《动物育种学》课程思政元素的挖掘和实践

《高等学校课程思政建设指导纲要》强调要把思想政治教育贯穿人才培养体系,发挥好每门课程的育人作用,提高高校人才培养质量。动物育种学是高等农业院校动物生产类专业的重要专业基础课程,在种业振兴、种业强国的时代背景下,深入挖掘该课程思想政治教育元素,有机融入教学过程,对于高等农林教育落实立德树人的理念,实现润物无声的育人效果。

家养动物增强子和超级增强子的研究进展

增强子是一类重要的顺式作用元件,通过调控其靶基因的时空表达在动物发育过程中起着重要作用。超级增强子由增强子集群组成,具有比普通增强子更为重要的生物学功能,研究增强子和超级增强子有助于揭示基因组内部复杂的工作原理。本文围绕家养动物增强子和超级增强子全基因组水平上的筛选、潜在功能、活性分析以及变异研究进行综述,以期为进一步开展动物功能基因组学的研究提供参考。

hsa-miR-21-5p靶基因预测及生物信息学分析

【目的】试验旨在对hsa-miR-21-5p的序列保守性和靶基因进行生物信息学分析,为进一步探讨其在卵母细胞成熟过程中的功能及调节机制提供思路。【方法】从GEO数据库获取人卵母细胞不同成熟阶段对应的卵丘细胞基因表达谱数据(GSE31681),利用R软件筛选差异表达基因(DEGs),通过FunRich软件预测DEGs的靶向miRNAs,找出hsa-miR-21-5p靶向的DEGs,获得miRNA-mRNA关系对;利用BLAST程序进行相似性比对,通过Mega 11.0软件构建系统进化树,采用ViennaRNA Web Services预测pre-miR-21-5p的二级结构;使用miRTarBase网站预测hsa-miR-21-5p靶基因,并进行GO功能和KEGG通路富集分析;通过STRING数据库建立蛋白质互作网络,并利用Cytoscape软件进行可视化分析。【结果】共筛选出7个卵母细胞成熟过程中GV/MⅡ期对应卵丘细胞中hsa-miR-21-5p靶向的DEGs。对物种间miR-21-5p序列分析发现,人pre-miR-21-5p与小鼠、褐家鼠、黄牛、绵羊、笔尾树鼩、猕猴的相似性均达95%以上,且miR-21-5p在进化过程中高度保守。ViennaRNA Web Services预测结果显示,pre-miR-21-5p的二级结构具有典型的单一茎环结构。靶基因预测发现,hsa-miR-21-5p共有潜在的723个靶基因。GO功能富集结果显示,靶基因主要富集到细胞增殖调控、内源性凋亡信号通路、蛋白激酶活性的正向调节等功能。KEGG通路富集表明,靶基因主要富集到MAPK和p53等信号通路。蛋白互作分析发现,靶基因MYC、FOXO 3、STAT 3等编码的蛋白与其他蛋白存在较多靶向关系,参与了PI3K/Akt、JAK-STAT等信号通路。【结论】miR-21-5p在生物进化过程中具有高度保守性,其主要通过调节卵丘细胞中相关基因的表达来调控MAPK和p53等信号通路,进而在卵母细胞成熟过程中发挥作用。

民猪与长白猪主要组织器官生长规律研究

选择民猪和长白猪为研究对象,利用异速生长式分析两个品种1～8月龄组织器官的早熟顺序。结果表明,民猪脂肪沉积较早,在2.5～6月龄间沉积大量的脂肪,生长发育全期腹内脂肪的沉积能力突出,而长白猪在6月龄后沉积脂肪速度加快;两个品种各脂肪组织占胴体比率在6～8月龄维持不变。民猪肉、脂、骨、皮早熟性顺序为:骨骼>肌肉>皮肤>脂肪,而长白猪为:骨骼>皮肤>肌肉>脂肪;两品种猪脂肪组织早熟性顺序均为:肠系膜脂肪>皮下脂肪>肾周脂肪>大网膜脂肪。民猪内脏器官早熟性顺序为:小肠>肾>胰>肝>脾>肺>心>胃>大肠;长白猪内脏器官早熟性顺序为:小肠>肾>肝>胰>心>脾>胃>肺>大肠。

