马属动物肠道微生物的研究进展

马属动物是大型非反刍食草动物,其肠道中栖息着各种各样的微生物,肠道不同部位微生物也不尽相同。这些微生物对饲料的有效利用至关重要,尤其是对不能被内源性酶降解或很少被内源性酶分解的营养素。马属动物肠道微生物与宿主保持相互作用,并参与能量代谢和免疫调节。肠道微生物易受到外部因素(饲粮组成和环境条件)和内部因素(年龄、性别和遗传背景)的干扰,使其失衡而导致腹泻、绞痛和结肠炎等消化系统疾病。文章从马属动物肠道核心菌群、肠道不同部位群落结构、影响肠道菌群的因素以及肠道菌群与机体健康的关系等方面进行了概述,以期为马属动物肠道菌群相关研究提供参考。

马属动物全基因组高通量测序研究进展

马属(Equus)动物的祖先大约在5500万年前出现,经过持续分化形成现今的马、驴和斑马,统称马属动物。马作为家畜中的重要一员,是推动人类文明发展的载体,在人类的饮食、战争、农耕、运输和娱乐等领域做出了巨大贡献。然而,人类为了满足需求,或多或少影响着马的进化方向,从而在长时间自然和人工选择过程中形成了多种独具特色性状的不同马种。驴和骡在全球的存栏量也较多,在人类的生产和生活中起到的作用同样不可忽视,不但为人类提供了生产力而且还提供了食物和营养保健品。可见,马属动物对人类的重要性。近年来,高通量测序技术和生物信息学分析方法被广泛运用于家畜的遗传学研究。人们利用高通量测序手段探索马属动物在进化过程中的种群变化历史,解析形成独特性状的分子机制,为其育种工作提供有效的数据支持。本文综述了马属动物全基因组高通量测序的研究进展,以及利用该技术在马属动物的进化历史和功能基因挖掘研究领域所取得的成就,以期今后对马属动物的深入研究、产业开发和利用等方面提供参考信息。

单细胞转录组测序技术及其在动物繁殖中的应用进展

动物繁殖在动物种群发展和生命进化的过程中起到群落延续、物种演化、进化变异等至关重要的作用。繁殖是各种生殖细胞的动态变化和互作效应的结果,对生殖细胞动态变化机制进行解析是了解动物繁殖过程的基础。单细胞转录组测序技术在群体细胞中以单细胞维度深入解读信息,逐步成为解读细胞类群异质性、关键基因筛选、相关通路表达、细胞互作等具有复杂性、多样性、动态性的生物学问题的首要选择。目前,单细胞转录组测序技术已经开始从动物生殖细胞的角度对动物繁殖的相关机制进行更深入的探究,以此进一步研究动物繁殖的相关过程。因此,本文主要对单细胞转录组测序技术的相关内容以及其在动物繁殖中的相关应用进行总结。

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。

马属动物卵巢发育研究进展

随着国内经济发展,马、驴产业经济价值越来越高,产业需求量也日益增长,但马属动物是繁殖周期较长的季节性单胎动物,其独特的繁殖生理结构特性成为马属动物繁殖效益和相关繁殖技术开发应用的主要因素之一。卵巢作为雌性动物生殖系统中的核心器官,在神经系统和内分泌系统的作用和调节下,具有周期性产生卵子和分泌生殖激素的功能。然而由于排卵窝这一独特结构的存在,马属动物卵巢结构、发育、排卵和调控明显不同于其他家畜动物。因此,本文对国内外近些年在马属动物卵巢结构、排卵窝、卵泡分布及相关分子机理方面进行的研究进行归纳梳理,以期为在国内重启马属动物繁殖机理与技术研究提供理论帮助。

动物精子的发生研究进展

精子发生主要在动物睾丸组织的曲细精管中进行,是由多种生殖细胞、体细胞共同参与的生殖进程之一。在精子发生过程中,细胞受到关键分子的影响,阶段性连续发生着独特的关键变化(有丝分裂、减数分裂、细胞变形及成熟精子形成),贯穿着精原细胞到精子的生命起始全过程。对精子发生过程中睾丸及相关细胞、分子进行研究对于动物繁殖、物种保护以及生产力提高具有重要意义。随着测序技术的发展、多技术手段的广泛联合应用,一些新型技术手段也被应用于动物精子发生的研究当中。本文主要对精子发生关键场所、关键细胞及关键分子的研究进展进行综述,以期为动物繁殖相关科学问题的深入研究提供参考。

