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热应激对奶牛GNAS启动子区DNA甲基化水平的影响

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中国农业科学 2023年第12期56卷 2395-2406页

作者：陈玉梅张聪聪胡丽蓉房浩窦金焕郭刚王炎刘巧香王雅春徐青北京交通大学生命科学与生物工程研究院中国农业大学动物科技学院北京农学院北京首农畜牧发展有限公司北京生物种业创新联合体

【目的】热应激严重影响奶牛的生产和健康，是制约奶业持续健康发展的重要因素。DNA甲基化作为一种重要的表观遗传调控机制参与动物的热应激反应，但其在奶牛热应激过程中的作用和分子机制研究较少。研究通过检测奶牛热应激相关的DNA甲... 详细信息

【目的】热应激严重影响奶牛的生产和健康，是制约奶业持续健康发展的重要因素。DNA甲基化作为一种重要的表观遗传调控机制参与动物的热应激反应，但其在奶牛热应激过程中的作用和分子机制研究较少。研究通过检测奶牛热应激相关的DNA甲基化变化，筛选和验证DNA甲基化相关的关键基因，为奶牛热应激的表观遗传机制研究积累数据。【方法】以北京市三元绿荷金银岛牧场的24头中国荷斯坦牛(泌乳阶段及胎次相同)为研究对象，分别于春季(非应激期，2017年4月份)和夏季(热应激期，2017年7月份)采集试验个体的血液，提取DNA，共获得48份DNA样本。首先，随机选择其中15头奶牛，并随机分为3组，每组5份DNA样本混合，通过全基因组重亚硫酸盐测序法(Whole-genome bisulfite sequencing, WGBS)检测奶牛基因组DNA的甲基化状态，筛选差异甲基化区域(Differential methylation region, DMR; 1000 bp windows, 500 bp overlap, P热处理牛乳腺上皮细胞(Bovine mammary gland epithelial cells, Mac-T)不同时间(24 h, 48 h, 72 h),MTT法检测细胞活力。最后，利用亚硫酸盐测序法(Bisulfite sequencing PCR, BSP)分别对春夏季的24头奶牛及39℃热处理不同时间的Mac-T细胞中目的基因启动子区的甲基化状态进行分析。【结果】通过WGBS共得到49 861个DMRs，其中一个DMR注释到基因GNAS复合体基因座(GNAS complex locus, GNAS)的启动子区，其整体甲基化水平在夏季热应激期极显著上调(P热应激期显著上调(P热处理48和72 h后，细胞活力极显著下降(P热应激会引起奶牛GNAS启动子甲基化水平增加，GNAS是奶牛热应激DNA甲基化调控的潜在靶基因。

关键词：热应激奶牛 WGBS DNA甲基化 GNAS基因

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热应激对大菱鲆心肌损伤及细胞凋亡的影响

水产学报 2022年第6期46卷 1074-1084页

作者：郭晓丽黄智慧马爱军王庆敏徐荣静李明陈志信上海海洋大学水产与生命学院中国水产科学研究院黄海水产研究所农业农村部海洋渔业可持续发展重点实验室山东省海洋渔业生物技术与遗传育种重点实验室青岛市海水鱼类种子工程与生物技术重点实验室青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室烟台开发区天源水产有限公司威海市中孚水产养殖有限责任公司

为解析热应激对大菱鲆心脏损伤及其机制，实验从组织形态、生理生化反应及凋亡基因表达等多个水平，分别使用H.E染色法、电镜观察法、酶活性检测法、qPCR检测基因表达法开展了本研究。结果显示，随着温度升高，心肌纤维肿胀，断裂，间... 详细信息

为解析热应激对大菱鲆心脏损伤及其机制，实验从组织形态、生理生化反应及凋亡基因表达等多个水平，分别使用H.E染色法、电镜观察法、酶活性检测法、qPCR检测基因表达法开展了本研究。结果显示，随着温度升高，心肌纤维肿胀，断裂，间质宽度增加，炎性细胞浸润，线粒体结构破坏等组织损伤现象加重，但在24°C-24 h时组织损伤明显减轻；CK活性随着热应激加剧显著升高；LDH、SOD活性，MDA含量在24°C时达到峰值，表明大菱鲆遭受到热应激，心肌防御酶发挥抵抗作用，维持机体稳态。qPCR显示，大菱鲆心肌细胞Bax基因和Caspase-3基因变化趋势一致，随着热应激的加剧，表达量降低，而Bcl-2基因逐渐升高。表明在热应激程度较轻时，大菱鲆心肌通过降低Bax、Caspase-3基因表达，促进抗凋亡基因Bcl-2的表达，减少心肌细胞丢失来减少热应激损伤。当热应激加剧至28°C时，热应激超过自身生理调节阈值，损伤加重，机体防御系统自身也受损，造成大菱鲆心脏结构严重损伤甚至机体死亡。研究表明，随着温度升高，大菱鲆心肌损伤加重，机体通过调节心肌防御酶活性以及使细胞凋亡，最大限度维持稳态，减少组织损伤。超过24°C时，则会造成机体损伤不可逆转地持续加重。本研究为后续大菱鲆及其他鱼类心脏对热应激的生理适应性机制研究提供理论基础，同时为海洋鱼类耐高温性状选育提供更多的性状指标，提高选育精确性。

