蒙古马全身主要骨骼肌表型谱的构建及比较研究

为探究蒙古马骨骼肌在运动和肉质方面的特点,本研究选取2匹5岁健康未调教的成年公马全身主要骨骼肌52块(2匹×26块)作为研究对象。试验采用石蜡切片、免疫组化、HE染色的方法得到26个部位骨骼肌形态、快慢肌纤维分布情况、肌纤维横截面积。因不同部位骨骼肌存在差异,本研究将肌肉组织分为5组(头颈部、前肢、躯干部、腹壁侧、后肢)分别进行统计。将其中对应的24个部位与前期得到的纯血马骨骼肌快慢肌纤维比例进行分组比对。结果得到蒙古马全身主要骨骼肌的表型谱,其中颈锯肌、冈上肌、臂二头肌、腕桡侧屈肌、腓肠肌、菱形肌、胸腹侧锯肌的慢肌纤维占比较低;腕桡侧伸肌、臂三头肌、背最长肌、臀中肌慢肌纤维占比达70%以上;且慢肌纤维占比与肌纤维横截面积呈负相关。蒙古马骨骼肌慢肌纤维占比基本高于纯血马,前肢、躯干部差异极显著(P<0.01),后肢、腹壁侧差异显著(P<0.05)。其中蒙古马与纯血马在臂三头肌、臀中肌、半膜肌和背最长肌慢肌纤维的差值大于50%。结果表明,蒙古马颈锯肌、冈上肌、臂二头肌、腕桡侧屈肌、腓肠肌、菱形肌、胸腹侧锯肌具有耐力训练的潜力;腕桡侧伸肌、臂三头肌、背最长肌、臀中肌品质好,可为马肉开发的重点;臂三头肌、臀中肌、半膜肌和背最长肌可作为马运动性能检测的重点肌肉。本研究结果可为蒙古马运动训练及肉品质开发提供理论基础。

不同年龄蒙古马睾丸组织形态及生精上皮细胞变化规律研究

【目的】探索蒙古马不同年龄阶段睾丸组织形态及生精上皮细胞数量变化规律,从而为蒙古马精子发生相关研究提供理论参考。【方法】采集1、2、3、4、5和6岁蒙古马睾丸组织,通过HE染色对睾丸组织、曲细精管结构进行形态学观察,并统计曲细精管、生精上皮细胞相关参数,探究其发育规律。【结果】睾丸组织学观察结果显示,1岁蒙古马睾丸组织未见成熟精子,曲细精管管腔为实心结构且管径小。2岁时出现少量成熟精子,曲细精管部分呈现空腔结构,随蒙古马年龄增长成熟精子数量逐渐增多。曲细精管直径、面积及生精细胞、支持细胞数量均随蒙古马年龄增长而增加,6岁时达最高水平,且均极显著高于1岁(P<0.01)。【结论】蒙古马2岁时进入性成熟阶段,且随着精子发生的不断进行,各类生精上皮细胞开始出现,睾丸曲细精管面积和直径、生精细胞和支持细胞数量随年龄增长而不断增加。研究结果为确定蒙古马育种周期、提高繁殖性能等研究提供理论参考。

基于深度学习的马面部识别探究

由于传统的生物识别方式具有易造假、易引发应激等缺点,不利于现代马业的健康发展,因此该文综述近年来计算机视觉在畜牧业生物识别的应用进展,同时又建立基于DenseNet、EfficientNet、MobileNet、ResNet的4种不同神经网络模型的马面部识别方法。通过分析4种神经网络的训练结果可以得出结论,101层的ResNet网络结构表现最优,准确率为0.935、精确率为0.944、召回率为0.929。因此,深度学习技术在马面部识别系统的应用具有可行性,可以为马匹非接触性个体识别提供新的思路和方法。

蒙古斑点马黑、白毛色区域皮肤中相关基因的表达研究

本试验以蒙古斑点马为研究对象,分别对蒙古斑点马体躯白色区域和黑色区域皮肤的表型和差异表达基因进行分析并验证,试图解析蒙古斑点马毛色形成的分子机制,为今后保护和开发利用蒙古斑点马奠定基础。选择蒙古斑点马体躯白色和黑色区域皮肤制作组织切片,HE染色后在显微镜下观察其表型差异;对白色和黑色区域皮肤组织进行转录组测序,比较差异表达mRNAs;将筛选到的典型基因通过免疫荧光试验和实时荧光定量试验,对转录组测序结果进一步验证。结果显示,蒙古斑点马黑色皮肤组织和白色皮肤组织中的色素分布有明显的差异,黑色素细胞主要分布于黑色皮肤组织表皮和毛囊毛球部位,而白色皮肤组织相应的位置未发现有黑色素沉积。740个基因的表达量在黑白两个不同颜色皮肤组织中存在显著差异(P<0.05),其中,109个基因在蒙古斑点马黑色皮肤组织表达量较高,215个基因在蒙古斑点马白色皮肤组织表达量较高。差异表达mRNAs主要富集到了黑色素生成等通路,其中TYR、TYRP1、DCT、PAX3、DAPL1等基因与毛色形成相关。在蒙古斑点马毛囊中,TYR和TYRP1蛋白在毛囊的毛球部位不表达。DCT在毛囊毛球的毛母质部位表达。因此,蒙古斑点马的毛色形成主要由黑色素形成相关的基因的表达量所决定。