MEI1基因可变剪切事件对蒙古马精子生成的调控作用

旨在探索发生可变剪切事件的MEI1基因对蒙古马精子生成的调控作用,实现利用分子调控技术提高马的精子数量和精液品质,有效提高繁殖效率,降低生产成本,加快遗传进展,促进种群繁衍。本研究以两岁蒙古马的睾丸支持细胞(SC)作为研究对象,构建未发生外显子跳跃(exon skip,ES)事件的MEI1-1-pIRES2-EGFP重组质粒和发生ES事件的MEI1-2-pIRES2-Dsred重组质粒,并分别转染睾丸支持细胞;每组3个重复,分别在转染0、24、48、72 h时用CCK-8检测转染细胞的增殖及活性;G418抗生素筛选转染细胞;收集转染细胞并提取总RNA,经反转录后qRT-PCR检测减数分裂相关基因在两种细胞中的差异表达情况等。成功构建了MEI1-1-pIRES2-EGFP载体和MEI1-2-pIRES2-Dsred载体,经琼脂糖凝胶电泳和测序试验检测到载体构建成功并绘制重组质粒质谱图;CCK-8检测发现转染两种质粒的细胞在转染48 h时细胞活性最高、增殖情况最好且MEI1-2-pIRES2-Dsred转染的细胞活性最高;经G418筛选转染细胞发现转染效率增加;检测结果发现,减数分裂通路部分基因(BUB1、CUL1、CCNB1、PPP2R5C、CCNB2等)及支持细胞信号通路中调节精子发生减数分裂的部分因子(ARID4A、FSH、GDNF、Stra8、NRG1等)在两类细胞中的表达量差异显著,且均在转染MEI1-2-pIRES2-Dsred质粒的SC内表达量高。结果表明,发生ES事件的MEI1基因更有利于调控减数分裂及精子发生,为探索可变剪切事件影响蒙古马精子生成调控机制奠定了理论基础。

蒙古斑点马不同部位脂肪和肌肉组织中脂肪酸组成的比较研究

通过对蒙古斑点马不同部位脂肪和肌肉组织中脂肪酸组成进行分析比较,旨在明确蒙古斑点马体脂脂肪酸组成特点。选择3匹成年蒙古斑点马,屠宰后采集肾周、肠周和皮下脂肪以及肩肌、背最长肌和臀肌样品,利用气相色谱法测定脂肪酸组成及含量。结果表明:蒙古斑点马不同脂肪组织中均检出19种脂肪酸,其中饱和脂肪酸(saturated fatty acid,SFA)含量34.77%~37.38%,不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid,UFA)含量达60%以上,UFA中单不饱和脂肪酸(monounsaturatedfattyacid,MUFA)含量33.04%~36.39%,多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFA)含量26.47%~27.51%,其中皮下脂肪C10:0、C18:0、C20:0含量显著低于肾周和肠周脂肪(P<0.05);MUFA在皮下脂肪的沉积程度较其他2个部位高,但均无统计学差异;PUFA中C18:3 n-3含量最高,其在各脂肪组织间无显著差异。3个不同部位肌肉中均检出15种脂肪酸,其中SFA含量占总脂肪酸含量的38.32%~40.04%,MUFA含量占35.70%~40.19%,PUFA含量占15.25%~20.33%;SFA中背最长肌和臀肌C12:0含量显著高于肩肌(P<0.05),其余SFA在不同部位肌肉间无显著差异;MUFA中背最长肌C16:1含量显著高于肩肌和臀肌(P<0.05);肩肌n-6/n-3 PUFA比值显著高于背最长肌和臀肌(P<0.05);皮下脂肪的C18:3 n-3和总PUFA含量显著高于背最长肌(P<0.05)。综上所述,蒙古斑点马不同部位脂肪和肌肉组织脂肪酸组成各具特点,但UFA含量均较高。

