育成期高能饮食对蛋鸡肝脏转录组的影响
发布时间：2021-12-17 10:44
【目的】明确相关基因在育成期蛋鸡肝脏脂质代谢调控过程中的作用机理,为改善蛋鸡的生产性能打下基础。【方法】分别选取高能量（12.14 MJ/kg）和低能量（10.88 MJ/kg）饲料饲喂育成期蛋鸡,利用Illumina NextSeq 500平台对蛋鸡肝脏进行转录组测序,通过HTSeq和DESeq等生物信息学方法筛选出差异表达基因,并以超几何分布对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析。【结果】从低能组和高能组蛋鸡肝脏样品RNA-seq测序获得的原始序列均超过8000万条,且能比对上基因组和基因的序列均在80.00%以上。其中,基因序列占87.32%～89.78%,基因间序列占10.22%～12.68%;外显子序列在基因序列中的所占比例很高,为78.10%～82.88%,内含子序列所占比例在17.12%～21.90%。相对于低能组,高能组蛋鸡肝脏中有82个基因上调表达、106个基因下调表达。差异表达基因GO功能富集分析发现有314个显著富集的GO功能（P<0.05,下同）,其中,241个富集在生物过程（BP）,18个富集在细胞组分（CC）,55个富集在分子功能...
【文章来源】：南方农业学报. 2020,51(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
蛋鸡肝脏差异表达基因火山图
对高能组和低能组的差异表达基因进行GO功能富集分析，结果发现有314个显著富集的GO功能（P<0.05，下同）。其中，241个富集在生物过程（BP),18个富集在细胞组分（CC),55个富集在分子功能（MF）。富集最显著的20个GO功能见图3，其中富集较多的GO功能是脂质代谢相关过程和免疫相关过程。脂质代谢过程和细胞脂质代谢过程富集的基因分别有16和14个（表4），占差异表达基因总数的8.51%和7.45%。脂质代谢过程较细胞脂质代谢过程多出的基因是PLIN1和FGF19。2.4.2 KEGG信号通路富集分析
随着转录组测序技术的不断进步，测序数据的容量和质量均有明显提高，RNA-seq测序数据量（原始序列）一般在5000万条以上（李滢等，2010;Gan et al.,2010；袁茂等，2019；吴梦等，2020）。本研究RNA-seq测序获得的原始序列均超过8000万条，且测序数据质量较高，能比对上基因组和基因的序列均在80.00%以上；Q30也在90%附近，碱基识别准确率高；AT含量和GC含量基本相等，处于碱基平衡状态。差异表达基因对比分析结果表明，在表达差异最明显的20个基因（10个上调基因，10个下调基因）中，CRISP2和ENSGALG00000036582基因在低能组均未检测出，而ENSGALG00000038668和ANKEF1基因在高能组均未检测出。CRISP2基因在哺乳动物中参与精子的形成（Lim et al.,2019），而其他3个基因至今尚无相关功能研究报道。表达差异在10倍以上的基因有6个，分别是ENSGALG00000041767、ENSGALG00000031866、SGIP1、VGLL1、ENSGALG-00000038535和ENSGALG00000042179。SGIP1基因在哺乳动物中与体脂重相关（Cummings et al.,2012),VGLL1基因在哺乳动物中与肿瘤发生相关（Yamaguchi,2020），其他4个基因也未见相关研究报道。这些基因中除了SGIP1基因可能参与脂质代谢外，其他基因虽然在肝脏对能量摄入量的影响中发挥重要作用，但其作用机理尚不明确，还需进一步探究。本研究的差异表达基因GO功能富集分析结果表明，脂质代谢相关功能在富集最显著的20个GO功能中共有16个基因，说明脂质代谢是受能量摄入影响较明显的生物过程。甘油三酯含量与ACSBG1、BCO2、IRS2和FGF19基因表达呈负相关（Chen et al.,2018;Lim et al.,2018;Struik et al.,2019;Yang et al.,2019），而与PRKAR2B、MSMO1、FABP5、PLIN1、AGPAT2和MID1IP1基因表达呈正相关（Triantafyllou et al.,2018;Kerr et al.,2019;Kim et al.,2019;Liu et al.,2019);CYP26B1基因与胆固醇流出呈正相关（Bechor et al.,2016),CYP2W1基因与催化溶血磷脂氧化相关（Xiao and Guengerich,2012),AGTR1基因与增加脂质的去饱和化相关（Zhang et al.,2019）。