民猪PRLR基因PCR-SSCP多态性与产仔数关联分析

【目的】研究民猪促乳素受体基因PRLR的多态性与母猪产仔数的相关性。【方法】采用PCR-SSCP技术检测民猪PRLR基因多态性,最小二乘法分析其多态性对母猪产仔数影响的遗传效应。【结果】PRLR基因在民猪中存在多态性,B等位基因为优势等位基因;在PRLR-1座位,对于初产母猪,BB基因型母猪的TNB和NBA比AA基因型母猪分别多0.93头和0.78头(P<0.05);对于经产母猪,BB基因型母猪的TNB和NBA比AA基因型母猪分别多0.62头和0.74头(P<0.05)。在PRLR-2座位,对于初产和经产母猪,3种基因型个体的TNB之间和NBA之间差异不显著(P>0.05)。在民猪群中这两个座位均处于Hardy-Weinberg平衡状态。【结论】PRLR基因B等位基因对民猪产仔数性状有显著影响。

民猪与长白猪哺乳仔猪腹泻程度的差异及其对生产性能的影响

试验将民猪与长白猪哺乳仔猪按腹泻程度划分为健康、轻度腹泻、中度腹泻和重度腹泻组,分析品种间腹泻程度的差异及不同组别日增重和相对生长率(体重增长的有效指数,即单位时间单位体重的重量增加)差异,研究腹泻程度对两品种哺乳期仔猪生长发育的影响。结果表明,长白仔猪较早进入腹泻高峰期,腹泻率显著高于民猪仔猪(P<0.05);仔猪腹泻程度对仔猪日增重影响显著,健康长白仔猪平均日增重极显著高于中度、重度腹泻组(P<0.01),健康民猪仔猪平均日增重极显著高于重度腹泻组(P<0.01);长白仔猪与民猪仔猪35日龄相对生长率在不同腹泻程度组内无显著性差异(P>0.05)。

母猪不同时期背膘厚度与繁殖性能关系的研究

试验以198头纯种大白母猪为对象，研究分析了大白母猪在配种前和分娩时背膘厚度与产活仔数、初生窝重的关系，哺乳期背膘厚度变化与断奶至发情时间间隔、下一胎产活仔数、初生窝重的关系。结果表明：大白母猪配种前背膘厚度为15.5-20．0mm时的产活仔数最高，初生窝重也最重；初产大白母猪分娩时背膘厚度为15．5—20．5mm时的产活仔数最高；哺乳期间大白母猪背膘没有损失或者损失较少（〈0．5mm）时的断奶至发情时间间隔最短，下一胎产活仔数最高，下一胎初生窝重也最重。

叉头框转录因子O亚族1基因对猪肾周脂肪沉积代谢的影响

叉头框转录因子O亚族1(forkhead box transcription factor O1,FoxO1)在细胞增殖、分化过程中发挥着重要的作用。采用实时荧光定量PCR技术,对不同月龄民猪和长白猪肾周脂肪中FoxO1、过氧化物酶体增殖物激活受体(peroxisomeproliferator-activated receptorγ,PPARγ)和CAAT区/增强子结合蛋白α(CAAT/enhancer binding proteinα,C/EBPα)基因mRNA表达量进行检测,探讨FoxO1在猪肾周脂肪代谢过程中的作用。结果显示,2品种猪肾周脂肪2.5月龄FoxO1基因mRNA表达量极显著高于1、6、8月龄(P<0.01);分析FoxO1与PPARγ、C/EBPα基因的表达关系,结果发现在2.5月龄后,FoxO1mRNA的表达与PPARγ、C/EBPα相反,说明FoxO1可能通过抑制这2个基因的表达来减少脂肪沉积。

哺乳仔猪腹泻发生时间和程度的品种间差异及对增重的影响

文章通过分析民猪和长白猪哺乳仔猪的腹泻始发时间、腹泻程度、腹泻复发率及不同阶段平均日增重,比较民猪和长白仔猪腹泻发生状况差异及其对仔猪生长的影响。结果表明,除第2周龄外,民猪仔猪腹泻率、腹泻频率、腹泻指数都极显著低于长白仔猪(P<0.01);民猪仔猪在第2周龄腹泻始发率62.68%,其他周龄腹泻始发率低于或极显著低于长白仔猪(P<0.01);民猪腹泻仔猪多次复发率极显著低于长白仔猪(P<0.01);两品种中、重度腹泻仔猪断奶重及腹泻高峰周内平均日增重均极显著低于健康仔猪(P<0.01)。结果表明,民猪仔猪较长白仔猪抗腹泻能力强。