关键词：大菱鲆热应激心肌细胞心脏凋亡

热应激对肉牛血清生化指标、瘤胃发酵参数及微生物区系的影响

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动物营养学报 2022年第7期34卷 4487-4497页

作者：杨梓曼尚相龙陈豪兰剑聂春桃陈环瞿明仁宋小珍江西农业大学江西省动物营养重点实验室/营养饲料开发工程研究中心南昌330045

本试验旨在研究夏季热应激对肉牛血清生化指标、瘤胃发酵参数及微生物区系的影响。选取20头18月龄、体重为(330±20)kg的健康锦江牛,随机分为常温组和高温组,每组各10头牛,均饲喂基础饲粮。常温组与高温组分别饲养于春季适温环境和夏季... 详细信息

本试验旨在研究夏季热应激对肉牛血清生化指标、瘤胃发酵参数及微生物区系的影响。选取20头18月龄、体重为(330±20)kg的健康锦江牛,随机分为常温组和高温组,每组各10头牛,均饲喂基础饲粮。常温组与高温组分别饲养于春季适温环境和夏季高温高湿环境,预试期10 d,正试期30 d。结果表明:常温组的平均温湿指数(THI)为69.86,未受到热应激;高温组平均THI为83.40,属于中度热应激。与常温组相比,高温组肉牛体温有升高的趋势(P=0.080),呼吸频率显著升高(P热应激,热应激引起肉牛体温、呼吸频率升高,抗氧化、免疫能力下降,瘤胃液挥发性脂肪酸含量下降,NH-N浓度升高,瘤胃纤维素分解菌丰富度降低,但不影响瘤胃细菌的多样性。

关键词：热应激肉牛血清生化指标瘤胃发酵瘤胃微生物区系

热应激对妊娠后期奶牛和犊牛的影响及其调控措施研究进展

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动物营养学报 2022年第11期34卷 6881-6893页

作者：伍梓斌赵超佘远航刘德武华南农业大学动物科学学院广州510642

妊娠后期是奶牛生产过程中的关键阶段之一,该时期若出现热应激会影响奶牛和犊牛的生产性能。本文围绕奶牛的乳腺发育、新陈代谢、免疫功能以及犊牛的发育、免疫状态和生产力等,综述了妊娠后期热应激对奶牛及初生犊牛的影响,旨在为妊娠... 详细信息

妊娠后期是奶牛生产过程中的关键阶段之一,该时期若出现热应激会影响奶牛和犊牛的生产性能。本文围绕奶牛的乳腺发育、新陈代谢、免疫功能以及犊牛的发育、免疫状态和生产力等,综述了妊娠后期热应激对奶牛及初生犊牛的影响,旨在为妊娠后期热应激奶牛的饲养管理及奶牛场高效生产管理等相关研究提供理论依据。

关键词：热应激妊娠后期奶牛犊牛调控措施

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热应激对肉鸡回肠菌群的影响因素研究

中国农业科学 2022年第17期55卷 3450-3460页

作者：王雪洁邢爽赵少猛周莹厉秀梅柳清秀马丹丹张敏红冯京海中国农业科学院北京畜牧兽医研究所/动物营养学国家重点实验室

【目的】探究热应激如何影响肉鸡的肠道微生物组成和结构，为研究缓解热应激的不利影响提供依据。【方法】将144羽体重接近（1 771±40）g的35日龄AA雄性肉鸡随机分为3个处理组。3个处理组分别为适温对照组（TC）、高温组（HT）和适温... 详细信息

