基于转录组学和蛋白组学的鸡蛋绿壳性状形成分子机制研究

【目的】挖掘参与绿壳蛋形成的潜在调控基因和蛋白,为开展赤水乌骨鸡品种选育及揭示家禽蛋壳颜色形成分子机制提供理论依据。【方法】以280日龄的绿壳纯系赤水乌骨鸡为研究对象,分别采集产深绿(SL)和白壳(BK)鸡蛋的母鸡蛋壳腺组织样品,通过转录组测序和TMT定量蛋白组学技术分别筛选出差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs),并对转录组学和蛋白组学进行联合分析,筛选出调控绿壳鸡蛋颜色深浅的候选基因和候选蛋白。【结果】经转录组测序,从SL组与BK组间共筛选出82个DEGs,其中46个DEGs呈上调表达、36个DEGs呈下调表达;有4个DEGs与蛋壳色素的合成及沉积相关,分别是SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因,且均为上调表达的DEGs;KEGG信号通路分析结果显示,DEGs显著富集的信号通路有α-亚麻酸代谢和花生四烯酸代谢等。通过TMT定量蛋白组学分析,共鉴定获得167个DEPs,其中104个DEPs呈上调表达、63个DEPs呈下调表达;KEGG信号通路富集分析发现,DEPs主要富集于甘油磷脂代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢及醚脂质代谢等信号通路。转录组学和蛋白组学的联合分析结果表明,转录组与蛋白组无共同注释的GO功能条目,而82个DEGs和167个DEPs富集到19条KEGG信号通路上,其中甘油磷脂代谢和醚脂类代谢2条信号通路在转录组与蛋白组中均有出现。【结论】SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因及FAM102A、FAM107B和SLCO1B1蛋白可能参与蛋壳色素的合成、转运和沉积,尤其是SLC家族发挥着重要作用,故推测这些基因和蛋白是影响赤水乌骨鸡蛋绿壳形成的候选基因和候选蛋白,且富集到的甘油磷脂代谢和醚脂类代谢可能是调节鸡蛋绿壳形成的关键信号通路。

赤水乌骨鸡ADSL基因的组织表达特征及其干扰载体构建

【目的】探究赤水乌骨鸡胸肌组织中腺苷琥珀酸裂解酶基因(ADSL)表达特征及其目的基因的干扰载体构建,为深入研究畜禽组织肌肉中肌苷酸(IMP)的表达规律及ADSL基因影响畜禽风味的机制提供理论参考。【方法】以不同月龄(3、4、5和6月龄)的赤水乌骨鸡(公鸡和母鸡各半)为试验材料,运用实时荧光定量PCR检测不同月龄及不同性别赤水乌骨鸡胸肌组织中ADSL基因的表达情况;同时根据GenBank中鸡ADSL基因mRNA序列(NM_205529.2)设计4对短发夹RNA(shRNA)干扰序列(sh1-ADSL、sh2-ADSL、sh3-ADSL和sh4-ADSL)和1对阴性对照序列(sh-NC)与pGPH1/GFP/Neo载体连接后进行测序,将构建成功的ADSL基因干扰载体转染至成肌细胞,检测并筛选出干扰效率最高的干扰载体。【结果】ADSL基因在不同月龄赤水乌骨鸡胸肌组织中的相对表达量排序为5月龄>4月龄>6月龄>3月龄,赤水乌骨母鸡3月龄母鸡的ADSL基因相对表达量极显著高于公鸡(P<0.01,下同),4月龄母鸡ADSL基因的相对表达量显著高于公鸡(P<0.05),6月龄母鸡ADSL基因的相对表达量极显著低于公鸡;ADSL基因质粒的测序结果显示干扰质粒构建成功,质粒转染后干扰组及阴性对照均可见绿色荧光,空白对照不发光,说明各重组质粒成功转染赤水乌骨鸡成肌细胞;ADSL基因沉默结果显示,sh2-ADSL沉默效果最佳,干扰效率为90.30%。【结论】赤水乌骨鸡胸肌中ADSL基因的相对表达量随着月龄增加表现为先上升后下降的变化趋势;3、4和5月龄赤水乌骨母鸡ADSL基因的相对表达量高于公鸡,随着月龄增加ADSL基因的相对表达量增加,公鸡和母鸡间的差异减小。成功分离提取赤水乌骨鸡成肌细胞,并筛选出RNA干扰效果最佳载体sh2-ADSL,为后续研究ADSL基因调控鸡肉肌苷酸及风味的分子机制提供参考。