不同品种母猪哺乳期防御性攻击行为研究

文章通过评价哺乳期母猪防御性攻击行为,比较哺乳期民猪、长白及大白母猪防御性攻击行为差异,分析母猪防御性攻击行为与母性行为关系。在"仔猪遇险"和"仔猪呼救"试验中,民猪母猪防御性攻击行为极显著强于长白和大白母猪(P<0.01);在"接近圈栏"试验中,民猪母猪哺乳期前两周防御性攻击行为显著强于大白母猪(P<0.05)。长白与大白母猪相比,除在哺乳期第2周防御性攻击有显著差异外(P<0.05),其他时间两品种无差异。母猪防御性攻击行为与母猪在仔猪被压时反应存在极显著正相关(P<0.01);与母猪姿势转换频率存在极显著负相关(P<0.01)。由此可见,民猪母猪哺乳期具有较强防御性攻击行为,母猪姿势转换频率较低,对仔猪被压反应更强烈,减少仔猪被压风险。

多聚免疫球蛋白受体(pIgR)基因多态性及其与仔猪腹泻关系

采用PCR-SSCP结合测序方法,在民猪、长白猪两群体中检测p Ig R基因外显子1多态性,研究母猪基因多态性与仔猪腹泻关系。结果表明,p Ig R基因外显子1存在两个错义突变,第373位C→T导致丙氨酸→缬氨酸变异,第394位A→G导致天冬氨酸→丝氨酸变异。民猪群体有AA、AB和BB三种基因型,长白猪群体有AA和AB两种基因型,两群体基因型分布差异极显著(P<0.01)。民猪群体,不同基因型母猪仔猪腹泻指数和腹泻致死率均存在显著差异(P<0.05),但长白猪群体,仅腹泻指数表现显著差异(P<0.05)。

断奶仔猪混群后社会等级重建及生产性能研究

为探讨不同品种断奶仔猪混群后社会等级重建过程中行为差异及其对仔猪生长发育的影响,通过行为评定划分断奶仔猪社会等级,比较保育期民猪仔猪和大白猪仔猪行为差异,分析社会等级与断奶仔猪生产性能关系。采用全事件记录法观测和记录仔猪争斗行为,利用二元交互水平社会关系测量方法确定个体优势等级。研究表明,大白猪仔猪争斗行为次数随所处等级位置升高而增加,民猪仔猪争斗行为次数与其所处等级位置无明显关系;与大白猪相比,民猪仔猪混群后争斗行为次数远低于大白猪仔猪,群居秩序较早达稳定状态;民猪仔猪皮肤损伤程度与所处等级位置呈显著负相关(P<0.05),大白猪仔猪皮肤损伤程度与所处等级位置呈显著正相关(P<0.05)。民猪仔猪等级指数与断奶重存在显著正相关(P<0.05),大白猪仔猪等级指数与断奶重、相对生长速率、日增重均存在显著正相关(P<0.05)。可见,群体结构发生改变时,民猪仔猪争斗行为较少,对新环境适应性较强,群体内社会等级重建对其生产性能影响较小,民猪仔猪更适合混群饲养。

猪肿瘤坏死因子α基因5'侧翼区域多态性分析

利用直接测序法研究猪肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor,TNF-α)基因5'侧翼区域多态性,并作多态位点与仔猪腹泻和生长性状关联分析。发现在TNF-α基因5'侧翼区域存在6个SNPs位点,建立针对SNP:-1048T/C和SNP:-1016A/G的Hha ⅠPCR-RFLP和Taq Ⅰ PCR-RFLP分型技术。Hha ⅠPCR-RFLP研究发现,在民猪群体中存在TC和CC两种基因型,在长白猪群体中存在TT、TC和CC三种基因型。Taq Ⅰ PCR-RFLP研究发现,在民猪和长白猪群体中仅存在AG和GG两种基因型。性状关联分析结果表明,TC比CC基因型民猪具有较高的35日龄断奶重(P<0.05)和日增重(P<0.05);TT基因型长白猪腹泻指数高于TC基因型个体(P=0.06)和CC个体(P=0.06);TT基因型长白猪出生重显著高于TC和CC基因型长白猪(P<0.05)。结果表明,猪TNF-α基因对仔猪腹泻和生长性状有一定影响,但HhaⅠ位点能否作为新遗传标记有待进一步研究。

