涼山豬不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期肌肉轉(zhuǎn)錄組表達(dá)譜及表達(dá)特征研究.pdf

1、山豬是烏金豬的一種類群，主要分布于四川涼山彝族自治州，由于與其他類群（柯樂(lè)豬、法地豬、大河豬、昭通豬）長(zhǎng)期的地理隔離和人工選擇差異，導(dǎo)致涼山豬具有自己獨(dú)特的種群特性。隨著如今養(yǎng)豬業(yè)規(guī)?；?、集約化的快速發(fā)展，中國(guó)地方品種豬的養(yǎng)殖不斷受到外種豬的沖擊，導(dǎo)致大量中國(guó)地方豬種瀕臨滅絕。涼山豬作為典型的西南山地型地方豬種，具有性成熟早、耐粗飼、肉質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)其遺傳資源保護(hù)的重要性不言而喻。有效的品種保護(hù)方案不僅需要對(duì)品種的原種保存，還需要進(jìn)行

2、有效的開(kāi)發(fā)利用。生產(chǎn)參數(shù)是品種開(kāi)發(fā)利用的基礎(chǔ)，由于遺傳背景和生存環(huán)境的差異，各品種間的生產(chǎn)參數(shù)存在較大的差異。本實(shí)驗(yàn)以305頭純種涼山豬作為研究對(duì)象，首先通過(guò)擬合生長(zhǎng)發(fā)育曲線，計(jì)算出其生長(zhǎng)拐點(diǎn)，并對(duì)不同發(fā)育時(shí)期胴體性狀和肉質(zhì)性狀的規(guī)律進(jìn)行分析，以確定涼山豬的最佳屠宰體重。再利用RNA-Seq高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)涼山豬生長(zhǎng)拐點(diǎn)及拐點(diǎn)前（性成熟期）和拐點(diǎn)后（生長(zhǎng)曲線漸近線）3個(gè)特殊時(shí)間點(diǎn)的肌肉組織進(jìn)行肌肉轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，并對(duì)其進(jìn)行差異基因篩選和功能

3、富集分析等表達(dá)特征研究，探索涼山豬生長(zhǎng)發(fā)育曲線規(guī)律的遺傳機(jī)理，為涼山豬的保種和開(kāi)發(fā)利用提供可靠的理論和科學(xué)依據(jù)。其實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　利用三種非線性模型對(duì)275頭涼山豬的完整生長(zhǎng)發(fā)育數(shù)據(jù)的生長(zhǎng)發(fā)育曲線擬合，發(fā)現(xiàn)涼山豬的累積生長(zhǎng)曲線符合生物界普遍存在的“S”型生長(zhǎng)曲線。在模型中，涼山豬生長(zhǎng)的拐點(diǎn)日齡為193.33d，拐點(diǎn)體重為62.61kg，最大日增重為429.69g。
　　對(duì)涼山豬10個(gè)不同發(fā)育階段的胴體性狀研究表明:平均背

4、膘厚、眼肌面積、皮脂率和屠宰率都隨著涼山豬的生長(zhǎng)而不斷增加，瘦肉率和骨率隨著體重先增加后減少，在生長(zhǎng)拐點(diǎn)附近達(dá)到最大值，表明涼山豬在生長(zhǎng)拐點(diǎn)后期以沉積脂肪為主。肉質(zhì)性狀表現(xiàn)為:背最長(zhǎng)肌pH1(屠宰后45min)、pH2(屠宰后24h)、紅度a值、系水力、大理石花紋等肉質(zhì)性狀表現(xiàn)較好，且在生長(zhǎng)拐點(diǎn)之后還有顯著提高(p＜0.05)，表明過(guò)早屠宰不利于涼山豬良好肉質(zhì)性狀的形成。對(duì)=不同發(fā)育階段的肌肉組織營(yíng)養(yǎng)組成分析發(fā)現(xiàn)，涼山豬肌肉組織中含有豐

