西农萨能奶山羊ATF4基因克隆及其功能初步研究

转录激活子4(activating transcription factor 4,ATF4)是ATF/cAMP应答元件结合蛋白,在反刍动物的生长发育起着关键作用。本研究旨在分析西农萨能奶山羊ATF4基因序列结构,通过siRNA技术干扰ATF4基因表达,初步探究其对奶山羊乳腺上皮细胞脂质代谢和乳蛋白合成的影响。为明确ATF4在西农萨能奶山羊不同组织的表达差异,采集西农萨能奶山羊不同泌乳时期乳腺组织,克隆得到ATF4基因的CDS区并进行生物信息学分析及组织表达谱分析。结果表明,克隆得到奶山羊ATF4基因CDS区,全长为1059 bp,其编码352个氨基酸,蛋白分子量为38.54524 ku,理论等电点为4.61,有35个丝氨酸磷酸化位点,为无跨膜结构的酸性蛋白质;西农萨能奶山羊ATF4蛋白的二级结构中α-螺旋、延伸链、无规则卷曲、β-转角分别为39.77%、7.10%、51.14%和1.99%;ATF4与CEBPB、CEBPG、ATF3、FOSL2、ATF1、DDIT3、TRIB3、BTRC、CREB1、DISC 10个蛋白存在相互作用,与绵羊和牛的亲缘关系最近,同源性分别为97.45%和91.48%。组织表达谱分析结果表明,ATF4基因的表达量在瘤胃组织中最高,其次为肌肉。ATF4基因在泌乳前期表达水平最高,在泌乳盛期次之。干扰奶山羊乳腺上皮细胞ATF4基因表达,显著下调FASN、FABP3和BLG基因mRNA水平,上调PPARA、PPARG和LALBA基因mRNA水平。上述结果提示,ATF4基因可能参与奶山羊乳腺上皮细胞脂质代谢和乳蛋白合成过程。本研究为ATF4调控羊奶乳脂代谢和乳蛋白合成的分子机理提供了理论基础。

不同胎次西农萨能羊鲜乳中链和短链脂肪酸组成的初步研究

以陕西省千阳县萨能羊种羊场的产奶羊群为研究对象,共采集5个胎次87只产奶羊的新鲜乳样,用气相色谱仪和乳成分测定仪分别测定了鲜乳的中、短链脂肪酸组成和乳成分含量。结果表明,不同胎次间丁酸(C4∶0)、己酸(C6∶0)、辛酸(C8∶0)和葵酸(C10∶0)的含量差异不显著(P>0.05);但胎次对月桂酸(C12∶0)和肉豆蔻酸(C14∶0)含量的影响作用达显著水平(P<0.05);长链脂肪酸中除亚油酸(C18∶2)含量在胎次间无显著差异(P>0.05)外,棕榈酸(C16∶0)、硬脂酸(C18∶0)和油酸(C18∶1)含量均存在显著差异(P<0.05)。乳成分中乳糖含量在不同胎次间差异不显著(P>0.05),而乳脂含量、乳蛋白含量、乳中干物质含量、乳中非脂固形物含量在不同胎次间均表现出显著差异(P<0.05)。

