Methanobrevibacter菌属丰度显著高于高RFI组,高RFI组的变形菌门丰度显著高于低RFI组羊(P <0.05)。综上,性别是影响瘤胃微生物差异的重要因素,瘤胃内的Methanobrevibacter菌群与低RFI滩羊有关。

不同剩余采食量下滩羊血浆代谢组学分析

本试验旨在探究不同剩余采食量(RFI)滩羊血浆代谢物的差异,筛选候选生物标志物。采集公、母滩羊血浆各13份,共计26份(其中极高RFI公、母羊血浆各7份,极低RFI公、母羊血浆各6份),采用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)代谢组学技术,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘-判别分析(OPLS-DA)筛选不同组别滩羊血浆中的差异代谢物。结果显示:极低RFI公羊vs极高RFI公羊组中5种差异代谢物下调;极低RFI母羊vs极高RFI母羊组中2种差异代谢物下调;极低RFI羊vs极高RFI羊组中4种差异代谢物下调。受试者工作特征曲线(ROC曲线)结合箱式图进一步检测这些差异代谢物对分组的识别能力,结果显示,在公羊血浆中β-羟基异戊酸、庚酰肉碱、壬酰肉碱、壬酰肉碱异构体对RFI具有明显的区分能力;在母羊血浆中十八碳二烯酰肉碱对RFI具有明显的区分能力。综上所述,血浆差异代谢物主要涉及脂肪代谢,其中血浆中β-羟基异戊酸、庚酰肉碱、壬酰肉碱、壬酰肉碱异构体可作为公滩羊RFI生物标志物,十八碳二烯酰肉碱可作为母滩羊RFI生物标志物。

不同剩余采食量滩羊瘤胃发酵参数的研究

剩余采食量(Residual feed intake,RFI)是通过动物实际采食量与预测采食量之差来衡量饲料效率。为研究不同RFI滩羊对瘤胃发酵参数的影响,通过表征瘤胃pH值和挥发性脂肪酸(Volatile fatty acid,VFA),筛选影响RFI的标识物。研究基于前期饲喂试验和每只滩羊的RFI数值,按数值极值分组,选择EH-RFI(极高RFI)公、母滩羊各7只,EL-RFI(极低RFI)公、母滩羊各8只,采用气质质谱联用仪(GS-MS)对滩羊瘤胃液中的VFA进行检测,并结合屠宰前采集的瘤胃液pH值进行分析。结果表明,不同RFI公、母滩羊的瘤胃pH值间没有显著差异(P>0.05);母滩羊瘤胃乙酸、丙酸、丁酸、异戊酸、戊酸和己酸含量显著高于公滩羊(P<0.05)。公羊组中,极低RFI滩羊瘤胃丁酸、异丁酸和异戊酸含量显著高于极高RFI羊(P<0.05);母羊组中,极低RFI滩羊瘤胃己酸含量显著低于极高RFI组羊(P<0.05)。综上,公母羊间瘤胃pH值一致,瘤胃VFA含量差异与性别因素有关,性别因素可能影响瘤胃发酵模式;极低RFI公滩羊瘤胃具有较高的丁酸、异丁酸和异戊酸含量,可以作为饲料高效率的重要生物标识物。

不同剩余采食量下滩羊能量代谢分析

本研究旨在揭示不同剩余采食量(RFI)下滩羊血浆内源性能量代谢物的变化,筛选出对滩羊RFI有影响作用的差异代谢物。筛选极高、极低RFI滩羊各16只并采集血液,应用代谢组学技术对血浆样品进行检测,结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA),以变异倍数(FC)>1.30或<0.77,变量投影重要度(VIP)>1和P<0.05为标准筛选差异代谢物。结果显示:极低RFI公羊vs极高RFI公羊组中D-木酮糖-5-磷酸、L-鸟氨酸盐酸盐下调;极低RFI母羊vs极高RFI母羊组中腺嘌呤、柠檬酸、L-天冬氨酸上调,L-瓜氨酸下调;极低RFI羊vs极高RFI羊组中腺嘌呤、柠檬酸上调,L-苏氨酸、D-木酮糖-5-磷酸下调。经受试者工作特征(ROC)曲线分析发现极低RFI母羊vs极高RFI母羊组中柠檬酸的ROC曲线下面积(AUC)>0.9。综上可知,性别会导致滩羊能量代谢不同,柠檬酸有望成为影响母滩羊RFI的候选生物标志物。