动物精原干细胞体外培养研究进展

精原干细胞(SSCs)作为成体干细胞之一,可将遗传信息向子代传递,在雄性动物的精子发生过程中起到至关重要的作用。根据SSCs的生物学特征并通过有效的细胞分离手段将睾丸中的SSCs进行分离,进一步纯化并体外培养,才能更加深入地研究其相关机制。随着测序技术及基因编辑技术的发展和成熟,对于SSCs的研究手段和应用范围也在不断扩展。因此,文章主要对SSCs的生物学特征、鉴定、分离、纯化、体外培养以及与SSCs研究中联合使用的新技术进行了总结,以期为SSCs体外培养方法选择及其相关研究提供参考。

基于转录组学分析驴油生酮饮食下CT26^(+)结肠癌肿瘤的变化

该研究旨在通过转录组测序技术筛选出驴油生酮饮食(DonkeyOilKetogeniDiet,DOKD)影响CT26^(+)结肠癌肿瘤生长的相关基因,挖掘对DOKD响应的基因及其代谢通路,为解析驴油生酮饮食抑制肿瘤生长的机制提供依据。该研究选取一致性较好的CT26^(+)结肠癌BALB/c模型小鼠,随机分为2组,每组3个重复,分别饲喂驴油生酮饮食(DOKD)与正常饮食(ND)。饲喂10d后处死摘取肿瘤组织,测量肿瘤的质量及体积,并利用RNA-Seq技术和生物信息分析方法进行转录组测序及结果分析。DOKD组与ND组小鼠体质量无显著差异,肿瘤明显小于ND组。与ND组相比,DOKD组共18个基因差异表达,其中12个DEGs上调,6个DEGs下调。这些DEGs注释到170条GO条目,其中生物过程(BP)类别124条,细胞组成(CC)类别2条,分子功能(MF)类别44条;涉及18条KEGG通路,主要富集在IL-17信号通路、趋化因子信号通路、细胞因子受体相互作用信号通路、肿瘤坏死因子信号通路等重要通路。此外,该研究通过Western blot进一步研究了TLR4/NF-κB信号通路在在肿瘤中的作用。综上,DOKD对CT26^(+)结肠癌肿瘤有明显抑制作用,该作用可能与IL-17信号通路、趋化因子信号通路、细胞因子受体相互作用信号通路、TNF信号通路等通路密切相关。

不同固定液对性成熟前后蒙古马睾丸石蜡切片H.E.染色效果的影响

为了比较不同固定液对性成熟前后蒙古马睾丸石蜡切片H.E.染色效果的影响,试验采集1岁和10岁蒙古马睾丸组织,分别放入4%多聚甲醛(PFA)、波恩氏固定液(Bouin’s)和戴维森氏固定液(Davidson’s)中进行固定,再制作石蜡切片并进行H.E.染色,对H.E.染色效果进行显微镜观察及评分。结果表明:对于1岁蒙古马睾丸石蜡切片的H.E.染色,4%PFA固定效果更优,其染色效果评分在细胞形态清晰完整度及细胞核染色清晰度两项中,极显著高于Bouin’s和Davidson’s(P<0.01);而对于10岁蒙古马睾丸石蜡切片的H.E.染色,4%PFA和Bouin’s的固定效果相似,两者染色效果评分在细胞形态清晰完整度、细胞核染色清晰度、细胞质染色清晰度、核质对比明显度方面均极显著高于Davidson’s(P<0.01)。说明在蒙古马性成熟前,曲细精管内细胞较少的情况下,选择4%PFA固定液的效果最优;而在蒙古马性成熟后,曲细精管内细胞较多的情况下,选择4%PFA和Bouin’s固定液的效果均较优。

