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在不同养殖背景下鳜mc1r组织表达差异和启动子转录调控分析

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水生生物学报 2024年第1期48卷 149-156页

作者：贾晓丹梁旭方何珊华中农业大学水产学院华中农业大学鳜鱼研究中心武汉430070 农业农村部淡水生物繁育重点实验室/农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室武汉430070

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板... 详细信息

为探究鳜(Siniperca chuatsi)黑素皮质素1受体基因mc1r在不同养殖背景下的组织表达差异及转录调控机制,研究以在黑白养殖背景下产生的深、浅色体表鳜为研究对象,通过实时荧光定量PCR测定mc1r基因的组织表达差异;其次以鳜基因组DNA为模板,通过PCR扩增mc1r基因5′侧翼区不同长度的缺失片段并克隆至pGL3-Basic载体,之后将重组质粒转染到HEK 293T细胞,检测双荧光素酶的相对活性并预测其存在潜在的转录因子。结果显示,黑色背景养殖所产生的深色体表鳜与野生型更为相似;RT-qPCR检测显示深色体表鳜mc1r在背部皮肤和腹部皮肤表达量最高,而浅色体表鳜脑中表达量最高;双荧光素酶活性检测发现,构建的5个缺失片段启动子活性之间存在显著差异,且−159∽−+292启动子活性最高,推测其为mc1r核心启动子区域,并且通过在线软件预测出存在MITF、SP1等转录因子。研究克隆了鳜mc1r基因启动子区域并进行了转录活性分析,并且对潜在的转录因子进行了预测,为鱼类mc1r基因分子机制表达调控及表皮颜色可控性研究提供了理论依据。

关键词： mc1r 组织表达启动子活性转录因子鳜

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基于YOLO v8s-Res2Net50的笼养蛋鸡核心体温估测方法

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农业机械学报 2024年

作者：严煜盛哲雅谷月衡一帆周昊博王树才华中农业大学工学院华中农业大学动物科学技术学院动物医学院农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题，提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度预测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集，利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of in... 详细信息

针对笼养条件下蛋鸡核心温度测量工作效率低下的问题，提出了一种利用红外热图像结合深度学习的蛋鸡核心温度预测方法。首先通过采集172只蛋鸡的10994幅红外热图像制作数据集，利用目标检测网络YOLO v8s提取作为感兴趣区域(Region of interest， ROI)的鸡脸图像；再利用改进的深度卷积神经网络对提取的蛋鸡ROI图像以及实时采集的蛋鸡泄殖腔温度进行回归预测。试验显示，目标检测算法的检测准确率达到99.38%，平均精度均值达到了99.9%，召回率达到了99.87%，3项评价指标均高于YOLO v4s、YOLO v5s、YOLO v7、YOLO Xs目标检测算法；在深度卷积神经网络算法上，同时将MobileNetV3、GhostNet、ShuffleNetV2、RegNet、ConvNeXt、Res2Net以及MobileVIT共7种分类模型修改为回归模型，利用蛋鸡ROI图像进行训练，其中，Res2Net模型对蛋鸡核心体温估测拟合效果最好，在测试集上估测的决定系数R2为0.9565、调整后决定系数■为0.95631，均高于其他回归模型；为进一步提高预测精度，在Res2Net50回归模型的Bottle2block结构之后分别插入SE(Squeeze-and-excitation)模块、CBAM(Convolutional block attention module)模块、CA(Coordinate attention)、ECA(Efficient channel attention)模块，其中利用CA模块改进后的算法在测试集上的R2为0.97364、■为0.97352，均高于其他改进方法；利用目标检测网络和回归网络搭建蛋鸡核心体温估测模型，对9只蛋鸡进行体温估测试验，结果显示ROI均能完整找出，且估测体温的平均绝对误差(Mean absolute error， MAE)为0.153℃。因此，本研究提出的目标检测+深度卷积网络模型为红外热图像下蛋鸡的核心温度预测提供了较好的自动化检测方法。

关键词：笼养蛋鸡核心体温深度学习红外热成像

转录组分析揭示不同性别绵羊骨骼肌基因表达差异

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农业生物技术学报 2024年第1期32卷 158-167页

作者：楼梦雨卢嘉妮段琴杨往鑫郑琪朱翠云张思欢李爽凌英会安徽农业大学动物科技学院安徽地方畜禽遗传资源保护与生物育种省级实验室

性别是影响绵羊(Ovis aries)骨骼肌发育和产肉性能的主要因素之一。本研究以不同性别8月龄绵羊为研究对象，利用转录组测序技术探究不同性别绵羊背最长肌中基因表达差异，旨在揭示性别对绵羊骨骼肌发育影响的分子机理。经转录组测序和... 详细信息