固定乳头对哺乳期仔猪乳头秩序及生产性能的影响

乳头秩序为影响哺乳仔猪生产性能的重要因素,其稳定程度为评价哺乳期仔猪乳头秩序的重要指标。试验选取胎次、体况相近待产民猪母猪、大白猪母猪各30头,将每品种母猪随机分成人工固定乳头组(15头)和自由选择乳头组(15头),人工固定乳头组将体重较小仔猪固定至母猪前部乳头吮乳、体重较大仔猪固定至母猪后部乳头吮乳,探究各组仔猪乳头秩序建立过程及其生产性能。结果表明,人工固定组仔猪哺乳初期乳头竞争水平低于自由选择组,建立稳定乳头秩序所需时间和哺乳次数均极显著低于自由选择组(P<0.01);民猪建立稳定乳头秩序所需时间少于大白猪(P>0.05)。人工固定组民猪仔猪21日龄窝重、体重、增重、断奶仔猪均匀度及成活率均显著高于自由选择组(P<0.05);人工固定组大白猪仔猪21日龄、断奶体重、增重及窝重均显著高于自由选择组(P<0.05);民猪、大白猪人工固定组仔猪腹泻频率显著低于自由选择组(P<0.05)。可见,人工固定乳头可降低仔猪乳头竞争水平,缩短乳头秩序建立时间,提高母猪泌乳力、仔猪成活率和生产性能。

母猪防御攻击性对仔猪争斗行为及生长性能的影响

为研究母猪防御攻击性对仔猪争斗行为及生长发育的影响,以民猪、大白猪为研究对象,通过行为评定将母猪分为强防御攻击性组(HMDS)和弱防御攻击性组(LMDS),比较不同品种、不同组别仔猪哺乳期和保育期行为及生长性能差异。选取民猪泌乳母猪15头及其仔猪115头,大白猪泌乳母猪15头及其仔猪134头,断奶后将体重相近仔猪随机混群,每栏8头,其中HMDS组仔猪4头,LMDS组仔猪4头。采用全事件记录法,观察和记录仔猪哺乳期和保育期争斗行为及生产性能。结果表明,民猪母猪防御攻击性极显著高于大白母猪(P<0.01),民猪仔猪争斗行为强度显著低于大白仔猪(P<0.05);HMDS组仔猪争斗行为表现显著低于LMDS组仔猪(P<0.05),HMDS组仔猪社会秩序形成所需时间及皮肤损伤程度低于LMDS组仔猪,HMDS组仔猪断奶混群后社会等级、日增重、相对生长速率显著高于LMDS组仔猪(P<0.05)。由此可见,民猪母猪防御攻击性强,民猪仔猪争斗行为强度较弱;防御攻击性强的母猪对应仔猪在哺乳期和断奶后争斗行为强度较弱,社会秩序形成早,争斗激烈程度弱、皮肤损伤程度低,生长发育良好。

杜民杂交猪基因杂合度与繁殖性状关系研究

利用25个微卫星标记对3个世代杜民杂交猪进行基因杂合度遗传学检测,统计产仔数、初生重、初生窝重、21日龄重以及21日龄窝重等繁殖性状。通过基因杂合度与繁殖性状间相关分析,结果表明,随着选育世代增加,群体平均杂合度呈逐代降低趋势;3个世代群体平均杂合度变化趋势与各个繁殖性状变化趋势基本一致;基因杂合度与产仔数、初生窝重间呈显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为0.615和0.640。由此可见,选育群体基因杂合度的变化对产仔数和初生窝重等繁殖性状有显著影响。

猪BYSL基因克隆、序列特征及表达分析

BYSL基因是哺乳动物胚胎着床和胚胎发育的关键因子。为进一步研究猪BYSL基因的结构与功能,揭示其表达模式,本研究结合基因同源序列克隆技术和RT-PCR方法克隆了猪BYSL基因;利用生物信息学软件对该基因进行序列特征和结构分析;利用Real-time PCR技术分析了BYSL基因的时空表达模式。结果表明,猪的BYSL编码区全长为1 308 bp,共编码435个氨基酸;猪BYSL含有一个Bystin结构域;BYSL蛋白序列与人(90%)和牛(90%)BYSL的蛋白序列具有很高的相似度。组织表达模式研究发现,猪BYSL基因在卵巢和子宫组织中均有较高水平的表达;子宫组织发育表达模式研究发现,猪BYSL基因在性成熟前表达量逐渐升高,4月龄达到最大值。研究发现BYSL基因在哺乳动物中具有相似的生物学功能,猪BYSL基因在繁殖过程中也可能发挥重要作用。

