新农科和课程思政背景下动物科学专业课程体系建设的思考与实践

从对新农科和课程思政的内涵认知和理解出发,深刻分析新农科和课程思政提出的背景和要求,提出课程思政体系构建的方式方法和对动物科学专业课程体系建设的问题思考。总体思想是课程体系建设体现新农科的要求,突破过去动物科学专业课程体系的旧框架,加强基础知识课程设置,融入新知识和新内容,将生物学、计算机科学、工程科学等交叉学科有机纳入动物科学课程体系,增加通识教育、劳动教育和实践教学内容,并且深刻挖掘思政元素,将其恰当插入讲授知识点,厚植专业知识基础和育人基础,“德”“智”育人并进,培养农业发展的高素质人才。

干扰lncbMD对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

旨在研究长链非编码RNA(lncRNA)对牛骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响。本研究以体外分离培养的鲁西黄牛胎牛原代骨骼肌卫星细胞为试验材料,体外诱导成肌分化,以前期高通量测序筛选的肌肉组织特异性表达lncRNA为靶标,通过RACE技术对其进行全长扩增,命名为lncbMD,对lncbMD进行生物信息学分析和亚细胞定位。收取增殖期和分化期第1、2、3天的细胞,提取RNA(每组设置4个重复)或蛋白质(每组设置3个重复),通过qRT-PCR检测lncbMD在牛骨骼肌卫星细胞分化进程中不同时期的表达情况。根据lncbMD的序列设计合成干扰RNA,转染牛骨骼肌卫星细胞干扰lncbMD的表达,利用EdU试验检测细胞增殖情况,qRT-PCR技术检测lncbMD干扰效果、lncbMD的mRNA表达水平,增殖标志因子Pax7、Cyclin D1以及分化标志因子MyoG、MyHC的mRNA表达水平,荧光倒置显微镜观察细胞生长情况。结果显示,lncbMD全长序列1902 nt,位于牛基因组23号染色体上,不具有编码潜能,是一条未报道的lncRNA。在牛骨骼肌卫星细胞与肌管中均主要存在于细胞核,在牛骨骼肌卫星细胞成肌分化前后的mRNA表达水平有极显著差异(P<0.01)。干扰lncbMD后,EdU细胞阳性率显著上升(P<0.05),增殖标志因子Pax7的mRNA表达水平与对照组相比显著上升(P<0.05),分化标志因子MyoG、MyHC的mRNA表达水平与对照组相比无显著差异(P>0.05)。本研究发现一条新的lncRNA:lncbMD,其主要存在于牛骨骼肌卫星细胞和肌管的细胞核中,进一步研究结果表明干扰lncbMD后能够促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖,对牛骨骼肌卫星细胞的分化没有显著影响。