5、富的游離氨基酸、脂肪酸，其中脂肪酸含量和P∶S都隨著體重的增加而不斷增加，而游離氨基酸卻是在生長(zhǎng)發(fā)育拐點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值。綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)考慮到?jīng)錾揭妥宓貐^(qū)的傳統(tǒng)習(xí)慣，將涼山豬的最佳屠宰體重確定為70kg，日齡為210d左右。
　　以涼山豬的性成熟期(143d，31.40kg)作為其拐點(diǎn)前的代表點(diǎn)，以生長(zhǎng)發(fā)育曲線的漸近線(243d，90.90kg)作為拐點(diǎn)后的代表點(diǎn)，利用RNA-seq高通量測(cè)序技術(shù)，測(cè)定生長(zhǎng)拐點(diǎn)(UIP)及拐點(diǎn)

6、前(BIP)和拐點(diǎn)后(AIP)3個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)共9個(gè)涼山豬肌肉組織轉(zhuǎn)錄組，總共獲得117，692，255讀長(zhǎng)為50nt的單端原始讀段，共產(chǎn)生5.89 Gb(gigabases)的可用數(shù)據(jù)。其中，生長(zhǎng)拐點(diǎn)前(BIP)共檢測(cè)出21，966個(gè)具有表達(dá)活性的基因，在生長(zhǎng)拐點(diǎn)處(UIP)共有21，331個(gè)基因表達(dá)，在生長(zhǎng)拐點(diǎn)后(AIP)共有20，996個(gè)基因表達(dá)，其中三個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段共表達(dá)基因有20，139個(gè)，BIP特異性表達(dá)基因有747個(gè)，UIP

7、特異性表達(dá)基因有364個(gè)，AIP特異性表達(dá)基因有261個(gè)。
　　差異基因分析篩選出775個(gè)在BIP和UIP之間差異表達(dá)的基因，通過(guò)GO和Pathway功能富集分析，在BIP時(shí)期中高表達(dá)的差異轉(zhuǎn)錄本主要富集到免疫系統(tǒng)發(fā)育相關(guān)通路;在UIP時(shí)期高表達(dá)的差異轉(zhuǎn)錄本主要富集到細(xì)胞轉(zhuǎn)錄活性調(diào)控通路。面AIP與UIP中僅有271個(gè)差異表達(dá)基因，在AIP時(shí)期高表達(dá)的差異轉(zhuǎn)錄本主要富集在氨基酸和糖類代謝通路;在UIP時(shí)期高表達(dá)的差異轉(zhuǎn)錄本主要富集

8、在膠原蛋白合成和骨發(fā)育相關(guān)通路。對(duì)特異性表達(dá)基因分型發(fā)現(xiàn)共有380(27.70％)個(gè)特異性表達(dá)基因顯著地富集在生長(zhǎng)發(fā)育和肉質(zhì)性狀相關(guān)QTL區(qū)域。
　　對(duì)先天免疫發(fā)育相關(guān)基因的表達(dá)特征分析表明，C1QA、C1QB、C1QC在BIP時(shí)期的表達(dá)水平是UIP和AIP的2-5倍;RNA聚合酶II轉(zhuǎn)錄因子及線粒體基因在UIP時(shí)期高表達(dá);肌內(nèi)脂肪和脂肪酸合成相關(guān)基因在AIP時(shí)期高表達(dá)。
　　綜合涼山豬生長(zhǎng)發(fā)育相關(guān)表型數(shù)據(jù)分析表明涼山豬在生

9、長(zhǎng)拐點(diǎn)前的生理發(fā)育主要是對(duì)自身免疫系統(tǒng)的完善;而在生長(zhǎng)速度最大的拐點(diǎn)時(shí)其細(xì)胞轉(zhuǎn)錄活性和線粒體功能顯著提高，同時(shí)也進(jìn)行骨成熟的發(fā)育;在生長(zhǎng)拐點(diǎn)后主要是脂肪酸、氨基酸、糖類代謝等與肉質(zhì)相關(guān)的性狀的發(fā)育。
　　通過(guò)Q-PCR驗(yàn)證RNA-seq結(jié)果，兩者之間有較高的相關(guān)性(r＞0.75，P＜0.05)，說(shuō)明RNA-seq結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
　　通過(guò)本研究，進(jìn)一步完善了涼山豬的生產(chǎn)參數(shù)，確定了涼山豬的生長(zhǎng)發(fā)育拐點(diǎn)，同時(shí)對(duì)涼山豬生長(zhǎng)拐點(diǎn)以及