鸡腺苷琥珀酸裂解酶互作蛋白的筛选及其功能分析

通过探究鸡腺苷琥珀酸裂解酶(adenylosuccinate lyase)基因ADSL与其互作基因的调控关系,为进一步研究ADSL在肌肉中高表达的原因和ADSL影响肌肉风味的机制提供参考。本研究构建了鸡(gallus)ADSL基因的重组真核表达载体pEGFP-C1-ADSL,将pEGFP-C1-ADSL和pEGFP-C1质粒分别转染鸡成肌细胞,提取表达成功的细胞总蛋白,利用免疫共沉淀(co-immunoprecipitation,Co-IP)联合质谱分析鉴定与鸡ADSL蛋白互作的细胞蛋白,并对结果进行GO功能注释、KEGG通路和蛋白互作网络分析。通过分析筛选出RPL4、PDLIM5、ACTG1和SRSF10蛋白,检测在ADSL基因过表达和沉默状态下,RPL 4、PDLIM 5、ACTG 1和SRSF 10基因在成肌细胞中的表达情况。结果表明,与ADSL互作的蛋白共94个;生物信息学分析表明,这些蛋白定位于细胞结构体、胞内和含蛋白质的复合物上,它们主要参与细胞进程、生物调节和刺激反应等生物进程。间接免疫荧光结果显示,重组蛋白pEGFP-C1-ADSL主要定位于细胞核和细胞质。ADSL过表达时,成肌细胞内RPL 4基因和PDLIM 5基因的表达下调,ACTG 1和SRSF 10基因的表达上调;当ADSL被沉默后,成肌细胞内RPL 4和ACTG 1基因的表达上调。研究结果丰富了调控风味的ADSL蛋白,为进一步了解ADSL的功能及该基因在肌肉中高表达提供了参考。

基于转录组测序筛选鸡蛋绿壳性状相关基因

【背景】绿壳蛋深受消费者喜爱,蛋壳绿色的深浅在市场上是影响绿壳蛋定价销售的重要参考指标。绿壳蛋的形成受多基因共同调控,蛋壳绿色深浅不一,其分子机理尚不清楚。通过对赤水乌骨鸡蛋壳腺组织进行转录组测序,挖掘其调控绿壳蛋蛋壳颜色深浅的候选基因以及关键信号通路,探究影响蛋壳颜色遗传性,以期发展绿壳蛋的选种选育和提高经济效益。【目的】探讨赤水乌骨鸡的遗传基础,并通过SLCO1B3基因分型对其进行鉴定和筛选,以期通过分子标记在青壳鸡育种规划中提供新的见解,并在后期的选择策略中帮助控制和提高赤水乌骨鸡蛋壳品质的同质性。【方法】以纯系的280日龄赤水乌骨鸡为研究对象,屠宰产浅绿色蛋(QL)和深绿色蛋(SL)的母鸡各3只,采集蛋壳腺以RNA-seq技术检测分析,筛选与蛋壳颜色密切相关的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并对这些DEGs进行GO和KEGG富集分析。利用qRT-PCR技术检测与蛋壳颜色相关的6个候选基因的转录水平变化以验证转录组数据可靠性。【结果】在深绿组与浅绿组中共筛选到93个显著DEGs,有59个基因在深绿组中显著上调,34个显著下调。DEGs注释到GO数据库进行比对,主要显著性富集的是钠离子转运、负离子结合、肌质网膜等。KEGG分析富集程度最显著的是醛固酮调节钠的重吸收,以及富集的矿物质吸收、亚油酸的新陈代谢等信号通路。通过qRT-PCR验证,结果显示这些基因的表达趋势与转录组的测序结果一致。【结论】经功能分析,TF基因、SCNN1家族基因、CYP450家族基因、SLC家族基因和FAM家族基因,以及醛固酮调节钠的重吸收信号通路参与蛋壳色素合成、转运和沉积。上述基因和信号通路可能是影响赤水乌骨鸡蛋壳绿色深浅不一的候选基因和关键信号通路。