PRLR基因外显子10多态性与西农萨能奶山羊产奶性能的相关分析

设计4对引物,采用PCR-SSCP技术检测催乳素受体(PRLR)基因外显子10在西农萨能奶山羊群上的单核苷酸多态性,同时研究该基因对其产奶性能的影响。结果表明:引物P2、P3与P4扩增片段具有多态性,P1的扩增片段不存在多态性。应用P2扩增片段,在西农萨能奶山羊中仅检测到AA和AB基因型,纯化测序表明AA与AB基因型相比有2处突变,C27T的突变没有导致氨基酸变化,第189处的碱基缺失导致氨基酸由组氨酸变为酪氨酸和苏氨酸。AA和AB基因型之间产奶量的最小二乘均值差异显著(P<0.05),AA基因型在各胎次产奶量和平均产奶量等指标上均高于AB基因型,其中第3胎的产奶量达到显著水平(P<0.05);应用P3扩增片段,在西农萨能奶山羊中检测到3种基因型(CC、CD、DD),纯化测序表明CC与DD基因型相比有2处突变(C103A和T106C),分别导致氨基酸由赖氨酸变为苏氨酸、苏氨酸变为异亮氨酸;3种基因型之间产奶量的最小二乘均值差异不显著(P>0.05)。应用P4扩增片段,在西农萨能奶山羊中也只检测到EE和EF基因型,纯化测序表明EE与EF基因型相比有1处突变(A114G),该突变导致氨基酸由蛋氨酸变为缬氨酸;EE和EF基因型之间产奶量差异显著(P<0.05)。EE基因型的个体各胎次产奶量均比EF型高,其中在第3、4胎产奶量和前4胎平均产奶量3项指标上都达到显著水平(P<0.05)。研究结果提示:PRLR基因对奶山羊产奶量有显著影响,因此认为PRLR基因外显子10位点可作为奶山羊高产奶量的标记辅助选择的有效分子标记。

西农萨能奶山羊乳和荷斯坦牛乳挥发性游离脂肪酸组成比较及分子机理分析

以西农萨能奶山羊和荷斯坦牛为对象,研究山羊乳和牛乳挥发性游离脂肪酸组成的差异,并分析其分子机理。采用固相微萃取/GC-MS分析二者挥发性游离脂肪酸组成,对西农萨能奶山羊脂肪酸合成酶乙酰-CoA/丙二酰-CoA转移酶区域(AT-MT)cDNA克隆,对其AA序列及蛋白二级结构与荷斯坦牛进行比较。结果表明西农萨能奶山羊奶中癸酸(40.89g/100g)是影响其风味的主效成分。西农萨能奶山羊AT/MT AA序列、蛋白二级结构与荷斯坦牛存在明显差异。西农萨能奶山羊脂肪合成与代谢相关酶基因应是羊奶膻味形成的关键因素,传统育种和分子育种方法将是提高山羊乳品质的有效途径。

西农萨能奶山羊泌乳均衡性与产奶量的相关分析

【目的】研究西农萨能奶山羊泌乳均衡性与产奶量的相关关系,为奶山羊良种选育与改良提供依据。【方法】选择健康、泌乳正常的西农萨能奶山羊120头,测定衡量泌乳均衡性的泌乳初期日数、泌乳盛期日数、泌乳后期日数、最高日产奶量、最低日产奶量、最高日产奶量与最低日产奶量之差6个指标,采用相关系数分析法确定这6个指标与300 d产奶量之间的相关关系,并建立最优回归方程。【结果】通径分析表明,最高日产奶量和最低日产奶量是影响300 d产奶量的最主要因素(通径系数分别为0.269 5和0.235 7),同时也是衡量泌乳均衡性的重要指标;对120只羊300 d产奶量实测值与估测值的差异显著性分析表明,二者差异不显著,说明用这2个性状建立的多元回归方程准确性良好。【结论】利用最高和最低日产奶量这2个性状建立的回归方程估计奶山羊产奶量简便易行,可为奶山羊育种及提高产奶量提供可靠的依据,也是估计产奶量的一种适用方法。

CSN1S2、CSN3和β-lg基因对西农萨能奶山羊产奶性能的影响

利用PCRRFLP技术对69只西农萨能奶山羊群体的CSN1S2基因、CSN3基因和βlg基因多态性与产奶性状的相关性进行了研究。结果表明,CSN1S2基因的不同基因型与产奶性能间存在相关性:FF基因型个体前4胎平均产奶量显著低于NN基因型个体(P<0.05),FF基因型个体第2胎产奶量比NN基因型个体低90kg以上(P<0.01),提示CSN1S2基因座F等位基因可能与低产奶量有关。在CSN3HindⅢ基因座中,DE和EE基因型个体在第1、2、3、4胎产奶量和平均产奶量上差异不显著(P>0.05);在CSN3TaqⅠ基因座中,TT、TC和CC3种基因型个体在第1、2、3、4胎产奶量和平均产奶量上差异不显著(P>0.05);CSN3基因经HaeⅢ酶切没有发现多态性。对βlg基因5′侧翼区的分析发现,AA基因型个体各胎次产奶量均比AB型高,其中在第2、3胎产奶量和平均产奶量3项指标上都达到显著水平(P<0.05),提示βlg基因的A等位基因可能与高产奶性能有关。