【目的】探究热应激如何影响肉鸡的肠道微生物组成和结构，为研究缓解热应激的不利影响提供依据。【方法】将144羽体重接近（1 771±40）g的35日龄AA雄性肉鸡随机分为3个处理组。3个处理组分别为适温对照组（TC）、高温组（HT）和适温采食配对组（PF）。TC组舱内温度维持（21±1）℃，肉鸡自由采食；HT组舱内温度维持（31±1）℃，自由采食；PF组舱内温度维持（21±1）℃，根据HT肉鸡的采食量饲喂。温度及限饲处理共持续7 d。【结果】研究发现，与TC组相比，HT组肉鸡的采食量和日增重显著降低（P0.05）。与TC组相比，HT组和PF组肉鸡回肠前段菌群sobs、Chao1和Shannon指数均显著升高（P0.05）。LEfSe分析发现（Score≥3）,HT组和TC组之间存在18个特异属。PF组肉鸡回肠中这18个属的相对丰度与HT组接近，与TC组同样存在显著差异。另外，回肠前段优势菌属中（TOP50），采食量与其中30个属的相对丰度显著相关，而体核温度和血清皮质酮仅与其中个别属的相对丰度相关。【结论】HT组与PF组肉鸡的体核温度和血清皮质酮存在明显差异，但采食量相同，结果回肠菌群的结构和组成相似；TC组与PF组肉鸡的体核温度和血清皮质酮相似，仅采食量显著不同，结果回肠菌群的结构和组成明显不同。表明持续热应激对肉鸡回肠前段菌群的影响主要与采食量降低有关，与体温或血清皮质酮升高无显著关系。相关分析的结果也证明了这一结论。

关键词：热应激肉鸡回肠微生物菌群采食量

热应激通过钙信号调控湖羊卵巢颗粒细胞凋亡和雌激素合成

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江苏农业学报 2022年第5期38卷 1278-1285页

作者：李樊李隐侠舒嘉傲孟春花张俊钱勇曹少先江苏省农业科学院畜牧研究所江苏南京210014 江苏省农业种质资源保护与利用平台江苏南京210014 农业农村部种养结合重点实验室江苏南京210014

热应激严重影响动物的繁殖性能,但热应激是如何通过调控绵羊卵巢颗粒细胞功能进而调控绵羊繁殖的相关研究较少。本研究以湖羊卵巢颗粒细胞为研究对象,利用Real-time PCR、流式细胞技术、Western blot、ELISA等方法探讨热应激对湖羊卵巢... 详细信息

热应激严重影响动物的繁殖性能,但热应激是如何通过调控绵羊卵巢颗粒细胞功能进而调控绵羊繁殖的相关研究较少。本研究以湖羊卵巢颗粒细胞为研究对象,利用Real-time PCR、流式细胞技术、Western blot、ELISA等方法探讨热应激对湖羊卵巢颗粒细胞钙信号通路、细胞凋亡和雌激素合成的影响。结果表明,热应激后,湖羊卵巢颗粒细胞中钙离子浓度显著上升(P热应激卵巢颗粒细胞中加入钙离子螯合剂(BAPTA-AM)明显降低钙离子浓度,同时减少细胞凋亡,缓解热应激造成的卵巢颗粒细胞雌二醇含量下调。综上表明,热应激打开了湖羊卵巢颗粒细胞膜电压门控钙离子通道和内质网膜上钙离子释放通道,导致细胞质中钙离子浓度上升,促进卵巢颗粒细胞凋亡,引起雌二醇含量下调。

关键词：热应激 Ca^(2+) 卵巢颗粒细胞细胞凋亡雌二醇

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热应激影响奶牛胚胎发育作用机制的研究进展

畜牧兽医学报 2023年第7期54卷 2692-2700页

作者：张航杨柏高徐茜冯肖艺杜卫华郝海生朱化彬张培培赵学明中国农业科学院北京畜牧兽医研究所北京100193

奶牛热应激是高温环境引起的奶牛生理上的非特异性反应,会严重影响奶牛自身生理状态,损害胚胎发育,进而造成巨大经济损失。因此,如何提高热应激条件下奶牛胚胎发育能力,对于促进奶牛养殖业健康发展意义重大。本文就热应激对奶牛内分泌... 详细信息

奶牛热应激是高温环境引起的奶牛生理上的非特异性反应,会严重影响奶牛自身生理状态,损害胚胎发育,进而造成巨大经济损失。因此,如何提高热应激条件下奶牛胚胎发育能力,对于促进奶牛养殖业健康发展意义重大。本文就热应激对奶牛内分泌、卵母细胞及胚胎的负面影响,以及物理降温、激素治疗、添加IGF1、基因编辑技术修饰HSPA1L和PRLR基因等解决措施进行综述,为促进热应激奶牛胚胎发育提供一定参考。