性别是影响绵羊(Ovis aries)骨骼肌发育和产肉性能的主要因素之一。本研究以不同性别8月龄绵羊为研究对象，利用转录组测序技术探究不同性别绵羊背最长肌中基因表达差异，旨在揭示性别对绵羊骨骼肌发育影响的分子机理。经转录组测序和分析，共鉴定到14 587个基因，其中显著差异表达基因共29个，公羊组比母羊组显著上调表达23个，下调表达6个，差异基因包括xin肌动蛋白结合重复内含物1(xin actin binding repeat containing 1, XIRP1)、谷胱甘肽过氧化物酶2(glutathione peroxidase 2, GPX2)、酰基辅酶A合成酶中链家族成员1(acyl-CoA synthetase medium chain family member 1, ACSM1)、脂肪酸结合蛋白4(fatty acid binding protein 4, FABP4)、睾丸特异性丝氨酸激酶6(testis specific serine kinase 6,TSSK6)等。对各组间差异表达基因进行GO和KEGG分析，GO富集分析显示，差异表达基因主要富集在核糖核苷、肌动蛋白结合和细胞骨架结合等类别中。KEGG通路分析发现，差异表达基因显著富集到3个信号通路中，分别为PPAR信号通路、花生四烯酸代谢和谷胱甘肽代谢信号通路。因此，不同性别间绵羊骨骼肌发育的差异可能通过以上通路产生。随机选取8个差异表达基因，利用qRT-PCR对其表达量进行验证，结果与转录组测序结果基本一致，证明测序结果可靠。综上，本研究揭示了不同性别绵羊骨骼肌基因表达的差异及相关的信号通路，为进一步了解绵羊性别影响肌肉发育的机制提供了参考。

关键词：绵羊骨骼肌性别转录组

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表型可塑性的研究进展

科学通报 2024年第14期69卷 1881-1892页

作者：孔源杜茁赵毅强中国农业大学生物学院畜禽生物育种全国重点实验室北京100193 中国科学院遗传与发育生物学研究所北京100101

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环... 详细信息

表型可塑性是指同一基因型个体在不同环境下表现不同表型的现象,或生物体为响应不同环境条件而产生不同表型的能力,是生物体的基本属性,也是适应环境的重要途径.生物体对遗传变异和环境扰动的鲁棒性则被称为渠道化,体现了生物体适应环境变化的不同策略.现代表型可塑性的研究起始于1965年,如今已成为一个热门的研究领域.为了对表型可塑性进行定量,研究者往往使用具有相同遗传背景的群体,在包含对照环境的两种以上不同环境下量化可塑性反应.经典的表型可塑性量化方法在群体或个体水平上比较表型值的差异或表型值与环境的回归斜率.随着研究的进步,目前的可塑性量化方法正在逐步完善,遗传背景、G×E等也被加入到定量策略中.表型可塑性被认为受到遗传信息和表观遗传两方面的影响,但其背后的机制仍未被阐明.同样地,表型可塑性与适应性之间的关系存在一定的争议,其意义具有高度可变性,应做到具体问题具体分析.本文系统地介绍了表型可塑性的概念、发展简史、机制、量化方法及其与适应性的关系,结合动物、植物以及微生物的例子,总结了该领域目前的研究进展与存在的问题,并对未来的发展进行展望,以期为表型可塑性的相关研究提供较为全面的参考.

关键词：表型可塑性机制量化指标渠道化

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FoxO1对牛骨骼肌细胞增殖、凋亡和分化的调控

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中国农业科学 2024年第6期57卷 1191-1203页

作者：姜超张久盘宋雅萍宋小雨吴昊魏大为宁夏大学动物科技学院/宁夏反刍动物分子细胞育种重点实验室宁夏农林科学院动物科学研究所

【目的】骨骼肌是动物机体的重要组成成分，其生长发育直接影响畜禽肉产量，叉头转录因子O1(forkhead box protein O1, FoxO1)作为重要的转录调控因子，其与骨骼肌生长发育密切相关。探究过表达FoxO1对牛骨骼肌细胞增殖、凋亡与分化的... 详细信息