CSN1S2和CSN3基因表达量与西农萨能奶山羊产奶性状的关系

【目的】研究酪蛋白中αs2酪蛋白(CSN1S2)基因和K酪蛋白(CSN3)基因在西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量及其与产奶性状的关系。【方法】根据山羊CSN1S2和CSN3的mRNA序列(CSN1S2:AJ289716,CSN3:EF564258)设计实时定量特异性引物,采用实时荧光定量PCR法,对年均产奶量不同的3组西农萨能奶山羊进行mRNA转录水平上的相对定量分析,并测定乳脂和乳蛋白的含量,同时对扩增出的mRNA片段进行克隆测序。【结果】CSN1S2基因在第1组15只西农萨能奶山羊(年均产奶量为(1 100.00±15.00)kg)乳腺组织中的相对表达量是第2组15只奶山羊(年均产奶量为(600.00±12.00)kg)的2.47倍,二者差异极显著(P<0.01);CSN3基因在第1组西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量是第2组的3.10倍,二者差异极显著(P<0.01);测序后进行序列比对发现,目的mRNA片段与山羊CSN1S2和CSN3基因的同源性均为100%;CSN1S2基因在西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量与乳汁中蛋白质含量相关性不显著,与脂肪含量呈显著负相关;CSN3基因的表达量与乳汁中蛋白质含量呈显著正相关,与脂肪含量相关性不显著。【结论】CSN1S2基因和CSN3基因在西农萨能奶山羊乳腺中的表达量对乳蛋白和产奶量有显著影响(P<0.05),可作为西农萨能奶山羊产奶性状选育的候选基因。

西农萨能奶山羊泌乳规律研究

研究以50只同期产羔且具有完整的240d泌乳记录的泌乳母羊为研究对象,采集其每天泌乳量,绘制泌乳曲线,利用wood模型对泌乳曲线进行拟合,对其泌乳规律进行了研究。结果表明:西农萨能奶山羊240d平均泌乳量为(544.39±111.56)kg;泌乳高峰出现在泌乳第39天,其泌乳高峰值平均为2.76kg/d;西农萨能奶山羊240d泌乳曲线符合Wood模型,其泌乳曲线可用方程Y=1.6997x0.1885e-0.0048x(R2=0.9297);胎次对参数c值、泌乳峰值、泌乳持续力和总泌乳量有显著影响(P<0.05),其中第4胎次总泌乳量最大,为627.2kg,而第2胎次最小,为464.1kg,第4胎次母羊的泌乳峰值平均为3.25kg/d,依次为5胎次及以上的2.86kg/d,3胎次的2.75kg/d及2胎次的2.32kg/d;以第3胎次持续力最好为6.65,且泌乳持续力在第3胎以后有下降的趋势;在机械挤奶条件下,产羔数对泌乳曲线不存在显著影响(P>0.05)。综合分析,wood模型拟合的泌乳曲线能客观反映西农萨能奶山羊的泌乳规律。

西农萨能奶山羊乳中体细胞数与乳成分的变化规律及相关性研究

试验旨在探究泌乳阶段和胎次对西农萨能奶山羊乳中体细胞数(Somatic cell count,SCC)、乳成分的影响及体细胞评分(Somatic cell score,SCS)与乳成分的相关性。选取120只西农萨能奶山羊,泌乳早期每周采集一次乳样,之后每四周采集一次乳样,并采用乳成分体细胞联机测定仪测定乳中体细胞数、乳成分相关指标。结果表明:(1)不同泌乳阶段西农萨能奶山羊乳中SCC无显著变化(P>0.05),乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和总固形物率有极显著的变化(P<0.01),尿素氮有显著变化(P<0.05),且SCS、乳成分各个指标在不同泌乳阶段之间存在显著的相关性(P<0.01,P<0.05)。(2)不同胎次西农萨能奶山羊乳中SCC有显著变化(P<0.05),乳脂率、乳蛋白率、乳糖率和总固形物率有极显著的变化(P<0.01),尿素氮无显著变化(P>0.05),且SCS、乳成分各个指标在不同胎次之间存在显著的相关性(P<0.01,P<0.05)。(3)随着SCC的增加,SCS与日产奶量、乳糖率之间存在极显著的负相关性(P<0.01)。综上,通过西农萨能奶山羊乳中体细胞数与乳成分的变化规律及相关性研究,发现第2、3胎和泌乳早期西农萨能奶山羊的乳品质最佳,羊奶SCS与产奶性状间的相关关系有助于加快奶山羊群体改良,提高羊场科学管理水平。