鸡OATP1B3互作蛋白筛选及其相关基因的转录表达分析

【目的】筛选鉴定鸡有机阴离子转运多肽1B3(OATP1B3)的互作蛋白,并探究其对鸡蛋绿壳颜色形成的影响,为提高绿壳蛋鸡群体选育准确性提供参考依据。【方法】以真核表达载体p EGFP-SLCO1B3和空载体pEGFP-C1分别转染绿壳型赤水乌骨母鸡蛋壳腺上皮细胞,通过免疫共沉淀(Co-IP)结合液相色谱与串联质谱联用技术(LC-MS/MS)筛选鸡OATP1B3互作蛋白,经GO功能注释分析、KEGG信号通路富集分析及蛋白相互作用网络分析鉴定出与鸡蛋绿壳性状形成相关的OATP1B3互作蛋白。同时,通过构建SLCO1B3基因沉默及过表达载体分别转染蛋壳腺上皮细胞,检测SLCO1B3基因过表达或沉默时部分OATP1B3互作蛋白基因(FXR1、CTTN、RPL12和RPS17)在蛋壳腺上皮细胞中的表达情况,并根据鸡蛋壳颜色分为白壳、浅绿和深绿3种类型,分析蛋壳颜色△a*值与FXR1、CTTN、RPL12和RPS17基因表达的相关性。【结果】共筛选鉴定出37个与鸡OATP1B3相互作用的蛋白,其中FXR1、CTTN、RPL12和RPS17与鸡蛋的绿壳性状有密切关系。SLCO1B3基因过表达能极显著下调蛋壳腺上皮细胞内FXR1基因的表达(P<0.01,下同),显著上调RPL12基因表达(P<0.05,下同),极显著上调RPS17基因表达;当SLCO1B3基因沉默后,蛋壳腺上皮细胞内FXR1和CTTN基因的表达极显著上调,而RPL12基因的表达显著下调。白壳类型赤水乌骨母鸡下丘脑中的FXR1基因相对表达量极显著高于绿壳类型赤水乌骨母鸡,肝脏中的RPL12和RPS17基因相对表达量极显著或显著高于绿壳类型赤水乌骨母鸡;此外,FXR1基因在下丘脑中的相对表达量与蛋壳颜色△a*值极显著正相关,RPL12基因在蛋壳腺和肝脏中的相对表达量与蛋壳颜色△a*值极显著正相关。【结论】筛选鉴定出的37个鸡OATP1B3互作蛋白主要定位于细胞质和细胞核,具有蛋白结合能力及结构分子活性,主要参与细胞过程、生物调节和能量代谢。在鸡壳腺上皮细胞内SLCO1B3基因与FXR1、CTTN、RPL12和RPS17基因间存在调控关系,其中,FXR1和RPL12基因在鸡蛋绿壳性状的形成过程中发挥着重要作用。

赤水乌骨鸡CHRDL1基因多态性与肤色性状的关联分析

【目的】分析赤水乌骨鸡腱蛋白样蛋白1基因(CHRDL1)多态性与肤色性状的关联性,筛选出CHRDL1基因调控赤水乌骨鸡肤色的关键SNP位点,为揭示乌骨鸡黑色素沉积调控机理及推进赤水乌骨鸡肤色性状改良提供理论依据。【方法】以赤水乌骨鸡为研究对象,通过测定赤水乌骨鸡CHRDL1基因外显子序列筛选出SNP位点,采用Prot-Param、TargetP、PSORT II、NetPhos 2.0、TMHMM、SMART及STRING等在线软件进行生物信息学分析,并对CHRDL1基因多态性与赤水乌骨鸡肤色性状进行关联分析。【结果】在赤水乌骨鸡CHRDL1基因第2、4和5外显子上发现3个SNPs位点,分别是g.2752T→C(无义突变)、g.8459G→T(Ser→ILe)和g.27148T→C(无义突变),属于中度多态性(0.25<PIC≤0.50),均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P_(HWE)>0.05),g.8459G→T和g.27148T→C位点表现出弱连锁不平衡。赤水乌骨鸡CHRDL1蛋白理论等电点(pI)为8.17,属于疏水性不稳定蛋白,具有磷酸化位点和糖基化位点;主要定位于细胞外(占44.4%)、细胞核(占22.2%)和线粒体(占22.2%);不存在跨膜结构,但有3个保守的血管性血友病C型重复序列(VWC结构域);跨膜结构、功能结构域及其互作蛋白在突变前后均无变化。关联分析结果表明,除了g.2752T→C位点TT基因型个体的ΔL显著高于CC基因型和CT基因型个体(P<0.05,下同),g.8459G→T位点TT基因型个体的ΔL显著高于GG基因型和GT基因型个体外,其余SNP位点不同基因型个体间的胸部肤色参数差异均不显著(P>0.05)。【结论】在赤水乌骨鸡CHRDL1基因第2、4和5外显子检测到3个SNPs位点,分别是g.2752T→C、g.8459G→T和g.27148T→C,其中g.2752T→C和g.8459G→T位点表现出肤色差异性,可能是赤水乌骨鸡肤色性状的标记位点。

CYP7B1和CYP4B1基因mRNA在不同毛色贵州剑白香猪皮肤组织中的表达分析

为了分析CYP7B1、CYP4B1基因在剑白香猪的黑色和白色皮肤组织中的表达差异,试验通过提取剑白香猪黑色和白色皮肤组织的RNA,分别逆转录合成相应的cDNA;以GAPDH基因作为内参,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测CYP7B1,CYP4B1基因mRNA在黑色和白色皮肤组织中的相对表达量。结果:CYP7B 1、CYP4B 1基因在剑白香猪黑色皮肤中表达量较高,在白色皮肤组织中表达量很少甚至几乎不表达。结论:推测CYP7B1、CYP4B1基因可能与剑白香猪黑色皮肤的形成有关,为进一步研究CYP7B1、CYP4B1基因在香猪的黑色和白色皮肤组织中的功能提供数据基础。