Lnc721靶向调控MMP9对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

【背景】肌肉系统是维持动物体生存生长的重要基础,在哺乳动物肌肉中,将近一半的肌肉为骨骼肌,骨骼肌通过细胞繁育增殖到迁移融合,逐步形成了具有收缩能力的附着在骨骼上的成熟肌束。在机体内,骨骼肌不仅参与动物生长,也参与呼吸、代谢等生理活动。目前许多研究表明,lncRNA具有调控肌肉生长发育的作用,是影响骨骼肌功能、疾病的关键因子。但由于lncRNA作用机制复杂,方式多样,在物种间保守型很低,故不同种属动物lncRNA之间作用关系不大,且大多数研究存在于人和小鼠等生物体内,而对牛肌肉生长影响的研究内容极少。近年来,人们发现lncRNA会与某些靶基因相互作用,进而调控肌肉细胞的发生过程。【目的】在前期采集不同月龄不同组织部位的牛肌肉,进行高通量测序,获得高表达差异的lncRNA,在对其调控成肌过程进行机制研究的基础上,探究长链非编码RNA lnc721与其靶基因MMP9的互作关系,以及MMP9对牛骨骼肌细胞生长发育的影响,以期为牛骨骼肌发育调控机制的研究提供参考。【方法】前期试验发现干扰lnc721对牛骨骼肌卫星细胞增殖具有正调控作用,且对其分化具有负调控作用。为了进一步探究lnc721对牛肌肉发育的调控通路。分别在牛骨骼肌卫星细胞的分化期设置了3个干扰lnc721牛骨骼肌卫星细胞组,与3个对照组采用NGS技术进行转录组测序,以期获得lnc721差异靶基因,进一步研究lnc721对牛骨骼肌发育的调控通路。根据筛选结果以及qRT-PCR的验证结果,试验选取MMP9作为lnc721的靶基因,并通过CatRAPID网站对lnc721与MMP9结合能力进行预测。设计并合成lnc721及MMP9干扰序列,转染至牛骨骼肌卫星细胞中,通过qRT-PCR、Western blot技术在mRNA水平与蛋白质水平分析下调lnc721对MMP9表达情况的影响。并且通过下调MMP9,采用qRT-PCR、Western blot与EdU技术检测增殖标志因子Ki67、Pax7以及分化标志因子MyHC与MyOG的表达情况,以反映下调MMP9对牛骨骼肌卫星细胞生长发育的影响。【结果】CatRAPID结果显示,lnc721与MMP9结合倾向为0.75,共有9个结合位点,二者存在互作结合。干扰lnc721之后,采用qRT-PCR分析,结果表明在细胞增殖期下调lnc721可以极显著抑制MMP9表达(P<0.01),而在分化期则极显著促进MMP9的表达(P<0.01),证实了MMP9为lnc721调控牛骨骼肌卫星细胞互作的靶基因。进而下调MMP9,检测对增殖期细胞的影响,发现Ki67的mRNA水平表达极显著上调(P<0.01),Pax7蛋白表达量显著上调(P<0.05),EdU观察下调MMP9后的阳性细胞率也明显升高。同样检测下调MMP9之后对细胞分化期的影响,发现下调MMP9后镜下观察发现下调MMP9会抑制肌管形成,同时MyHC的mRNA和蛋白表达量极显著下降(P<0.01),MyoG蛋白表达量显著下调(P<0.05)。【结论】lnc721与MMP9相互结合。在细胞增殖期干扰lnc721极显著抑制MMP9表达,而在分化期促进MMP9的表达,且干扰MMP9可促进细胞增殖并抑制分化。证明lnc721靶向MMP9调控牛骨骼肌卫星细胞的发育。

RNA甲基化转移酶METTL3对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

【目的】探究RNA甲基化转移酶样3(methyltransferase-like 3,METTL3)对牛骨骼肌卫星细胞(bovine skeletal muscle satellite cells,BSMSCs)增殖和成肌分化的影响。【方法】利用体外诱导BSMSCs分化模型模拟牛骨骼肌生长发育过程,采用实时荧光定量PCR技术和蛋白质免疫印迹技术(Western blotting)检测METTL3在BSMSCs分化前后mRNA和蛋白表达水平的差异。设计合成METTL3干扰RNA(si-METTL3),且构建METTL3的过表达载体pcDNA3.1-METTL3,分别转染至BSMSCs中,通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测转染效果和BSMSCs增殖标志因子盒转录家族成员7(paired box 7,Pax7)的表达情况,EdU检测细胞增殖情况。将转染si-METTL3和pcDNA3.1-METTL3的BSMSCs进行体外诱导分化,通过光学显微镜观察BSMSCs进入分化期的细胞形态,利用实时荧光定量PCR和Western blotting检测BSMSCs分化标志因子肌球蛋白重链(myosin heavy chain,MyHC)、肌细胞生成素(myogenin,MyoG)的表达情况。通过比色法检测干扰或过表达METTL3后,BSMSCs不同时期的m 6 A RNA甲基化水平。【结果】BSMSCs分化后METTL3蛋白表达水平极显著高于增殖期(P<0.01);干扰或过表达METTL3后,Pax7的mRNA水平以及蛋白水平均无显著变化(P>0.05),EdU阳性细胞率与对照组相比均无显著差异(P>0.05);干扰METTL3后,细胞肌管数量明显增多,肌管直径明显增大,MyHC的mRNA和蛋白表达水平极显著升高(P<0.01),MyoG的蛋白表达水平极显著升高(P<0.01),并且BSMSCs增殖和分化期的m 6 A RNA甲基化水平均极显著下调(P<0.01);过表达METTL3后,细胞肌管数量明显减少,肌管直径明显变小,MyHC的mRNA和蛋白表达水平极显著降低(P<0.01),MyoG的蛋白表达水平极显著降低(P<0.01),并且BSMSCs增殖和分化期的m 6 A RNA甲基化水平均极显著上升(P<0.01)。【结论】METTL3对BSMSCs的增殖过程没有显著影响,但对BSMSCs的成肌分化过程具有调控作用,并影响BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平。干扰METTL3可以促进BSMSCs的成肌分化进程,降低BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平;而过表达METTL3会抑制BSMSCs的分化,提高BSMSCs的m 6 A RNA甲基化水平。试验结果为进一步探明METTL3在牛肌肉发育中的调控机制奠定了基础。