影响西农萨能奶山羊产奶性状的非遗传因素分析

本试验旨在探究母羊出生年度、季节、胎次、泌乳阶段4个固定效应对西农萨能奶山羊产奶性状的影响。以西北农林科技大学萨能羊原种场2006-2018年的645只泌乳母羊为研究对象,每月采集乳样1次,采样日早、晚各采集1次,将两次乳样等比例混合后,采用乳成分分析仪测定乳脂率、乳蛋白率、乳糖率、总脂固形物、非脂固形物、密度、冰点和酸度共8个指标,结合羊场产奶量记录,采用固定效应模型,通过SAS 9.4软件进行表型的描述性统计分析,再采用GLM模型进行固定效应对产奶性状的影响分析。结果表明,西农萨能奶山羊平均300 d产奶量为507.67 kg,乳脂率为3.58%,乳蛋白率为3.20%,乳糖率为4.19%;总固形物含量为12.21%,非脂固形物含量为8.46%;出生年度、胎次对产奶量影响极显著(P<0.01),出生季节对产奶量影响不显著(P>0.05);泌乳阶段、出生年度对乳脂率等8个乳成分性状均有极显著影响(P<0.01),胎次对除乳蛋白率和总固形物的其他6个乳成分指标均存在极显著影响(P<0.01)。综合以上试验结果,胎次及泌乳阶段是影响西农萨能奶山羊产奶性状的两种主要非遗传因素,第3、4胎母羊产奶性能最佳,泌乳早期的乳品质更优,揭示了对种群进行良种选育工作和羊饲养管理的重要性,也为后期进行奶山羊经济性状遗传评估和群体遗传改良提供理论基础。

西农萨能奶山羊乳脂肪酸性状影响因素分析

本研究旨在解析母羊出生年度、季节、胎次、泌乳阶段4个固定效应对西农萨能奶山羊乳脂肪酸性状的影响。选择2010—2017年出生的104只泌乳奶山羊,采用气相色谱仪测定实验个体羊奶中37种不同乳脂肪酸含量,采用固定效应模型,通过SAS 9.4软件的GLM过程进行统计分析。结果表明:西农萨能奶山羊乳脂肪酸以C16:0、C18:1n9c、C14:0、C18:0和C10:0为主,其中含量最高的为C16:0,达26.65%;饱和脂肪酸:不饱和脂肪酸为2.27:1,其中,单不饱和脂肪酸:多不饱和脂肪酸为15.52:1;泌乳阶段效应对乳脂肪酸含量影响显著,年度、季节、胎次效应对于乳脂肪酸组分影响较小。研究结果显示,泌乳阶段是影响西农萨能奶山羊乳脂肪酸性状的主要非遗传因素之一,泌乳早期的乳品质更优。

西农萨能奶山羊DGAT2基因第5内含子多态性与产奶性状的关联分析

为确定二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因与奶山羊产奶性状的关系,采用PCR-SSCP技术,对197只西农萨能奶山羊二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因的第5内含子进行多态性分析。在西农萨能奶山羊中检测的DGAT2基因第5内含子发现AA、AB和BB 3种基因型,其频率分别为0.228 40、.406 1和0.365 5;不同基因型与西农萨能奶山羊的产奶量和乳脂率之间有显著的关联性(P<0.05),AA和AB基因型个体的产奶量和乳脂率显著高于BB型(P<0.05),但对乳蛋白率和乳糖率影响不大,未达到显著水平(P>0.05)。结果提示DGAT2基因对奶山羊产奶性状有一定的影响。