王雪莹等（2005）使用低能量饲料饲喂干乳期奶牛，发现其围产期肝脏中脂质代谢相关基因低密度脂蛋白受体的m RNA显著升高，且促进极低密度脂蛋白组装和分泌；陈仕均等（2007）以高能量饲料饲喂围产期奶牛，结果发现产后14 d其肝脏中脂质代谢相关基因微粒体甘油三酯转运蛋白的m RNA显著升高。本研究还发现，除脂质代谢相关过程外，免疫相关过程的富集程度也较高，与Agrawal等（2017）的研究结论相似，说明能量摄入量主要影响蛋鸡肝脏的脂质代谢和免疫功能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘[J]. 杨和川,苏文英,谭一罗,周振玲,秦裕营,李晓. 江西农业学报. 2020(05)
[2]产蛋和停产武定鸡卵巢转录组SNP分析[J]. 吴梦,杨明,马琳,叶绍辉. 中国家禽. 2020(03)
[3]藏鸡不同发育阶段腿部肌肉组织转录组及microRNA联合分析[J]. 袁茂,江明锋,徐亚欧,林亚秋,蒋小松,杨朝武,余春林,李志雄. 畜牧兽医学报. 2019(12)
[4]基于转录组测序技术的黄唇鱼SSR分子标记筛选[J]. 赵彦花,区又君,温久福,李加儿,周慧. 南方农业学报. 2019(09)
[5]卢氏绿壳蛋鸡育成期适宜能量水平的研究[J]. 李娜,徐廷生,雷雪芹,刘宁,文凤云,吴秋珏,高灵照. 中国农学通报. 2019(05)
[6]饲粮中添加高剂量茶多酚对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质和脂质代谢的影响[J]. 何俊金,王建萍,丁雪梅,曾秋凤,白世平,张克英. 动物营养学报. 2018(11)
[7]芒果2个不同花芽分化时期转录组分析[J]. 唐玉娟,黄国弟,罗世杏,周俊岸,莫永龙,李日旺,赵英,张宇,宋恩亮,宁琳. 南方农业学报. 2018(07)
[8]葎草水提物对蛋鸡产蛋性能、脂质代谢和抗氧化能力的影响[J]. 王中华,黄修奇,赵香菊. 中国畜牧杂志. 2017(12)
[9]白来航蛋鸡产蛋前后肝转录组功能分析[J]. 李慧锋,张臻,朱文进,张同玉,郭文婕,蔡永强,朱芷葳,张利环. 畜牧兽医学报. 2017(09)
[10]饲粮添加粪肠球菌对蛋鸡生产性能、蛋品质、脂质代谢和肠道微生物数量的影响[J]. 刘松,董晓芳,佟建明,鲍延娥,王志红. 动物营养学报. 2017(01)
硕士论文
[1]雌激素处理鸡肝脏转录组分析及候选基因受雌激素调控的分子机制研究[D]. 任俊晓.河南农业大学 2017
[2]育成期能量摄入量对苏禽绿壳蛋鸡母本早期蛋用性能的影响[D]. 李永峰.中国农业科学院 2017
[3]饲粮类型对鸡脂肪肝形成的影响及表观调控机制[D]. 刘振.中国农业科学院 2016
本文编号：3539960
【文章来源】：南方农业学报. 2020,51(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
蛋鸡肝脏差异表达基因火山图
对高能组和低能组的差异表达基因进行GO功能富集分析，结果发现有314个显著富集的GO功能（P<0.05，下同）。其中，241个富集在生物过程（BP),18个富集在细胞组分（CC),55个富集在分子功能（MF）。富集最显著的20个GO功能见图3，其中富集较多的GO功能是脂质代谢相关过程和免疫相关过程。脂质代谢过程和细胞脂质代谢过程富集的基因分别有16和14个（表4），占差异表达基因总数的8.51%和7.45%。脂质代谢过程较细胞脂质代谢过程多出的基因是PLIN1和FGF19。2.4.2 KEGG信号通路富集分析
随着转录组测序技术的不断进步，测序数据的容量和质量均有明显提高，RNA-seq测序数据量（原始序列）一般在5000万条以上（李滢等，2010;Gan et al.,2010；袁茂等，2019；吴梦等，2020）。本研究RNA-seq测序获得的原始序列均超过8000万条，且测序数据质量较高，能比对上基因组和基因的序列均在80.00%以上；Q30也在90%附近，碱基识别准确率高；AT含量和GC含量基本相等，处于碱基平衡状态。差异表达基因对比分析结果表明，在表达差异最明显的20个基因（10个上调基因，10个下调基因）中，CRISP2和ENSGALG00000036582基因在低能组均未检测出，而ENSGALG00000038668和ANKEF1基因在高能组均未检测出。CRISP2基因在哺乳动物中参与精子的形成（Lim et al.,2019），而其他3个基因至今尚无相关功能研究报道。