UCH-L3通过影响RAD51调控牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化

本研究旨在探究泛素蛋白酶体系统中羧基末端水解酶L3(Ubiquitin C-Terminal Hydrolase L3,UCH-L3)通过影响RAD51调控牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的机制。使用已经建立的牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化模型,体外模拟骨骼肌的发育过程,采用免疫沉淀技术检测UCH-L3与RAD51是否相互作用,检测UCH-L3是否调控RAD51的泛素化水平,设计并合成RAD51的si-RNA,转染牛骨骼肌卫星细胞,筛选出有显著干扰效果的si-RNA,研究干扰RAD51后增殖和分化标志基因PAX7和MyHC表达水平变化,综合分析UCH-L3通过影响RAD51调控牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的机制。结果表明:过表达UCH-L3后RAD51的蛋白水平显著升高,UCH-L3可以调控RAD51的表达水平。UCH-L3与RAD51存在体内相互作用,UCH-L3可以影响RAD51的蛋白稳定性,干扰UCH-L3表达可以缩短RAD51的半衰期,UCH-L3能够调控RAD51泛素化水平,干扰RAD51后,牛骨骼肌卫星细胞增殖标志因子PAX7的蛋白水平与对照组无差异,分化标志因子MyHC的蛋白水平显著低于对照组(P<0.05),干扰RAD51表达对细胞增殖没有明显影响,但可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化。本研究结果表明,UCH-L3可以通过影响RAD51调控牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化进程。

牛肌肉中的蛋白质组学研究进展

蛋白质组学的研究是生命科学进入后基因时代的特征,它已在医学、畜牧学、食品科学以及农业等领域得到广泛的研究与应用。牛肉因其蛋白质含量高、脂肪含量少、血红素铁丰富等,深受人们的喜爱。但目前对我国而言,牛肉仍需要大量进口,因此对于如何提高牛肉品质一直是我国畜牧和食品行业科研工作者不断努力研究的一大课题。随着基因组学的深入研究发展,从蛋白质水平研究牛肌肉及其形成机制,对提高牛肉品质有着重要的意义。肌肉主要是由水、蛋白质等成分构成,其性状及品质主要是由蛋白质来表达的。因此,研究蛋白质组学在牛肌肉中的认知对于调控牛肉的品质具有重要意义。本文主要对蛋白质组学的研究技术及其在牛肌肉中的研究做简要介绍。

新农科背景下《动物繁殖理论与生物技术》课程思政的探索与实践

习近平总书记指出,人才是第一资源。研究生作为新农科教育培养的高层次人才主体,肩负着更高的历史使命和更大的社会责任。抓好新农科研究生这一服务国民经济的第一资源教育工作,将思政寓于课程,以课程承载思政,培育德学兼修的高素质专业技术人才,将是新时代研究生教育落实立德树人任务的重要使命。

三粉驴的杂交改良对肉驴生产性能的影响

为了研究杂交改良对肉驴生产和生长发育产生的影响,本研究选取三粉驴、乌头驴、广陵驴3种品种驴,拟以三粉驴♂×乌头驴♀、乌头驴♂×三粉驴♀、三粉驴♂×广陵驴♀为研究对象,共组建了3个杂交组合与1个纯合组合三粉驴♂×三粉驴♀,分别对3组杂交组合所产杂交后代进行生长发育性状测定(体重、体长、体高、胸围、管围),并与纯合三粉驴♂×三粉驴♀后代的生长发育性状进行比对。实验选取16月龄杂交组合后代的公驴进行屠宰实验,检测其屠宰性能。实验结果显示,根据驴杂交组合后代的生长性状和屠宰性能综合分析,筛选出最优的杂交组合为乌头驴♂×三粉驴♀。本研究筛选出的最优杂交组合通过快速杂交扩繁可用于实际应用中,为建立肉驴快速产业化和快速育肥提供基础,为三粉驴进行快速育肥提供有效支撑。