胎儿期与成年期蒙古马骨骼肌肌纤维类型转化研究

为探索影响蒙古马胎儿期和成年期肌纤维类型差异机理。本研究选取3匹4月龄胎儿(两母一公)与3匹5岁健康成年母马身体4块分布全身、具有代表性的肌肉组织(长臂三头肌、夹肌、背最长肌、臀中肌)作为一个整体。胎儿期蒙古马肌纤维和成年期蒙古马肌纤维因存在差异各做为一组,试验进行3个生物学重复。首先对蒙古马骨骼肌肌肉样品进行免疫组化染色观察,接下来对骨骼肌样品进行RNA-seq,构建胎儿期和成年期蒙古马不同时期肌纤维mRNA的表达谱。筛选差异表达基因,进行GO和KEGG功能富集分析。组织学结果显示,胎儿期快肌纤维占比显著高于成年期,RNA-seq筛选可能影响肌纤维类型转化的候选基因,比较胎儿期和成年期蒙古马影响肌纤维类型的基因表达谱。共筛出250个差异表达基因,在成年期上调的基因有27个,包括TNNT1、MYOZ2、ATP2A2等,在胎儿期上调的基因17个,包括MYL1、TNNT3、ENO3等。其中ATP2A2和TNNT1主要与快、慢肌纤维类型转化有关,这些差异表达基因还与骨骼肌生长、发育密切相关。结果表明,胎儿期蒙古马快肌纤维比例显著高于成年期蒙古马。ATP2A2、MYOZ2等基因主要表达在成年期蒙古马肌纤维,ENO3、TNNI2等基因主要表达在胎儿期蒙古马肌纤维。钙信号和AMPK信号通路与肌纤维类型转化有关。本试验结果对于研究蒙古马肌纤维类型转化具有重要意义。

基于家系基因组测序对骡基因组结构多样性分析

为分析马(Equus caballus)和驴(Equus asinus)杂交后两套结构和功能完善的独立基因组在骡基因组中整合后的结构多样性,本研究以马属动物三成员家系的全基因组序列为研究对象,分别以纯血马基因组和驴基因组为参考,识别驴、马和骡的InDel、SNP和CNV;通过生物信息分析,分析骡的de novo SNP及其突变频率、识别骡特异性CNV,并进行功能分析。结果显示:1)驴、马和骡分别获得100.01、103.78和114.36 Gb的高质量Illumina基因组测序数据。2)以纯血马基因组为参考,识别的InDels、SNPs和CNVs分别为402533~2110786、5012403~23819055和2126~3761;以驴基因组为参考,识别的InDels、SNPs和CNVs分别为527351~2279875、3212499~23549224和3572~7812。3)骡de novo SNPs分别为555和419,其突变频率为1.72×10^(-7)~2.21×10^(-7)。4)获得骡特异性CNVs分别为396和859,总长度分别为2.15和3.77 Mb。5)变异相关基因主要和机体的免疫及癌症过程相关。综上,骡基因组发生了高频率的de novo SNPs和特异性CNVs,这些结构变异可能对马和驴异种杂交不相容以及骡的遗传适应性具有重要意义,为进一步开展马和驴异种杂交的遗传基础及其分子机制的研究提供候选遗传位点。

蒙古马(斑点)胎儿期黑白毛色区域皮肤组织相关基因表达分析

为确定相关候选基因在毛色产生过程中的差异,以及相互之间的关系,试图解析胎儿期蒙古马毛色形成的分子机制,为今后保护和开发利用蒙古马(斑点)奠定基础,本研究以蒙古马(斑点)胎儿为研究对象,首先对胎儿期蒙古马体躯白色和黑色区域皮肤组织制作石蜡切片,进行组织学观察,其次对胎儿期蒙古马白色和黑色区域皮肤进行RNA-seq,构建mRNA表达谱,筛选相关差异表达基因,进行GO和KEGG功能富集分析。结果表明:1)通过组织学观察,黑色素在胎儿黑色皮肤组织表皮里沉积很明显,毛乳头、毛母质部位均有黑色素沉积。相反,白色皮肤组织中没有黑色素沉淀;2)RNA-seq筛选毛色产生差异的相关基因,共鉴定出660个基因,其表达量在黑白2个不同颜色皮肤组织中存在显著差异(P<0.05),其中197个基因在蒙古马胎儿黑色皮肤组织表达量较高,59个基因在蒙古马胎儿白色皮肤组织表达量较高。差异表达基因TYR、TYRP1、DCT、PAX3和DAPL1等富集到了黑色素生成通路。综上,胎儿时期蒙古马的毛色形成主要由黑色素形成相关基因决定,可为后期蒙古斑点马选育环节中对毛色的筛选提供科学理论依据。

斑点蒙古马TRPM1和RFWD3基因分型及分子选育方案制定

被毛颜色不仅是品种和个体鉴别的重要依据,而且也是制定选育方案时需要考虑的重要性状之一。TRPM1和RFWD3是决定豹点毛色表型的2个关键候选基因。本研究首次将60匹斑点蒙古马为研究对象,对2个基因进行分型,从分子水平对其毛色做出鉴定,验证斑点蒙古马的毛色基因型是否与已公布的马豹点毛色研究结果一致。结果:60匹斑点蒙古马TRPM1基因与对照组(非斑点毛色马)相比,均存在C/T(ECA1 108 249 293)杂合位点;通过测定RFWD3基因的3′调控区序列, ECA3 23 658 447上存在3种不同的多态性,分别为T/T、T/G和G/G。本研究为今后斑点蒙古马的分子育种奠定理论基础。