【目的】骨骼肌是动物机体的重要组成成分，其生长发育直接影响畜禽肉产量，叉头转录因子O1(forkhead box protein O1, FoxO1)作为重要的转录调控因子，其与骨骼肌生长发育密切相关。探究过表达FoxO1对牛骨骼肌细胞增殖、凋亡与分化的作用，为肉牛遗传改良提供基础材料。【方法】采集牛的多个组织样品，提取其RNA并反转录，利用实时荧光定量PCR(qPCR)构建FoxO1组织表达谱。利用酶消化法分离得到牛骨骼肌细胞，通过观察其分化后肌管的形成以及qPCR检测其分化标志基因的表达情况来检验所分离细胞的分化性能。利用免疫荧光技术对牛骨骼肌细胞进行FoxO1亚细胞定位。设计并包装牛FoxO1过表达腺病毒，以提高牛骨骼肌细胞内FoxO1的表达。利用EdU染色检测过表达FoxO1对细胞相对增殖率的影响。利用流式细胞术检测过表达FoxO1对细胞周期分布的影响。利用qPCR检测过表达FoxO1对牛骨骼肌细胞增殖、凋亡和分化相关基因表达水平的影响。【结果】组织表达谱结果显示FoxO1在多个组织中均有表达，其在成年牛的背脂中表达量最高，在背最长肌组织中表达量最低，且FoxO1在犊牛背最长肌组织中的表达量要极显著高于成年牛的（P<0.01）。亚细胞定位结果显示FoxO1在牛骨骼肌细胞的细胞核和细胞质内均有表达，其细胞核内荧光强度高于细胞质。成功构建FoxO1过表达载体，并完成FoxO1重组过表达腺病毒的包装与扩繁，在感染牛骨骼肌细胞后，能显著提高FoxO1表达水平（P<0.01）。EdU检测显示过表达FoxO1会显著降低细胞增殖率（P<0.01），流式细胞周期检测显示过表达FoxO1会显著增加G1期细胞数并减少S期和G2期细胞数，抑制细胞G1/S期的转化，并减少G2期细胞的形成。利用qPCR进一步检测发现，增殖相关基因PCNA、CDK1、CDK2、CCNA2、CCNB1、CCND1和CCNE2均极显著下调（P<0.01），促凋亡相关基因BAD和BAX显著上调以及抑凋亡基因BCL2显著下调（P<0.05）。过表达FoxO1导致牛骨骼肌细胞肌管形成量减少，qPCR检测结果发现，骨骼肌分化相关基因MYOD、MYOG、MYF5、MYF6和MYHC的表达量显著下调（P<0.05）。【结论】FoxO1在牛的不同组织中均有表达，是一个广泛存在的转录调控因子，并且在背最长肌组织生长发育不同阶段存在表达差异，起到阶段调控作用。FoxO1在细胞核和细胞质中均发挥重要的转录调控作用，特别是在细胞核内。过表达FoxO1可能通过抑制细胞增殖相关基因和肌细胞分化相关基因的表达，从而抑制牛骨骼肌细胞的增殖与分化，并且可能通过上调促凋亡基因的表达和下调抑凋亡基因的表达来促使牛骨骼肌细胞凋亡的发生。

关键词： FoxO1 牛骨骼肌细胞增殖分化

安徽白山羊SOCS3基因克隆、表达分析及其功能鉴定

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农业生物技术学报 2024年第9期32卷 2071-2080页

作者：崔恒源马存霞崔双双郭玉柱刘洪瑜张运海宋宁安徽农业大学动物科技学院安徽省地方畜禽遗传资源保护与生物育种重点实验室

细胞因子信号转导抑制因子3 (suppressor of cytokine signaling 3, SOCS3)是一种对信号传导作出应答的蛋白，具有调控乳蛋白合成的作用。αS1-酪蛋白是奶畜乳中最主要的过敏原之一，然而SOCS3对山羊(Capra hircus) αS1-酪蛋白合成的... 详细信息

细胞因子信号转导抑制因子3 (suppressor of cytokine signaling 3, SOCS3)是一种对信号传导作出应答的蛋白，具有调控乳蛋白合成的作用。αS1-酪蛋白是奶畜乳中最主要的过敏原之一，然而SOCS3对山羊(Capra hircus) αS1-酪蛋白合成的影响尚不清楚。为了阐明SOCS3在山羊乳腺中的基因序列、结构、表达情况以及SOCS3对αS1-酪蛋白表达的影响，本研究以安徽白山羊乳腺组织为实验材料，通过PCR克隆SOCS3基因编码区序列，利用在线软件对其进行生物信息学分析，检测SOCS3在不同泌乳时期的表达情况，干扰与过表达SOCS3进行功能分析。结果表明，本研究成功克隆得到山羊SOCS3基因完整编码区为690 bp，编码229个氨基酸；蛋白分子量为25.09 k D，理论等电点为8.97，存在34个磷酸化位点，无信号肽和跨膜螺旋结构，为携带正电荷的不稳定蛋白；SOCS3蛋白与SOCS2、Janus激酶(Janus kinase,JAK)、酪氨酸激酶2 (tyrosine kinase 2, TYK2)、胰岛素受体底物2 (insulin receptor substrate 2, IRS2)、瘦素受体(leptin receptor, LEPR)和白介素6 (interleukin 6, IL6)等蛋白存在互作关系；山羊SOCS3基因与绵羊(Ovis aries)亲缘关系最近，其次是牛(Bos taurus);SOCS3基因在泌乳初期和盛期表达量最高。在山羊乳腺上皮细胞中，干扰SOCS3基因显著上调αS1-酪蛋白的表达水平，过表达SOCS3基因显著下调αS1-酪蛋白的表达水平。以上结果表明，SOCS3在山羊αS1-酪蛋白合成中具有负向调控作用。本研究为开展SOCS3基因在山羊αS1-酪蛋白合成中的调控机制研究提供基础。