过表达MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

旨在探究肌球蛋白结合蛋白C1(myosin binding protein C1,MyBPC1)对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,为进一步研究MyBPC1在细胞分化和肌肉发育过程中的调控作用提供依据。本研究利用西门塔尔胎牛原代牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型模拟牛骨骼肌的生长发育过程。采用qRT-PCR和Western blot检测MyBPC1的细胞时序表达谱。试验分为两组。在RNA水平每组4个重复,每个重复20μL;在蛋白水平每组3个重复,每个重复15μg。采用qRT-PCR和Western blot检测牛骨骼肌卫星细胞转染MyBPC 1的过表达效果,并进一步检测细胞增殖期标志因子Pax7、Ki67以及细胞分化期标志因子MyHC、MyOG的表达变化情况,观察牛骨骼肌卫星细胞肌管形成状态。结果,MyBPC1在牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达水平存在极显著差异,牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后MyBPC1的mRNA和蛋白表达量均极显著高于增殖期(P<0.01)。过表达MyBPC 1后,细胞分化形成的肌管数量明显多于对照组,增殖标志因子Pax7的mRNA水平和蛋白表达水平无显著差异,分化标志因子MyHC的mRNA水平和蛋白表达水平极显著高于对照组(P<0.01)。过表达MyBPC 1可以促进牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化,为进一步开展MyBPC1对牛骨骼肌卫星细胞的调控机制奠定基础。

CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究进展

利用传统方法在畜禽特定基因座上进行基因组修饰时,只能通过在体细胞中进行同源重组再经细胞核移植实现。传统同源重组方法的困难性和低效性阻碍了基因修饰在畜禽遗传育种中的广泛应用。近年来,位点特异性核酸内切酶的发现为靶向基因修饰提供了一条更直接的途径,主要由于这些酶能直接在DNA序列上进行一步式的基因编辑。成簇规律间隔短回文重复序列/Cas关联蛋白9(clustered regularly interspersed short palindromic repeat/CRISPR associated protein 9,CRISPR/Cas9)是一种RNA导向的DNA内切酶,精准定位于特定的靶位点,高效完成RNA导向的DNA识别及编辑。CRISPR/Cas9技术作为精准而强大的第3代基因组编辑工具,已经成功应用于猪、牛、山羊、绵羊和鸡上,这些CRISPR/Cas9基因编辑畜禽可作为研究人或畜禽生理和病理的生物模型、生产功能性蛋白质的生物反应器或器官移植的供体。特别是在畜禽生产方面,CRISPR/Cas9基因编辑可用于改善生产遗传特性及畜产品质量,提高畜禽对疾病的抵抗力。作者对当前畜禽中特定位点基因组修饰的CRISPR/Cas9技术的原理及基因组编辑在畜禽育种中应用的最新进展进行了综述,以期为推进CRISPR/Cas9技术在畜禽育种中的研究提供参考。

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素(myostatin,MSTN)基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18071个基因。在log2|FoldChange|≥1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别(P<0.05),差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因(CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC)。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。

干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为研究肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,本试验以牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型为对象,以前期设计合成3个干扰RNA(si-MSTN-1、si-MSTN-2、si-MSTN-3)并对其进行干扰效果筛选为基础,将干扰效果极显著的si-MSTN-2(si-MSTN)转染牛骨骼肌卫星细胞,通过EdU染色法检测干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞增殖的影响;进一步对干扰MSTN的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,通过肌管形成状态和分化标志因子综合分析干扰MSTN对牛骨骼肌卫星细胞分化的影响:首先通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化时期的肌管形成状态,然后利用实时荧光定量PCR和Western blotting技术检测牛骨骼肌卫星细胞分化标志因子MyoG和MyHC在mRNA和蛋白水平的表达情况。结果显示,干扰MSTN后,牛骨骼肌卫星细胞中EdU阳性细胞率极显著增加(P<0.01),说明下调MSTN表达极显著促进了牛骨骼肌卫星细胞的增殖;牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后形成的肌管数量和直径均呈现增大趋势,牛骨骼肌卫星细胞成肌分化标志因子MyHC在mRNA和蛋白水平的表达均极显著高于对照组(P<0.01),说明下调MSTN表达能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰MSTN可以显著促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖及成肌分化过程。本试验结果为进一步开展MSTN对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控机制研究提供了参考。