表达差异在10倍以上的基因有6个，分别是ENSGALG00000041767、ENSGALG00000031866、SGIP1、VGLL1、ENSGALG-00000038535和ENSGALG00000042179。SGIP1基因在哺乳动物中与体脂重相关（Cummings et al.,2012),VGLL1基因在哺乳动物中与肿瘤发生相关（Yamaguchi,2020），其他4个基因也未见相关研究报道。这些基因中除了SGIP1基因可能参与脂质代谢外，其他基因虽然在肝脏对能量摄入量的影响中发挥重要作用，但其作用机理尚不明确，还需进一步探究。本研究的差异表达基因GO功能富集分析结果表明，脂质代谢相关功能在富集最显著的20个GO功能中共有16个基因，说明脂质代谢是受能量摄入影响较明显的生物过程。甘油三酯含量与ACSBG1、BCO2、IRS2和FGF19基因表达呈负相关（Chen et al.,2018;Lim et al.,2018;Struik et al.,2019;Yang et al.,2019），而与PRKAR2B、MSMO1、FABP5、PLIN1、AGPAT2和MID1IP1基因表达呈正相关（Triantafyllou et al.,2018;Kerr et al.,2019;Kim et al.,2019;Liu et al.,2019);CYP26B1基因与胆固醇流出呈正相关（Bechor et al.,2016),CYP2W1基因与催化溶血磷脂氧化相关（Xiao and Guengerich,2012),AGTR1基因与增加脂质的去饱和化相关（Zhang et al.,2019）。王雪莹等（2005）使用低能量饲料饲喂干乳期奶牛，发现其围产期肝脏中脂质代谢相关基因低密度脂蛋白受体的m RNA显著升高，且促进极低密度脂蛋白组装和分泌；陈仕均等（2007）以高能量饲料饲喂围产期奶牛，结果发现产后14 d其肝脏中脂质代谢相关基因微粒体甘油三酯转运蛋白的m RNA显著升高。本研究还发现，除脂质代谢相关过程外，免疫相关过程的富集程度也较高，与Agrawal等（2017）的研究结论相似，说明能量摄入量主要影响蛋鸡肝脏的脂质代谢和免疫功能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉木耳转录组测序及褐变相关基因的挖掘[J]. 杨和川,苏文英,谭一罗,周振玲,秦裕营,李晓. 江西农业学报. 2020(05)
[2]产蛋和停产武定鸡卵巢转录组SNP分析[J]. 吴梦,杨明,马琳,叶绍辉. 中国家禽. 2020(03)
[3]藏鸡不同发育阶段腿部肌肉组织转录组及microRNA联合分析[J]. 袁茂,江明锋,徐亚欧,林亚秋,蒋小松,杨朝武,余春林,李志雄. 畜牧兽医学报. 2019(12)
[4]基于转录组测序技术的黄唇鱼SSR分子标记筛选[J]. 赵彦花,区又君,温久福,李加儿,周慧. 南方农业学报. 2019(09)
[5]卢氏绿壳蛋鸡育成期适宜能量水平的研究[J]. 李娜,徐廷生,雷雪芹,刘宁,文凤云,吴秋珏,高灵照. 中国农学通报. 2019(05)
[6]饲粮中添加高剂量茶多酚对产蛋后期蛋鸡生产性能、蛋品质和脂质代谢的影响[J]. 何俊金,王建萍,丁雪梅,曾秋凤,白世平,张克英. 动物营养学报. 2018(11)
[7]芒果2个不同花芽分化时期转录组分析[J]. 唐玉娟,黄国弟,罗世杏,周俊岸,莫永龙,李日旺,赵英,张宇,宋恩亮,宁琳. 南方农业学报. 2018(07)
[8]葎草水提物对蛋鸡产蛋性能、脂质代谢和抗氧化能力的影响[J]. 王中华,黄修奇,赵香菊. 中国畜牧杂志. 2017(12)
[9]白来航蛋鸡产蛋前后肝转录组功能分析[J]. 李慧锋,张臻,朱文进,张同玉,郭文婕,蔡永强,朱芷葳,张利环. 畜牧兽医学报. 2017(09)
[10]饲粮添加粪肠球菌对蛋鸡生产性能、蛋品质、脂质代谢和肠道微生物数量的影响[J]. 刘松,董晓芳,佟建明,鲍延娥,王志红. 动物营养学报. 2017(01)
硕士论文
[1]雌激素处理鸡肝脏转录组分析及候选基因受雌激素调控的分子机制研究[D]. 任俊晓.河南农业大学 2017
[2]育成期能量摄入量对苏禽绿壳蛋鸡母本早期蛋用性能的影响[D]. 李永峰.中国农业科学院 2017
[3]饲粮类型对鸡脂肪肝形成的影响及表观调控机制[D]. 刘振.中国农业科学院 2016
本文编号：3539960
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