动物尾椎数性状遗传机制及相关基因研究进展

动物的尾椎数性状是导致其尾型变异的主要原因,不同的尾型同时影响着动物的生存以及生产性能。探究尾椎数性状,选育对家畜有利的尾型,有利于提高家畜的生产性能及经济效益。目前尾椎数性状相关研究已经取得较多的成果,同时也挖掘出较多的影响尾椎数性状的候选基因。本文通过梳理动物尾椎的发育机理及遗传特征,类比家畜及非家畜动物尾椎数变异分子机制以及关键调控基因,为家畜育种提供新的线索,同时也为家畜全基因组选择育种提供理论参考。

瓢鸡无尾性状测定及遗传研究

瓢鸡是我国特有的具无尾性状的地方鸡种,无尾个体缺失尾椎骨、尾棕骨、尾羽、镰羽和尾脂腺。对育成期的有尾鸡和无尾鸡进行解剖观察,无尾鸡尾部骨骼缺失明显,且没有尾脂腺,使用茜素红和阿利新蓝染色显示骨骼系统,结果显示,无尾鸡腰荐部椎骨数目与普通有尾鸡相比明显缺失,但是该方法不便于大量观察,采用X光成像方法,可以清晰显示鸡尾部骨骼情况,便于群体观察。遗传研究结果显示,F1代无尾杂合公鸡个体与正常有尾母鸡交配产生的后代发生无尾性状分离,表明我国地方鸡品种瓢鸡所具有的无尾性状为常染色体显性性状。无尾鸡可以作为椎骨发育研究的重要模式动物。

大鼠尾椎与腰椎髓核组织及细胞的分离培养以及髓核表型的对比研究

目的:对大鼠尾椎与腰椎髓核组织及细胞进行体外分离、培养与观察,并对髓核软骨样细胞表型进行对比研究。方法:分别取12周龄Sprague-Dawley(SD)大鼠腰椎与尾椎椎间盘,用分析天平称取髓核组织的质量。组织贴壁法分离培养髓核细胞;倒置相差显微镜观察HE染色的髓核组织及不同代次细胞形态变化;流式细胞术检测细胞凋亡率;实时荧光定量PCR检测第2代尾椎与腰椎髓核细胞髓核表型的差异。结果:腰椎髓核组织总质量及单个节段的质量均显著低于尾椎(P<0.05)。成功分离培养腰椎与尾椎髓核细胞。腰椎原代髓核细胞贴壁时间及70%融合时间显著高于尾椎原代髓核细胞(P<0.05);第2代腰椎髓核细胞中脊索样细胞数量显著低于尾椎髓核细胞(P<0.05)。HE染色示尾椎髓核组织中脊索样细胞较多,细胞外基质丰富,髓核样软骨细胞数目较少。第2代腰椎与尾椎髓核细胞凋亡率差异无统计学意义。实时PCR示第2代尾椎髓核细胞与腰椎髓核细胞相比,前者显著下调低氧诱导因子(Hif)2α、aggrecan、Brachyury(T)、细胞角蛋白(Krt)8、Krt18及Krt19的表达(P<0.05),且Brachyury(T)、Krt8、Krt18及Krt19的下调量更明显;显著上调碳酸酐酶(Car)3、Car12的表达(P<0.05)。结论:与腰椎髓核组织相比,尾椎髓核组织中的脊索样细胞数目更多,细胞活性更佳,组织量大,易取材,更适合作为椎间盘退变研究的种子细胞。体外单层培养的腰椎与尾椎髓核细胞表型存在差异。