干扰UCH-L3对牛骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响

实验旨在探究泛素蛋白酶体中羧基末端水解酶L3(UCH-L3)对牛骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响。使用已经建立的牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化模型,体外模仿骨骼肌的发育过程,设计并合成UCH-L3的si-RNA,转染牛骨骼肌卫星细胞,筛选出有显著干扰效果的si-RNA。用EdU染色检测干扰UCH-L3对细胞增殖的影响。用免疫荧光的方法检测干扰UCH-L3表达后对肌管形成的影响,并采用Western blot技术检测分化后分化标志基因MyHC表达水平的变化,综合分析干扰UCH-L3对牛肌卫星细胞成肌分化的影响。结果表明:干扰UCH-L3后肌卫星细胞EdU染色阳性率与对照组无明显差异;干扰UCH-L3后分化形成肌管的数量少于对照组,肌管融合指数显著低于对照组,分化标志因子MyHC的蛋白水平显著低于对照组。本研究结果表明,干扰UCH-L3的表达能够抑制牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。

PSMB5蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响

【目的】探究蛋白酶体β5亚基(proteasome subunit beta type-5, PSMB5)对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响,为进一步研究蛋白酶体亚基PSMB5在细胞分化和肌肉发育过程中的调控作用提供依据。【方法】利用牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,模拟牛骨骼肌生长发育过程,首先检测牛骨骼肌卫星细胞分化前后PSMB5的表达变化,采用qRT-PCR法检测PSMB5在牛骨骼肌卫星细胞分化前后基因表达水平的差异,采用Western blotting法检测PSMB5在牛骨骼肌卫星细胞分化前后蛋白表达水平的差异。然后设计合成PSMB5的小干扰RNAsi-RNA-PSMB5 (si-PSMB5),构建PSMB5过表达质粒载体pcDNA3.1-PSMB5(pcDNA-PSMB5),采用(Lipofectamine)3000转染试剂将si-PSMB5和pcDNA-PSMB5转染牛骨骼肌卫星细胞,qRT-PCR法及Western blotting法检测转染效果。最后采用EdU染色的方法检测干扰和过表达PSMB5对牛骨骼肌卫星增殖的影响;进一步对牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,光学显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞肌管形成状态,Western blotting检测分化标志因子肌球蛋白重链(MyHC)蛋白水平的表达变化,分析干扰和过表达PSMB5对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的影响,综合分析PSMB5蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖与成肌分化的影响。【结果】PSMB5在牛骨骼肌卫星细胞分化前后表达水平存在显著差异,牛骨骼肌卫星细胞诱导分化后PSMB5的mRNA和蛋白表达量均显著高于增殖期(P<0.05)。干扰或过表达PSMB5后,牛骨骼肌卫星细胞EdU阳性细胞率与对照组相比,差异均不显著(P>0.05)。干扰PSMB5的表达后,细胞分化形成的肌管数量明显少于对照组,分化标志因子MyHC的蛋白表达水平显著低于对照组(P<0.05);而过表达PSMB5后,细胞分化形成的肌管数量明显多于对照组,分化标志因子MyHC的蛋白表达水平显著高于对照组(P<0.05)。【结论】PSMB5蛋白对牛骨骼肌卫星细胞的增殖没有明显影响,但对牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程具有显著的调控作用。干扰PSMB5表达可以抑制牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化进程,而过表达PSMB5可以促进牛骨骼肌卫星细胞体外成肌分化进程。探明PSMB5蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的具体调控作用,为进一步开展PSMB5在牛成肌分化中的调控机制研究奠定了基础。

干扰lnc23后牛骨骼肌卫星细胞转录组测序的生物信息学分析

试验旨在分析lnc23在调控牛骨骼肌卫星细胞分化过程中转录组水平的变化,筛选出可能参与调节骨骼肌卫星细胞生长的调控通路及相关mRNAs。采用第二代测序技术(next-generation sequencing,NGS)基于Illumia hiSeq测序平台对成功构建的lnc23抑制模型及相应对照组的牛骨骼肌卫星细胞进行转录组测序,将数据整理、过滤及评估后,通过生物信息学方法分析样品间基因转录差异表达,对这些差异基因进行GO和KEGG富集分析,并应用实时荧光定量PCR技术对转录组数据结果进行验证。结果显示,转录组测序共鉴定到19358个基因,筛选到1297个差异表达基因,其中上调856个,下调441个。差异基因的GO功能分析共包括细胞组分、分子功能和生物学过程3大类222个分支,其中有大量的差异基因与催化活性、分子功能调节、信号转导、生物黏附、新陈代谢相关。KEGG分析显示,差异基因共涉及190个通路,显著富集在PI3K-Akt、P53、TNF、RIG-Ⅰ样受体、神经活性配体受体互作、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育过程的差异基因,如CCNA 2、RRM 2、IL-6、MYL 2等。实时荧光定量PCR结果显示,所选的11个差异基因中有9个与转录组测序结果变化一致,表明了测序结果的可靠性。本试验完成了干扰lnc23及其对照后牛骨骼肌卫星细胞的转录组测序分析,获取差异基因的功能注释信息,初步揭示lnc23调控牛骨骼肌卫星细胞分化的潜在基因和通路,为深入探究lnc23调控牛骨骼肌卫星细胞的分化机制打下良好的基础。