极高、极低剩余采食量滩羊屠宰性能及内脏器官重量差异分析

为了研究极高、极低剩余采食量(Residual feed intake,RFI)滩羊的屠宰性能及内脏器官重量差异,选择极高RFI公、母滩羊各8只,极低RFI公、母滩羊各7只,测定其宰前活重、头重、蹄重、皮重、胴体重、内脏重、肌肉重、骨重、脂肪重(肌间及皮下脂肪重、内脂重、尾脂重、肠脂重),并测量肠道各段长度。结果显示:极高RFI公滩羊肝脏重极显著高于极低RFI公滩羊(P<0.01),肾脏重显著高于极低RFI公滩羊(P<0.05),结肠绝对长度显著长于极低RFI公滩羊(P<0.05),其余肠道长度二者之间差异不显著(P>0.05),但极高RFI组肠道总长度比极低RFI组平均长230.96 cm;与极低RFI滩羊相比,极高RFI滩羊屠宰率和肌肉间脂肪有升高趋势(P<0.2),胴体净肉率有降低的趋势(P<0.2)。说明极低RFI公滩羊较极高RFI公滩羊的肝脏和肾脏重量更小、肠道更短。

奶牛分娩后早期血浆代谢物变化研究

旨在研究分娩及产后早期奶牛血浆代谢物的变化规律。选取胎次、预产期和体况相近健康高产荷斯坦奶牛15头。分别在分娩当天和产后第7天晨饲前尾静脉采集血液10 mL。采用高效液相色谱-四极飞行时间质谱联用技术(UHPLC-QTOF-MS)对奶牛的血浆进行了分析。结合主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA);以P<0.05、VIP>1和FC>1.3或FC<0.77作为标准筛选两组血浆差异代谢物;ROC曲线进一步研究了这些显著差异代谢物分类识别的能力。结果显示:经ROC曲线发现11个显著性上调差异代谢物:磷脂酰胆碱(16∶0/16∶0)、二醇胆酸、脯氨酸-丝氨酸、脯氨酸-甘氨酸、1-硬脂酰基-sn-甘油3-磷酸胆碱、乳清、L-天门冬氨酸、N-乙酰基-L-天冬氨酸、异戊酰甘氨酸、L-肉碱和苯甲酸。丙氨酸,天冬氨酸和谷氨酸代谢、甘油磷脂代谢和嘧啶代谢产后第7天与分娩当天代谢轮廓存在显著差异。综上表明:产后血浆中N-乙酰基-L-天冬氨酸、L-天门冬氨酸、磷脂酰胆碱和乳清的升高有利维持奶牛机体健康。

人工授精后不同阶段葡萄糖、孕酮和雌二醇含量对奶牛妊娠预测的研究

为探究人工授精后不同阶段葡萄糖、孕酮和雌二醇含量对奶牛妊娠的影响,本实验选取63头2~3胎、3~4岁和体况评分(BCS)2.75左右的健康荷斯坦奶牛,人工授精后经发情鉴定及妊娠诊断将奶牛分为妊娠组(n=24)、未妊娠组(n=19)、返情组(n=20)。分别在人工授精后1、5、17、28 d采集尾静脉血10 mL,测定血浆葡萄糖、孕酮(P4)和雌二醇(E2)含量并进行分析。结果显示:人工授精后第5天妊娠和未妊娠组血浆中孕酮和雌二醇极显著高于返情组;人工授精后第17天返情组和妊娠组血浆中P4、E2含量以及P4/E2极显著高于未妊娠组;人工授精后第28天未妊娠组血浆P4含量显著高于返情组,人工授精后第28天血浆葡萄糖含量妊娠组显著高于返情组。综上表明,人工授精后第5天和第17天高浓度血浆P4和E2有利于维持胚胎细胞正常发育和母体和胚胎识别,提高奶牛胚胎存活率;授精后第28天低浓度葡萄糖不利于妊娠,说明血浆中葡萄糖、孕酮和雌二醇对奶牛人工授精后不同阶段早期妊娠具有预测作用。

预同期处理过程使用CIDR对奶牛发情率的影响

本试验的目的是研究在基于PG的预同步方案中使用P4阴道栓(CIDR)对奶牛发情率的影响。随机选择健康的初产和经产荷斯坦牛各30头,分为对照组和试验组。在奶牛产后(42±3)d开始预同步方案,第一次注射PG 14d后注射第二针PG,试验组(n=15)在第二次注射PG的前7d使用CIDR栓,后结合OvSynch-TAI方案进行人工授精,对照组在预同步阶段不使用CIDR栓。统计发情率、配种率,并于人工授精后32d进行妊娠检测,统计受胎率,对数据间差异显著性采用χ2检验。结果显示,(49±3)d放置CIDR栓的初产奶牛发情率、配种率比对照组高了40个百分点,21d怀孕率也高了40个百分点,均差异显著(P<0.05);放置CIDR栓的经产奶牛发情率和配种率均比对照组高了40个百分点(P<0.05),21d怀孕率虽有提高但差异不显著。综上表明,预同期处理过程中放置CIDR能提高初产奶牛发情率、配种率和21d怀孕率,能提高经产奶牛的发情率和配种率。