哺乳期母子联系对仔猪行为及生长性能的影响

为研究母子联系对仔猪哺乳期和断奶后行为及生长发育的影响,试验选取胎次、体况相近民猪与大白猪母猪为研究对象,根据哺乳期第1~5周内母子联系发生频次,通过快速聚类方法分别将民猪和大白猪分成高母子联系组(HI)和低母子联系组(LI),比较不同组别民猪、大白猪仔猪行为表现及生长性能差异。结果表明,民猪母子联系频次极显著高于大白猪(P<0.01);两品种HI组仔猪社会游戏行为表现极显著优于LI组(P<0.01);在哺乳期不同阶段,与LI组仔猪相比,两品种HI组仔猪游戏行为丰富度表现极显著优势(民猪,哺乳期D5、W2;大白猪,哺乳期D2、W3、W5,P<0.01);仔猪断奶混群后,两品种HI组仔猪顺从行为发生频次显著或极显著高于LI组(民猪,P<0.05;大白猪,P<0.01)。HI组仔猪群体性游戏仅在大白猪群体中有高于LI组表现(群体性运动游戏,P<0.05;群体性社会游戏,P<0.01)。与LI组仔猪相比,两品种HI组仔猪相对生长速率存在显著或极显著优势(大白猪,1~35 d,P<0.05;民猪,1~21 d,P<0.01)。此外,民猪HI组仔猪3 d内被压死亡率显著低于LI组(P<0.05),大白猪HI组仔猪断奶死亡率显著低于LI组(P<0.05)。综上,母猪与仔猪间母子联系强,哺乳期仔猪社会游戏行为表现较活跃,并倾向与同窝仔猪社会互动,群体内游戏行为丰富度较高,断奶后争斗行为较弱,有利于提高仔猪成活率和福利水平。

猪CXCL10基因SNPs与仔猪腹泻和生长性状关联分析

利用直接测序法研究猪C-X-C基序趋化因子10(C-X-C motif chemokine ligand 10,CXCL10)基因5′侧翼区域多态性,并开展5′侧翼区域和3′UTR遗传变异位点群体遗传结构分析及其与哺乳仔猪腹泻和生长性状关联分析。发现在CXCL10基因5′侧翼区域存在13个SNPs位点,建立针对5′侧翼区域SNP rs337535939 NdeⅠPCRRFLP分型技术。在民猪和长白猪群体中作SNP rs337535939和SNP c.407T>C与表型性状关联分析。结果表明,G等位基因在民猪和长白猪群体中基因频率分别为0.51和0.82;GG型民猪和长白猪35日龄断奶重和日增重显著高于AA型个体。GG型长白猪具有低腹泻指数。SNP c.407T>C对民猪和长白猪腹泻和生长速度无影响。综上,选育GG型个体可降低腹泻发生率,提高仔猪日增重,有望作为新遗传标记。

肠上皮紧密连接蛋白mRNA的表达与仔猪断奶腹泻关系的研究

试验通过比较民猪和长白猪断奶后1周的腹泻状况,检测2品种仔猪断奶前后空肠、回肠和结肠紧密连接蛋白Zonula occludens-1(ZO-1)和Occludin的mRNA表达,探讨紧密连接蛋白表达与仔猪断奶腹泻之间的关系。结果显示,民猪仔猪断奶后的腹泻率和腹泻频率极显著小于长白猪(P<0.01),腹泻天数显著少于长白猪(P<0.05);民猪未断奶组仔猪回肠和结肠紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的mRNA表达量极显著高于长白猪未断奶组(P<0.01);民猪断奶腹泻组仔猪回肠和结肠紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的mRNA表达量显著高于断奶健康组(P<0.05)。上述结果说明,民猪仔猪断奶前肠道紧密连接蛋白mRNA的高水平表达,可能与保证肠道健康、减少腹泻的发生有关,而发生腹泻后通过增加紧密连接蛋白mRNA的表达,加快肠黏膜修复,实现腹泻的康复。所以,仔猪断奶前后紧密连接蛋白mRNA的高表达对仔猪抗断奶腹泻有重要意义。