关键词：安徽白山羊细胞因子信号转导抑制因子3 (SOCS3) 生物信息学分析 αS1-酪蛋白

应用DNA分子标记鉴定瓦氏黄颡鱼、长吻鮠及其杂交种

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水产学报 2024年第10期 109-119页

作者：巩高瑞廖倩孙瑞东王忠卫姜俊梅洁华中农业大学水产学院湖北洪山实验室中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室四川农业大学动物科技学院

瓦氏黄颡鱼与长吻鮠的杂交后代与其父母本形态学特征相似，在生产中容易产生混淆，而DNA分子标记可以快速准确地区分物种，常被用于物种鉴定。基于目前已有的瓦氏黄颡鱼、长吻鮠的基因组数据，实验通过比较基因组学分析，发现瓦氏黄颡... 详细信息

瓦氏黄颡鱼与长吻鮠的杂交后代与其父母本形态学特征相似，在生产中容易产生混淆，而DNA分子标记可以快速准确地区分物种，常被用于物种鉴定。基于目前已有的瓦氏黄颡鱼、长吻鮠的基因组数据，实验通过比较基因组学分析，发现瓦氏黄颡鱼与长吻鮠在演化关系上较为接近，估算出二者分化时间为370万年前。同时，通过染色体序列共线性分析，发现二者均具有26对染色体，且染色体一一对应，并未发现染色体间的融合重组现象，仅存在染色体内部的重排。基于以上结果，实验发现2种鱼在patj基因序列上存在一段391 bp的INDEL。根据该差异片段，设计出了引物PVLL。该引物在瓦氏黄颡鱼中仅扩增出339 bp的条带，在长吻鮠中仅扩增出730 bp的条带，而在其杂交种中可以同时扩增出339与730 bp这2种大小的条带。根据扩增条带的差别可以准确区分三者，此研究结果不受性别影响，并且在不同群体中也验证了引物的有效性。研究表明，比较基因组学可用于准确鉴别瓦氏黄颡鱼、长吻鮠及其杂交种，从而提高杂交育种生产的效率。

关键词：瓦氏黄颡鱼长吻鮠杂交育种比较基因组学分子标记物种鉴定

不同加工方法对芝麻体外钙释放率和小鼠体内促钙吸收作用的影响

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食品工业科技 2024年第20期45卷 59-67页

作者：万元柳巧翠梁煜卫梦亚谭雅丽侯焘华中农业大学食品科技学院

为探究并解决芝麻钙含量丰富，但鲜有作为补钙食品的现实问题，本研究以两种黑白芝麻为原料，采用蒸煮、微波、烘烤、超高压四种方式进行加工，后对其基本组分进行分析，利用体外模拟消化测定芝麻中钙离子的释放率，并构建植酸抑制钙吸... 详细信息

为探究并解决芝麻钙含量丰富，但鲜有作为补钙食品的现实问题，本研究以两种黑白芝麻为原料，采用蒸煮、微波、烘烤、超高压四种方式进行加工，后对其基本组分进行分析，利用体外模拟消化测定芝麻中钙离子的释放率，并构建植酸抑制钙吸收小鼠模型，评价不同加工方式对芝麻钙生物利用率的影响。结果表明，蒸煮加工、烘烤180°C使得黑白芝麻植酸含量显著下降（P0.05），而超高压加工后的黑白芝麻植酸含量增加（P0.05），烘烤120°C也使得白芝麻钙释放率显著升高（P动物实验表明，添加了加工黑芝麻饲料组的小鼠血清碱性磷酸酶水平显著低于添加未加工黑芝麻组的小鼠（P动物实验中效果表现最佳，最有利于改善芝麻在体内的钙生物利用率，微波加工以及烘烤加工次之。