马卵母细胞体外成熟的研究进展

随着全球马产业的发展,马发挥的经济价值越来越大。辅助生殖技术有利于发挥优良马匹的潜在价值。马卵母细胞体外成熟(IVM)是辅助生殖技术重要的组成部分,卵母细胞的获取是体外成熟的前提,切刮法能从离体卵巢中获得较多的马卵母细胞,而活体采卵技术(OPU)则能持续地获得卵母细胞,并能较好的保存马卵母细胞的发育能力。扩张型卵母细胞的成熟率高于紧密型卵母细胞,母马的年龄会影响到其卵母细胞的质量。马卵母细胞体外存放较长时间不会影响其发育能力,现在已有较为成熟的体系能使马卵母细胞在体外保存24 h以上而不影响其成熟率。在马卵母细胞成熟体系中常用的基础培养液是M199,添加胎牛血清(FBS)、促卵泡素(FSH)、促黄体生成素(LH)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)等物质能显著提高成熟率,常用培养环境为38~39℃,5%CO2饱和湿度下培养,培养时间30 h。成熟的卵母细胞有扩张的卵丘细胞和极体,且成熟的卵母细胞的细胞骨架及微管结构也会发生变化。本文针对马卵母细胞的采集和体外成熟培养的相关研究进行总结,重点阐述了不同采集技术的回收率以及影响马卵母细胞体外成熟率的关键因素,以期对今后马卵母细胞体外成熟的进一步研究及后期体外受精技术的发展提供借鉴与参考。

大动物多能干细胞建立研究进展

多能干细胞(pluripotent stem cells,PSCs)是可以无限增殖更新并具有分化为各种组织细胞潜能的一类干细胞系。而其中的iPS细胞(induced pluripotent stem cells,iPS cells)的建立更是进一步拉近了干细胞和临床疾病治疗的距离,并且对农业经济发展和动物医学领域具有巨大的潜在应用价值。然而目前干细胞深层次的机制与应用研究主要还是集中在小鼠和人类干细胞上,而对于农牧业与兽医学关系紧密的大动物干细胞的研究主要还在初步建立与应用尝试阶段。而本文通过归纳整理相关文献,简述了胚胎多能干细胞以及诱导多能干细胞在猪、牛、马等大动物中的建立研究现状。

马活体采卵技术研究进展

马产业近年来发展迅速,其经济、文化价值不断提升,而且辅助生殖技术的发展为马产业升级提供了强劲动力。获得具有良好发育能力的马卵母细胞是辅助生殖技术的基础,但马超数排卵困难,且屠宰场获取卵巢不易,因此活体采卵(Ovum Pick Up,OPU)成为近几年比较常用的马卵母细胞收集方法。活体采卵是从家畜活体连续回收卵母细胞的技术,是家畜体外胚胎生产重要的前提环节。马活体采卵技术的应用相对于其他家畜较晚,且在国内有关马的活体采卵未见详细报道。本文综述了马OPU技术的优势、影响因素以及研究近况,并对马OPU发展进行展望,以期为国内马辅助生殖技术的发展提供理论参考。

氧化应激对畜禽组织器官的损伤及核因子E2相关因子2-抗氧化反应元件信号通路抗氧化应激的机理研究进展

随着我国养殖业的发展,养殖方式逐渐向规模化集约化转变,对畜禽生产性能的要求越来越高,但是在追求养殖效率的同时,畜禽饲养管理过程中易产生多种应激,如断奶应激、运输应激、热应激、冷应激等。大量的研究表明氧化应激是产生各种应激的根本原因。氧化应激可以破坏动物机体的氧化还原系统,导致肠道、肝脏、生殖器官等各种组织器官的损伤和疾病的发生,成为近年来研究的热点。而核因子E2相关因子2(Nrf2)-抗氧化反应元件(ARE)信号通路的激活可以维持动物机体的氧化平衡,提高抗氧化性能,缓解氧化应激。本文通过阐述氧化应激对畜禽组织器官的影响及其产生的机制,并就Nrf2 ARE信号通路抗氧化应激的机理进行综述,为畜禽生产过程中缓解氧化应激损伤、保障动物福利、提高动物的生产性能提供参考。