关键词：奶牛热应激卵母细胞胚胎

热应激条件下藿朴蒲苓散对育肥羔羊生长性能、消化性能和血清生化指标的影响

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畜牧兽医学报 2022年第6期53卷 1829-1840页

作者：车大璐程素彩张伟涛赵娟娟刘爱瑜李晓宇周英昊高玉红孙新胜李雪梅河北农业大学动物科技学院保定071001 廊坊市农林科学院廊坊065000 河北省畜牧总站石家庄0500352 承德市农林科学院承德067000 河北农业大学信息与技术学院保定071001

针对夏季绵羊遭受严重热应激现状,研究日粮中添加中草药组方(藿朴蒲苓散)对夏季育肥羔羊生长性能、消化性能、瘤胃发酵参数及血清生化指标的影响。选择200只体重相近、年龄一致的健康育肥公羔羊,随机分为4组,分别饲喂0%(对照组)、0.5%、... 详细信息

针对夏季绵羊遭受严重热应激现状,研究日粮中添加中草药组方(藿朴蒲苓散)对夏季育肥羔羊生长性能、消化性能、瘤胃发酵参数及血清生化指标的影响。选择200只体重相近、年龄一致的健康育肥公羔羊,随机分为4组,分别饲喂0%(对照组)、0.5%、1.0%和1.5%藿朴蒲苓散,试验期30 d,试验期间舍内温湿指数平均达79.11。试验末检测育肥羔羊生长性能、养分表观消化率、瘤胃发酵参数和血清生化指标。结果表明:1)饲喂0.5%藿朴蒲苓散的羊日增重显著高于对照组(P0.05)。从生理指标分析,饲喂中草药的羊直肠温度和呼吸频率与对照组比较均未表现出显著性差异(P>0.05)。2)0.5%组的干物质(DM)、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、粗蛋白、钙和磷等养分表观消化率均显著高于对照组(P0.05)。3)从血清生化指标上,3个给药组的生长激素均显著高于对照组(P热应激,添加量以0.5%效果更佳。

关键词：热应激中草药羊生长性能瘤胃发酵

热应激对羊成肌细胞部分miRNAs的影响及其生物信息学分析与靶基因预测

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南京农业大学学报 2023年

作者：卢佳伟赵鹏刘媛魏宗友李惠侠南京农业大学动物科技学院太仓市农业农村科技服务中心

[目的]本文旨在探究热应激对羊成肌细胞部分miRNAs的影响，对miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p进行生物信息学分析与靶基因预测，揭示热应激下miRNAs影响骨骼肌发育的调控机制。[方法]通过RT-qPCR技术研究热应激对羊成肌细胞miR... 详细信息

[目的]本文旨在探究热应激对羊成肌细胞部分miRNAs的影响，对miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p进行生物信息学分析与靶基因预测，揭示热应激下miRNAs影响骨骼肌发育的调控机制。[方法]通过RT-qPCR技术研究热应激对羊成肌细胞miRNAs表达量的影响；利用miRBase数据库获取不同物种中miR-23a、miR-24、miR-27a-3p和miR-30a-5p的前体序列和成熟序列，再利用MegaX软件构建系统进化树，进行相似性分析；再通过TargetScan、miRDB、RNA22、miRWalk对上述miRNAs进行靶基因预测，使用DAVID对预测出的共同靶基因进行GO功能与KEGG通路富集分析；最后进行miRNAs、共同靶基因与KEGG通路的关联分析。[结果]热应激显著下调羊成肌细胞在增殖阶段与分化阶段miRNAs的表达；miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种间的保守性较高，除了牛的miR-24以外，成熟序列基本相同，种子序列完全一致；预测出的共同靶基因主要富集在细胞增殖、分化、周期、凋亡、迁移等GO条目，以及mTOR、TGFβ、MAPK、Ras、ErbB、FoxO和PI3K-Akt等KEGG通路；此外，关联分析表明miR-24和miR-27a-3p可能靶向NLK与TAOK1参与MAPK与FoxO信号通路，来调控骨骼肌的发育。[结论]miR-23a、miR-24、miR-27a和miR-30a在不同物种中保守性较高，热应激下调羊成肌细胞部分miRNAs的表达，可能影响骨骼肌的发育。

关键词：热应激成肌细胞 miRNA 生物信息学靶基因