蒙古羊不同尾椎数相关选择信号的挖掘研究

通过对比不同尾椎数的蒙古绵羊群体在基因组上的遗传分化水平,对全基因组选择信号、蒙古羊尾长性状的相关基因及可能的突变位点进行检测,试图解析尾椎形成的分子机制。基于全基因组重测序数据,使用两组群间的遗传分化系数(Fst)和遗传多样性比率(pi ratio)检测尾椎选择信号,将Fst值和pi ratio较大的染色体区段作为受选择候选区域。结果表明,共找到76个选择区域,这些区域分别落在了尾脂肪沉积和骨骼发育的QTL上,进一步对这些候选区域所包含的63个基因进行基因功能及通路的注释分析,富集到骨骼再生相关的Wnt和FGF信号通路,同时发现LRP6等功能候选基因。该研究确定了与尾椎数相关的受选择区域,推测不同尾椎数蒙古绵羊群体的形成可能由非基因编码区域的一个或者多个突变造成。

脊柱尾侧椎体超声计数法判定胎儿脊髓圆锥末端位置的临床价值

目的总结脊柱尾侧椎体计数法(CVCM)判定胎儿脊髓圆锥末端(CMT)位置的临床意义。方法选择2019年3月至2021年3月行产前超声检查的103例单胎妊娠孕妇,年龄21~38岁,平均年龄30.85岁;孕周22~37周,平均孕周30.27周。均给予超声脊柱CVCM和腰骶角椎体定位法(LSaLM)检测,对比两种方式在判断胎儿CMT位置方面的差异,比较两者之间的相关性。结果经LSaLM检查103例正常胎儿中,CMT位置最低值2.50,对应L_(3)~L_(4)中点,占2.91%;CMT最高位置值4.25,在L_(1)~L_(2)中下点,占1.94%,CMT位置占比最高值为3.75,对应L_(2)~L_(3)中上点,占30.10%;经CVCM检查103例正常胎儿中尾侧椎体数最少为6.50个,对应第6~7个椎体中点,占2.91%;尾侧椎体数最多为9.25个,对应第9个椎体中下点,占1.94%;占比最高的尾侧椎体数为8~9个椎体中上点,占30.10%,与LSaLM检查中L_(2)~L_(3)中上点位置相对应。26周及以后的胎儿其尾侧椎体数直接在其CMT位置上加5,胎儿孕周的大小与CMT位置之间呈正相关性(r=0.975,P<0.05);孕周大小与尾侧椎体数之间同样呈正相关性(r=0.987,P<0.05),并且CMT位置与尾侧椎体数之间也同样呈正相关性(r=0.980,P<0.05)。结论LSaLM和CVCM检测均可用于判断胎儿CMT位置是否正常,两者之间有着明显的相关性,但后者相较于前者而言在操作方面更加简单快捷,对胎儿体位要求较低,临床应用优势更加显著。

蒙古羊尾椎数与尾型变异分析

为了揭示蒙古羊尾椎数与尾型的变异规律,试验选择内蒙古四子王旗所养殖的蒙古羊作为研究对象,对其尾椎数和尾型进行测定。结果表明:通过对蒙古羊尾巴的扫描,将蒙古羊的尾型分为直尾、弯尾和逗号尾三种类型,蒙古羊的尾椎数在7~13个之间,平均为9.78个,整个尾椎长度在18~34 cm之间,平均为24.58 cm;蒙古羊的第一尾椎到第五尾椎的宽度呈递减变化趋势,通过模拟得到尾椎宽度的函数方程为y=-5.884ln x+17.082,根据此数学方程式可以计算出每个尾椎的宽度。通过对蒙古羊尾型测定得到成年蒙古羊尾长在3.00~20.00 cm之间,平均为11.14 cm,尾宽在3.00~19.00 cm之间,平均为11.26 cm;羔羊尾长在3.50~15.00 cm之间,平均为9.61 cm,尾宽在5.50~15.00 cm之间,平均为9.75 cm,蒙古羊的尾长略小于尾宽。