睾丸支持细胞的功能、分离纯化及鉴定研究进展

支持细胞对维持精子形成过程中的微环境起决定作用,它可以通过分泌功能、细胞间连接形成的血睾屏障功能以及吞噬功能等来促进精子的形成过程,其发育异常会导致不同程度的雄性生殖缺陷。基于支持细胞在雄性动物生殖过程中的作用,体外培养高纯度支持细胞可成为研究睾丸两大核心功能—精子发生和性激素分泌功能相关调节机制重要的细胞模型。此外,体外培养睾丸支持细胞也可作为生殖毒理学等新兴热点领域的细胞模型,为评估和研究环境因素对雄性生殖的影响提供便利。因此,作者系统地归纳、总结了目前关于动物支持细胞生物功能的研究及常用的体外分离纯化、培养及鉴定方法,以期为利用动物支持细胞开展雄性生殖领域的研究提供参考。

组蛋白修饰调控骨骼肌再生过程中肌卫星细胞命运的研究进展

在哺乳动物幼年和青年期,骨骼肌卫星细胞受到组织中环境因子的刺激介导其不断增殖和分化,促进肌肉有效的发育。骨骼肌卫星细胞命运的变化是由于来自肌肉环境的细胞信号传导通过表观遗传机制导致基因表达改变的结果,这种机制包括组蛋白修饰、转录因子的共价结合以及染色质重塑。其中,组蛋白修饰可以通过调控转录机制对特定位点进行修饰实现差异基因表达,进而调控骨骼肌卫星细胞的命运及不同状态肌细胞之间的准确转换。本文概述了骨骼肌再生过程中肌卫星细胞命运转变的发生机理,讨论了组蛋白修饰调控骨骼肌卫星细胞从静息到激活再到增殖和分化的肌源性过程。组蛋白修饰在调控骨骼肌卫星细胞状态的重要性有望成为疾病干预的靶点,以期为促进哺乳动物个体生长、改善肌肉再生和促进病理状态下肌肉平衡提供参考。

蒙古斑点马不同部位肉品质及营养成分的比较分析

为了研究蒙古斑点马不同部位肉品质及营养成分,为蒙古斑点马马肉提供基础数据,为蒙古斑点马马肉分割及加工提供参考依据,选用成年蒙古斑点马的颈部、肩部、前肢、胸部、腰部、里脊、臀部和后肢8个部位的肌肉样品,测定肉品质指标(pH、肉色、剪切力、蒸煮损失、失水率)和营养成分(水分、蛋白、脂肪、灰分)。研究结果表明:蒙古斑点马肉具有高蛋白、低脂肪的特点,里脊、胸背和腰部部位肌肉L*值和a*较高,具有较好的肉色,剪切力较低,比较符合消费者对高品质肉的要求,但是失水率偏高,需要在贮存和加工过程中注意水分损失,PCA结果显示里脊、胸背和腰部3个部位可以和其他部位进行区分,为蒙古斑点马马肉的分割提供参考依据。

基因的可变剪接对哺乳动物精子生成作用的研究进展

可变剪接作为一种提高基因组复杂性的机制,在调节基因功能多样性和表型变异中发挥着非常重要的作用。可变剪接事件的顺利进行能够调控并促进正常精子的生成,有利于动物的繁殖。文章重点介绍了可变剪接对哺乳动物精子生成的调控作用,并进行了总结展望,旨在为强化育种改良提供新的思路。

慢病毒包装体系的优化及其感染马胚胎成纤维细胞的研究

为了建立高效率的病毒包装体系,完善研究蒙古马相关基因功能的基础手段,试验采用脂质体3000和脂质体LTX两种试剂对编码绿色荧光蛋白基因的慢病毒质粒的转染效率和慢病毒感染效率进行比较,并使用其中转染效率和感染效率较优的脂质体进一步感染马胚胎成纤维细胞。结果表明:脂质体3000与脂质体LTX对编码绿色荧光蛋白基因的慢病毒质粒转染效率分别为(79.4±6.3)%和(74.6±6.2)%;脂质体3000与脂质体LTX包装病毒液后感染293T细胞的感染效率分别为(74.0±3.6)%和(69.2±3.4)%。两者之间的转染效率及感染效率均差异不显著(P>0.05),都可以有效改善病毒的感染,其中脂质体3000的应用效果更好,脂质体3000可成功感染马胚胎成纤维细胞,感染效率为(69.4±6.4)%。说明脂质体3000可以高效率包装慢病毒,并可用于感染马胚胎成纤维细胞。