奶牛定时人工授精后第5天注射hCG对妊娠率的影响

在奶牛定时人工授精后早期肌肉注射hCG,以期提高奶牛妊娠率。随机选择489头人工授精后的健康荷斯坦奶牛,定时人工授精后第5天1次肌注2000 IU hCG作为试验组,定时人工授精后不做处理奶牛作为对照组。使用B超于人工授精后32 d进行妊娠检测。结果显示:注射hCG组牛妊娠率极显著高于对照组(P<0.01),且提高了37.29%;对照组返情率极显著高于hCG组(P<0.01)。综上说明奶牛定时人工授精后第5天肌注hCG能显著提高其妊娠率。

定时人工授精后通过不同方法增加P4浓度对奶牛妊娠率的影响

为提高奶牛繁殖力,在定时人工授精后早期采用不同处理方法增加P4浓度以期提高奶牛妊娠率。本研究随机选择285头定时人工授精后的健康荷斯坦牛,分为5组,分别为:定时人工授精后4~9d采用P4阴道栓(CIDR)处理组(CIDR P4D组)、定时人工授精后13~18d采用CIDR处理组(CIDR P13D组)、定时人工授精后5d一次肌注20mg P4组(P4 P20组)、定时人工授精后5d一次肌注40mg P4组(P4 P40组)以及对照组。使用B超于定时人工授精后32d进行妊娠检测,统计妊娠率、返情率和未妊娠率,用SAS对各数据之间差异显著性采用卡方检验。结果显示,CIDR P4D组妊娠率和返情率显著高于对照组(P<0.05),其中妊娠率高了22.80%,未妊娠率显著低于对照组(P<0.05);CIDR P4D组、P4 P20组和P4 P40组与对照组相比返情率差异显著(P<0.05)。综上表明:定时人工授精后第4天采用CIDR处理能显著提高奶牛妊娠率。定时人工授精后第4天采用CIDR处理和第5天注射不同剂量P4有利于提高奶牛返情率。

滩羊尾体积测定方法研究

采用排水法测定滩羊尾体积和屠宰后尾体积及尾质量之间的相关性,以期更好地评价活体滩羊尾体积的大小。试验选取公、母滩羊各15只,采用排水法测定活体滩羊的尾体积,然后屠宰并测定屠宰后对尾体积及尾脂质量。将排水法获得尾体积数据与屠宰后获得数据进行相关性分析。结果表明,排水法测得尾体积与屠宰后测得尾体积相关系数为0.824,与屠宰后尾脂质量相关系数为0.749,均呈强相关。因此,应用排水法可以准确预测活体滩羊尾体积。

在不限定运动的情况下滩羊剩余采食量(RFI)的测定及与其他生长性能之间的关系

选取345只6月龄、体质量(30±5)kg的滩羊(163只公羊和182只母羊),饲喂时采用颈夹方式固定羊,且对其不限定运动的情况下进行饲养,饲喂相同颗粒饲料,过渡期15 d,预试期10 d,正试期50 d。采用多元回归模型计算出每只羊的剩余采食量(residual feed intake,RFI)后,将羊分别归入高RFI组(PFI>x+0.5s)、中RFI组(x-0.5s≤RFI≤x+0.5s)和低RFI组(RFI<x-0.5S)。使用SPSS Statistics 17.0软件中的方差分析和相关性分析对相同性别的滩羊数据进行处理。结果显示:(1)低RFI组滩羊RFI和平均干物质采食量(ADMI)显著低于高RFI组和中RFI组滩羊(P<0.05);滩公羊高RFI组平均日增重(ADG)显著低于中RFI组(P<0.05),但其他各组滩羊之间差异不显著(P>0.05);高RFI组滩羊饲料转化率(FCR)显著高于中RFI组和低RFI组(P<0.05),其他各组之间差异不显著;其余各个指标之间差异不显著。(2)滩羊初始体质量、结束体质量及中间代谢体质量以及ADMI和结束体质量及中间代谢体质量之间呈显著的强正相关(P<0.05);FCR与ADG之间有显著的强负相关(P<0.05);RFI与ADMI、FCR之间均为显著的中等正相关(P<0.05);ADMI和FCR之间没有相关性(P>0.05);RFI与其余各个指标之间相关性弱或没有相关性。结果表明,在不限制运动的情况之下了公、母滩羊低RFI组比高RFI组分别节约0.21 kg/d和0.17 kg/d,且滩羊ADMI与RFI呈中等正相关,RFI与FCR呈中等正相关,但ADMI和FCR之间呈弱相关,FCR与ADG呈强的负相关。