中国鲤形目鱼类的脊椎骨数及其生态适应性

为探讨中国鲤形目鱼类脊椎骨数及其与系统发育和生态习性的相关性，采用X光透视照相法对鲤科（Cyprinidae）、鳅科（Cobitidae）、爬鳅科（Balitoridae）鱼类共157种的脊椎骨数、肋骨数和尾椎数进行了比较分析。结果显示，中国鲤形目鱼类的脊椎骨数30-52枚，均值39.5±4.4；肋骨数8-28对，均值15.3±3.1；尾椎数14-34枚，均值21.1±2.9。依据脊椎骨数、肋骨数、尾椎数对鲤科各亚科进行聚类，显示鲤科12个亚科可归为2大类：Ⅰ类包括雅罗鱼亚科、鲌亚科、鲴亚科、裂腹鱼亚科4亚科；Ⅱ类包括鲢亚科、 NFDA2 亚科、 NFDA7 亚科、鲃亚科、野鲮亚科、鳅 NFDA3 亚科、鲤亚科、 NFDA1 亚科8亚科。对鲤科89种所作的单因素方差分析显示，肉食性鱼类的肋骨数与脊椎骨数的比值显著小于植食性鱼类（P〈0.05），而脊椎骨数、尾椎数则显著多于植食性鱼类（P〈0.05）。中上层鱼类的脊椎骨数、尾椎数显著多于下层鱼类（P〈0.05）。极小型鱼类的脊椎骨数、肋骨数以及肋骨数与脊椎骨数之比显著少于或小于大型鱼类（P〈0.05）。表明鲤科鱼类的脊椎骨数与其生态习性及体型具有明显的相关性。

大鼠不同节段椎间盘髓核细胞分离鉴定及生物特性的对比研究

目的 对大鼠腰椎及尾椎间盘髓核细胞（nucleus pulposus cells,NPCs）进行体外分离培养、形态学鉴定,并对比研究细胞生长特性。方法 分别取8周龄SD大鼠腰段（L1、2-L6、S1）及尾段（C1、2-C17、18）椎间盘,采用组织贴壁法分离培养NPCs;倒置相差显微镜观察细胞形态变化,行HE、甲苯胺蓝及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色观察;分别取两组第1-5代细胞测定细胞活力（锥虫蓝染色）、总蛋白含量（BCA法）及衰老水平[衰老相关β-半乳糖苷酶（senescence-associatedβ-galactosidas e,SA-β-gal）染色];取第1代细胞行增殖能力（细胞计数试剂盒8法）测定。结果 成功分离培养各节段椎间盘NPCs。尾段原代NPCs贴壁时间及生长达90%融合时间显著少于腰段原代NPCs（P〈0.05）。HE染色示NPCs细胞质呈粉色,细胞核呈卵圆形,均一蓝黑色;甲苯胺蓝染色示NPCs细胞质呈蓝色;Ⅱ型胶原免疫组织化学染色示细胞质见黄褐色颗粒沉着核周区显著,细胞核呈蓝黑色。腰段组细胞以长梭形为主,尾段组以多角形、不规则形为主。细胞活力测定示腰段及尾段两组间及两组内各代次间NPCs活力比较差异均无统计学意义（P〉0.05）。增殖能力检测示,腰段细胞培养4-5 d后进入对数生长期,尾段细胞培养3 d后即进入对数生长期;培养3-9 d尾段细胞吸光度（A）值高于腰段细胞（P〈0.05）。总蛋白合成检测示,尾段及腰段NPCs总蛋白含量组内各代次间比较差异均无统计学意义（P〉0.05）,尾段各代NPCs总蛋白含量均显著高于同代腰段NPCs（P〈0.05）。衰老水平检测示,两组间第1、2、3代比较老化细胞阳性率差异无统计学意义（P〉0.05）,腰段组第4、5代老化细胞阳性率较同代尾段细胞高,差异有统计学意义（P〈0.05）。结论 与同时间点大鼠腰椎间盘NPCs相比,尾椎间盘NPCs生长状态更佳,更适宜作为研究椎间盘退变的种子细胞。