TaqMan-MGB探针荧光定量聚合酶链式反应法检测酸奶制品中动物双歧杆菌BB-12

目的建立一种TaqMan-小沟结合物(minor groove binder,MGB)探针荧光定量聚合酶链式反应法检测酸奶制品中动物双歧杆菌BB-12的分析方法。方法设计动物双歧杆菌BB-12的16SrRNA序列的MGB探针,利用荧光定量聚合酶链式反应(polymerase chain reaction, PCR)技术,构建目标序列的过表达载体,提取质粒进行标准曲线的绘制,最后进行市售酸奶样品检测,定量酸奶中BB-12菌株的数量。结果所有载体标准品均产生显著的荧光增幅,循环阈值(cycle threshold, Ct)介于16~20之间;而以其他酸奶制品添加菌及大肠杆菌样品DNA为模板则无荧光扩增信号。在检测灵敏度方面,BB-12载体可被稳定检出的质量浓度低至0.0000584 ng/μL, Ct值平均数为28.73,即检测灵敏度低至为0.05 pg。绘制的标准曲线线性良好,扩增效率E为0.39,判定系数R^(2)=0.9999。市售酸奶样品检测特异性好、灵敏度高、定量结果准确。结论本研究建立的TaqMan-MGB探针荧光定量PCR检测法可实现在酸奶中对BB-12菌种的检测及定量。

干扰lnc721对牛骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响

【目的】探究对牛骨骼肌发育具有调控作用的长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),研究其在牛骨骼肌卫星细胞增殖期和分化期的表达量变化,为牛肌肉发育相关机制方面的研究提供参考依据。【方法】选取实验室前期高通量测序获得的1条lncRNA(lnc721),通过NCBI数据库和CPC网站分析其生物学信息并预测其编码能力,通过核质分离试验确定其亚细胞定位。设计并合成lnc721的siRNA转染牛骨骼肌卫星细胞,通过成熟的体外成肌细胞诱导分化模型培养牛骨骼肌卫星细胞并进行诱导分化。分别采用EdU试验、实时荧光定量PCR和Western blotting分析lnc721在细胞发育不同时期表达量的变化情况。【结果】lnc721位于牛全基因组的18号染色体上,其蛋白编码能力为―1.33129,主要定位于细胞质内。在干扰lnc721表达量后发现,EdU阳性细胞比率极显著上升,细胞增殖标志因子Pax 7和Ki-67基因的mRNA表达水平极显著上调(P<0.01);Western blotting结果进一步证明,干扰lnc721后极显著促进了Pax7蛋白的表达(P<0.01),在细胞分化期干扰lnc721表达后,细胞分化标志因子MyHC基因的mRNA和蛋白表达水平均极显著下调(P<0.01)。【结论】干扰lnc721表达可促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖并抑制成肌分化进程。

