过氧化物酶体增殖激活受体β/δ（peroxisome proliferator-activated receptor beta/delta,PPARD）是一个配体激活转录因子,参与调控多个生物学过程。本实验室前期在白色杜洛克×二花脸资源家系中,通过一系列遗传学手段鉴别到了PPARD基因上的一个错义突变G32E;该突变显著降低了自身的转录活性,导致家猪外耳面积的增大。但PPARD基因如何调控家猪耳廓软骨生长和PPARD G32E导致家猪外耳面积增大的的分子机制尚不明确。本研究首先测定了二花脸和杜洛克猪5个不同时间点的外耳面积,发现二花脸的外耳廓生长速度显著快于杜洛克,由此推测两者的耳廓软骨组织构成可能存在差异。随后采集了同日龄二花脸和杜洛克猪耳廓软骨组织开展化学染色,结果显示:在二花脸猪耳廓软骨组织中,成软骨细胞数量较多且持续增殖分裂成同源细胞群;杜洛克猪耳廓软骨中同源细胞群少、细胞向外分泌的基质能力弱,且已出现降解迹象。进一步体外分离杜长大商品猪原代耳廓软骨细胞,采用流式细胞术分析原代耳廓软骨细胞的构成,发现使用配体GW0742特异性激活PPARD后,加速了耳廓软骨干细胞的凋亡,并促使其向软骨细胞分化。然后,通过转录组测序检测PPARD激活前后原代耳廓软骨细胞中基因表达的变化,共鉴别到98个差异表达基因,这些基因最显著富集于PPAR信号通路,且相关的生物学过程均与耳软骨发育相关。接着,通过Ch IP-seq实验鉴别到了87个PPARD在耳廓软骨细胞中的靶基因,这些基因均未与差异表达基因相重叠,这提示PPARD可能通过交叉转录的方式进行调控。随后鉴别到了一个调控软骨发育的关键基因:PPARG,该基因位为整个软骨调控网络的中心。荧光报告实验和RT-q PCR证实了PPARD抑制了PPARG的转录调控活性,由此上调了CEBPB和IGFBP3等基因的表达促进了软骨干细胞的凋亡和分化,且上调了MMP1和MMP13等基因的表达降解软骨基质、使软骨矿化;PPARD G32E突变因降低了自身的转录活性从而减弱了其对PPARG的抑制作用,使更多的软骨干细胞得以保留,并延缓了它的凋亡,下调了降解因子的作用,软骨组织得以持续快速增长,最终形成大耳表型。这些发现深入阐释了PPARD基因在耳软骨发育过程中的抑制作用,揭示了PPARD G32E导致家猪耳面积增大的分子机制。肝脏是哺乳动物脂质、糖类和蛋白质代谢的枢纽,与大量性状相关联。启动子和增强子是基因组中的功能调控元件,对基因表达具有调控作用。在GWAS研究中有大量的最显著位点位于基因间区或内含子区域,这些区域往往是潜在的功能调控元件区域。本研究以家猪为研究模型,探索全基因组范围内功能调控元件增强子和启动子上的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNP）对猪肝脏基因表达的影响。本研究首先采集了本实验室前期构建的嵌合家系（嵌合有4个中国地方猪种:莱芜猪、二花脸猪、藏猪和巴马香猪,和4个西方猪种:白色杜洛克猪、皮特兰猪、长白猪和大白猪血缘的特色家系）F6代个体的肝脏组织,开展染色质免疫共沉淀测序（Ch IP-seq）实验,使用H3K27ac抗体鉴别肝脏组织的增强子。结果在肝脏组织中平均鉴别到27,474个活性增强子（active enhancer）,平均长度为2,782 bp,占猪全基因组的~2.9%,~53.0%的增强子位于内含子中,这一结果与人类和小鼠中报道的相类似。后续对109个个体的肝脏组织进行大规模转录组测序（RNA-seq）,同时结合本实验室前期获得的这些个体的重测序数据、整合Villar等报道的猪肝脏组织增强子和启动子的注释信息进行表达数量性状位点（expression quantitative trait loci,e QTL）分析,对增强子和启动子区域内的SNP与肝脏基因表达的效应、作用距离等进行分析。结果显示位于启动子和增强子区域内~72.0%和~37.6%的SNPs分别与cis-gene和trans-gene相关联。这些基因参与脂质代谢、糖类转运、先天免疫激活、维生素代谢和氧化磷酸化反应等,体现了启动子和增强子区域内的SNPs对肝脏基因表达的广泛调控。计算SNPs与调控基因的距离,发现在cis-e QTL中,来自启动子和增强子区域的SNPs更倾向与临近基因相关。这对于启动子来说尤为明显,大部分启动子的SNP-gene pair的距离集中于±75 kb以内。而在超过这一距离后,增强子区域内的SNP则表现出更为活跃,对应更多的SNP-gene pair,这与增强子的远距离调控特性是一致的。本研究还鉴别到了一些位于启动子和增强子区域内的SNP与人类肝脏疾病的基因显著关联。其中,chr3:75494557A>G突变显著下调了动脉粥样硬化因子PCYOX1基因的表达量（P=1.21 e-87）,为氧化应激性退行性疾病诊断标记或治疗靶点提供了借鉴。此外,位于9号染色体的ABCB4基因表达量受来自15号染色体上一个SNP的调控。这些发现可为人类肝脏疾病的研究提供参考,也可为后期结合表型数据大规模研究功能调控区的SNP如何通过改变基因的表达模式最终导致表型改变奠定基础。