关键词：芝麻加工方式钙生物利用率植酸抑制钙吸收模型

日粮添加蛹虫草缓解脂多糖诱导的仔猪肝损伤和骨骼肌蛋白质降解

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中国农业科学 2024年第12期57卷 2467-2482页

作者：蔡睿杰褚艺心史新娥靳建军杨公社西北农林科技大学动物科技学院，动物脂肪沉积与肌肉发育实验室/陕西省动物遗传育种与繁殖重点实验室

【目的】探讨日粮中添加蛹虫草对断奶仔猪生长和免疫性能的影响及调节断奶仔猪免疫应激的机制，为新型饲料添加剂筛选提供依据。【方法】选取相同日龄、初始体重相似的杜×长×大早期断奶仔猪144头并随机分为4组：NC组（基础日粮）、LP... 详细信息

【目的】探讨日粮中添加蛹虫草对断奶仔猪生长和免疫性能的影响及调节断奶仔猪免疫应激的机制，为新型饲料添加剂筛选提供依据。【方法】选取相同日龄、初始体重相似的杜×长×大早期断奶仔猪144头并随机分为4组：NC组（基础日粮）、LPS组（LPS+基础日粮）、LPS+500CM组(LPS+基础日粮+500 mg·kg-1CM)、LPS+1 000 CM(LPS+基础日粮+1 000 mg·kg-1CM)。NC组和LPS组饲喂基础日粮，LPS+500CM组和LPS+1000CM组分别按照比例将蛹虫草粉与基础日粮充分混匀后饲喂。饲养结束后，每组随机挑选6头（公母各半）屠宰，屠宰前4h对LPS组、LPS+500CM组和LPS+1000CM组腹腔注射LPS,NC组注射等量生理盐水。屠宰后采集背最长肌、心脏、肝脏、脾脏、胰脏和肾脏进行检测。【结果】对体重及采食量统计分析，结果显示，日粮添加蛹虫草饲喂仔猪对仔猪平均日采食量无显著影响，而添加500 mg·kg-1CM和1 000 mg·kg-1CM的仔猪分别比对照组仔猪体重提高了8.58%（P生物标志物和总胆汁酸检测表明，LPS组仔猪肝脏ALT水平比NC组显著升高（P <0.05）,AST、LDH、总胆汁酸水平有上升趋势。而饲料中添加有蛹虫草的LPS+500CM组和LPS+1000CM组的ALT、AST、LDH和总胆汁酸水平均比LPS组的指标显著降低。肝脏抗氧化指标和炎症因子表达检测显示，LPS组仔猪肝脏的MDA、LPO、T-AOC水平及炎症因子表达显著升高（P<0.05），而CAT、GSH-Px、T-SOD水平显著降低（P<0.01），而用蛹虫草饲喂仔猪可以显著缓解这些指标的升高或降低。LPS组骨骼肌粗蛋白和氨基酸含量显著减低（P<0.01），而日粮添加蛹虫草饲喂可以显著缓解LPS导致的蛋白和氨基酸含量减少（P<0.01）。与NC相比，LPS组炎症因子表达显著升高（P<0.05），而日粮添加蛹虫草饲喂后炎症因子表达比LPS组显著降低（P<0.05）。LPS组仔猪背最长肌中的MDA和LPO和水平显著高于NC组（P<0.01），而T-AOC、CAT、GSH-Px和T-SOD水平则显著降低（P<0.01），日粮添加蛹虫草可缓解这种异常的升高或降低。对Akt、t-mTOR、4EBP1、FOXO1磷酸化水平进行检测，发现LPS组相比于NC组具有降低的趋势，而MAFbx、MuRF1的蛋白表达水平显著升高（P<0.05）。日粮中添加蛹虫草饲喂后，仔猪背最长肌Akt、FOXO1磷酸化水平显著提高（P<0.05），而MAFbx、MuRF1蛋白表达水平显著降低（P<0.05）。【结论】日粮中添加蛹虫草可以提高断奶仔猪生长性能和免疫性能；蛹虫草可以抑制LPS导致的背最长肌粗蛋白和总氨基酸含量降低；蛹虫草可以抑制肝脏炎症和肝细胞过度增殖和凋亡，并提高了肝脏抗氧化能力；蛹虫草可以抑制断奶仔猪背最长肌炎症、氧化应激和蛋白质分解。总之，日粮中添加蛹虫草可以提高断奶仔猪生长和免疫性能，缓解LPS导致的肝损伤及蛋白质的降解，为筛选新型饲料添加剂及预防断奶仔猪免疫应激提供理论依据。

关键词：蛹虫草早期断奶仔猪脂多糖免疫应激肝损伤蛋白质代谢