干扰核心蛋白聚糖对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

为探究肌肉生长抑制素(MSTN)对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究以前期MSTN^+/-蒙古牛与野生蒙古牛腿臀肌肌肉组织定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学筛选获得的表达差异倍数较大的核心蛋白聚糖(DCN)为靶标,以实验室前期分离培养的牛骨骼肌卫星细胞及建立的体外诱导成肌分化模型为对象,通过对设计合成的3个DCN siRNA干扰效果的筛选,将干扰效果最显著的si-DCN-2(si-DCN)转染牛骨骼肌卫星细胞。采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测增殖期(GM)牛骨骼肌卫星细胞中增殖标志因子Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,以及使用EdU染色的方法检测干扰DCN对细胞增殖的影响。对转染DCN siRNA的牛骨骼肌卫星细胞进行体外成肌诱导分化,通过显微镜观察牛骨骼肌卫星细胞分化第3天(DM3)的肌管形成状态,同时采用实时荧光定量PCR和Western blotting检测分化标志因子MyoG和MyHC的mRNA水平及蛋白水平的表达变化,并对DM3期肌管MyHC进行免疫荧光染色,以研究干扰DCN对细胞分化的影响。结果显示,干扰DCN表达后,增殖期牛骨骼肌卫星细胞中Pax7和MyoD的mRNA水平及蛋白水平都显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01),且EdU阳性细胞率显著增加(P<0.05),表明干扰DCN表达显著促进了牛骨骼肌卫星细胞的增殖。干扰DCN表达后,牛骨骼肌卫星细胞分化第3天诱导形成的肌管直径呈现增大趋势,检测成肌分化标志因子MyoG在mRNA和蛋白水平的表达分别极显著和显著高于对照组(P<0.01;P<0.05),MyHC在mRNA水平显著降低(P<0.05),但在蛋白水平上极显著升高(P<0.01),免疫荧光结果显示,下调DCN后肌管融合指数显著高于对照组(P<0.05),说明干扰DCN表达能够促进牛骨骼肌卫星细胞的成肌分化过程。本研究结果表明,干扰DCN可以显著促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖和成肌分化过程。研究结果为进一步开展MSTN对牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的调控机制研究奠定了基础。

干扰MSTN的牛骨骼肌卫星细胞实时荧光定量PCR内参基因的筛选

为了筛选在牛骨骼肌卫星细胞(MSCs)分化前后稳定表达以及不受MSTN基因表达影响的内参基因,试验以野生组(WT)、转染干扰MSTN组(si-MSTN)和对照组(NC-MSTN)的牛MSCs作为样品,选取HMBS、B2M、GAPDH、TUBB、SDHA、18S rRNA、ACTB、RPL4、PPIA、HPRT1和YWHAZ作为候选内参基因,采用实时荧光定量PCR技术Ct值分析法对各候选内参基因的相对表达进行测定,首先利用3个独立评价软件geNorm、NormFinder和BestKeeper分别对各候选内参基因在野生组牛MSCs增殖期(GM)和分化第3天(DM3)细胞中的表达稳定性进行评价,筛选出前5个表达相对稳定的候选内参基因;然后以此为基础,利用相同的方法分析MSTN干扰组和对照组增殖期和分化第3天的细胞中上述5个内参基因的表达水平和稳定性。geNorm、NormFinder分析结果均显示,HMBS、B2M、TUBB、GAPDH和ACTB在牛MSCs分化前后表达较稳定,BestKeeper分析显示ACTB和TUBB相关系数(r)排序靠前,GAPDH、HMBS和B2M排序不是很高,但是GAPDH的SD值最小,因此选择这5个候选内参基因做后续试验;在牛MSCs MSTN干扰组和对照组增殖期和分化第3天,geNorm、NormFinder软件分析结果显示,上述5个候选内参基因中GAPDH、TUBB和B2M表达最稳定,BestKeeper分析显示TUBB相关系数排名不是最高,但其SD值最小,综合以上分析,选择TUBB作为牛MSCs干扰组和对照组增殖期和分化第3天最适内参基因。研究结果可为以后进行牛MSCs在不同生长时期以及MSTN表达被调控后基因的表达分析提供参考。

层粘连蛋白对牛骨骼肌卫星细胞增殖分化的影响

本研究主要探讨细胞外基质主要蛋白成分层粘连蛋白(LN)对牛骨骼肌卫星细胞增殖和分化的影响。利用原代牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,用LN作为组织培养皿的表面涂层模拟肌肉细胞外基质,通过EdU细胞增殖检测技术检测传代后增殖12~24 h期间细胞生长状态最佳时的增殖情况,用实时定量qRTPCR和Western blot检测成肌分化标志基因表达情况。结果表明:与对照组相比,LN处理组EdU阳性细胞数无显著差异;在LN涂层上培养的肌卫星细胞的增殖标志基因Pax7在增殖12、24 h也均无显著差异;与对照组相比,在LN涂层上培养的肌卫星细胞分化标志基因MyHC在分化12 h时mRNA表达水平上极显著上调,分化48 h时蛋白表达水平极显著上调。本研究证实外源性LN铺板提前了体外培养牛骨骼肌卫星细胞的分化进程,具有促进牛骨骼肌卫星细胞成肌分化的作用。