基于转录组学研究日粮添加尿素对育肥湖羊肝组织氨代谢的影响

旨在通过转录组学方法探究日粮添加不同水平尿素对育肥湖羊肝组织氨代谢及相关代谢通路的影响。试验选择42只3月龄体重(24.3±1.7)kg的育肥公湖羊,随机分为3个处理组,即在饲喂基础日粮的基础上分别添加0(U0组)、10(U10组)和30 g·kg^(-1)(U30组)的尿素。试验预饲期1周,正试期10周。试验结束时每组随机选取6只羊进行屠宰取样,采集肝组织样品测定氨态氮和尿素氮浓度,提取肝组织RNA进行转录组学测序,基于|fold change|>2且P<0.05的筛选标准得到差异表达基因,并针对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。结果发现,日粮添加尿素提高了肝组织氨态氮浓度,其中U10组氨态氮浓度较U0组显著升高(P<0.05)。与U0和U10组相比,U30组肝组织尿素氮浓度显著升高(P<0.05)。转录组学测序技术结果显示,各组间两两比较获得546个差异表达基因(DEGs),其中与U0组相比,U10组和U30组分别各有85个上调基因以及95和108个下调基因;与U10组相比,U30组中有58个上调基因和115个下调基因。GO功能注释结果初步揭示,差异表达基因多数被注释到与胺代谢和分解、免疫系统等相关的GO条目上。KEGG富集分析结果显示,与U0组相比,U10组主要富集在脂质代谢、碳水化合物代谢、辅酶因子和维生素代谢、外源物质的生物降解和利用等与能量代谢相关的通路,其中多数基因显著上调。随着尿素剂量的进一步升高,U30组更多的富集到RIG-I型受体信号通路、胞质DNA感应通路、趋化因子信号通路等与免疫系统相关的信号通路。与U0组相比,尿素添加组使肝组织尿素生成和谷氨酰胺合成途径中精氨酸酶(arginase,ARG)和谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GLUL)等关键酶基因的表达量显著上调(P<0.05)。以上结果表明,日粮添加尿素通过上调精氨酸生物合成途径中关键酶基因的表达,促进肝组织尿素氮生成,从而影响肝组织氨代谢。