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胰岛素样生长因子2(insulin-like growth factor 2,IGF2)基因位于鸡第5号染色体,包括3个外显子和2个内含子,其编码的蛋白是一种促有丝分裂多肽,与胰岛素具有相似的结构,参与机体DNA和蛋白合成,在体内葡萄糖和脂质代谢过程中均发挥重要作用。同时,IGF2在机体的正常生长发育,尤其是在调控胚胎发育上具有重要作用,故多被认为是一种胚胎生长因子。叶酸作为一碳基团代谢过程中重要的辅酶因子,可携带活性甲基基团。近年来,随着表观遗传学的深入研究,有关叶酸可通过影响DNA甲基化来调控基因表达的机制引起学者越来越多的关注。本研究分为3个部分:(1)首先分析了鸡胚发育过程中肝脏IGF2的动态表达规律以及该基因与鸡胚发育的相关性;(2)进而探究了胚期特殊生理阶段叶酸的添加对鸡胚发育的影响;(3)并研究了叶酸调控肉鸡IGF2表达的表观遗传学机制。本研究的结果可为家禽营养表观遗传学研究提供参考。试验一鸡胚发育中器官生长及肝脏IGF2动态表达规律本试验连续统计并检测了鸡胚发育第10(E10)到E20鸡胚基本生长数据和肝脏IGF2的动态表达规律,分析该基因表达与鸡胚发育的相关性。结果显示,肝脏发育快于心脏,相对于鸡胚重,肝脏指数在15到17胚龄逐日增加并在17胚龄达到最大(P<0.05),鸡胚和肝脏的绝对生长在17胚龄也达到最大;肝脏IGF2的表达在E14达到第一个峰值(P<0.05),之后下降并在17胚龄起表达持续升高(P<0.05);所检测四个胚龄的肝脏IGF2启动子区甲基化随着胚龄的增加而降低(P<0.05),与所对应胚龄该基因的表达水平相对应;除此之外,肝脏相对于鸡胚的指数与鸡胚相对于种蛋的指数均与肝脏IGF2基因的表达成正相关关系(P<0.05),且两个指数之间也存在正相关(P<0.05);鸡胚的绝对生长与肝脏的绝对生长、鸡胚的绝对生长与肝脏IGF2基因的表达之间均存在正相关关系(P<0.05)。结果表明,在鸡胚的发育中,肝脏IGF2的表达与鸡胚的生长发育存在正相关,并且肝脏该基因表达水平的上升往往伴随其启动子区甲基化水平的下降。试验二胚期注射叶酸对雏鸡发育和肝脏IGF2表达的影响试验选取360枚科宝500种蛋,随机分为4个处理,每处理6重复,每重复15枚种蛋,于E11分别注射不同水平(0、50、100、150μg)的叶酸,统计雏鸡生长性能,并通过RT-qPCR检测肝脏IGF2的表达,分析基因与仔鸡生产性能的关系,用重亚硫酸盐修饰克隆测序法(BSP)检测IGF2启动子区域甲基化水平,DNase I-qPCR方法检测基因启动子区域染色质构象。结果显示,胚期注射100和150μg叶酸显著提高了受精蛋孵化率(P<0.05);胚期150μg叶酸的添加显著提高了仔鸡肝脏IGF2的表达(P<0.05),但低剂量的叶酸对其没有影响(P>0.05);与此同时,与对照组相比,100和150μg叶酸显著降低了基因启动子区甲基化水平(P<0.05),两个处理组的DNMT1的表达也显著下降(P<0.05);除此之外,胚期150μg叶酸显著降低了基因启动子区的染色质结构疏松度(P<0.05);与对照组相比,仔鸡的体重、肝脏指数和法氏囊指数在150μg叶酸组也达到最大(P<0.05),并且肝脏IGF2的表达与仔鸡初生重和器官指数均存在显著正相关关系(P<0.05)。因此,结果表明E11注射150μg叶酸通过降低启动子区甲基化和提高染色质结构疏松度来上调肝脏IGF2的表达,进而促进鸡胚生长发育。试验三胚期叶酸调控肉鸡IGF2表达的表观遗传机制探究本试验基于试验二的基础,旨在探究胚期注射叶酸调控肉鸡IGF2表达的表观遗传机制。在雏鸡饲养至第21和42天时,每重复屠宰一只鸡,取肝脏以及免疫器官胸腺和脾脏组织。用RT-qPCR方法检测组织中IGF2的相对表达量;BSP法检测IGF2启动子区域甲基化水平;DNase I-qPCR方法检测IGF2启动子区域染色质构象。结果表明,胚期不同的叶酸注射水平对21日龄脾、肝和42日龄胸腺中IGF2的表达均无影响(P>0.05),但与对照组相比,150μg叶酸注射组显著提高了42日龄脾、肝和21日龄胸腺组织中IGF2的表达(P<0.05);不同浓度的叶酸对21日龄脾中IGF2启动子区甲基化水平没有影响(P>0.05),在42日龄,50和150μg叶酸注射组脾中IGF2启动区甲基化水平显著降低(P<0.05);胚期叶酸对胸腺IGF2启动子区甲基化的影响与脾组织不同,孵化期第11天100和150μg叶酸的注射显著增加了21日龄胸腺IGF2启动子区的甲基化(P<0.05),但所有叶酸处理组对42日龄基因启动子区的甲基化均没有显著影响(P>0.05);在肝组织中,150μg叶酸的注射显著降低了21日龄IGF2启动子区的甲基化程度(P<0.05);与对照组相比,100和150μg两个剂量的叶酸显著降低了42日龄基因启动子区的甲基化水平(P<0.05)。150μg叶酸注射组显著增加了42日龄脾中该基因启动子区染色质的疏松度(P<0.05),而50和100μg叶酸注射组对其并没有显著影响(P>0.05);与对照组相比,21日龄三个叶酸注射组脾中IGF2启动子区染色质构象均没有显著变化(P>0.05)。在胸腺和肝组织中,仅150μg叶酸注射组显著增加了21日龄胸腺和42日龄肝脏IGF2启动子区染色质可接近度(P<0.05),各叶酸处理组对42日龄胸腺和21日龄肝脏该基因启动子区染色质构象均无影响(P>0.05)。由此可见,在种蛋孵化第11天注射叶酸可通过影响基因启动子区的甲基化水平和染色质构象来调控组织中IGF2的表达,并且存在组织器官和时间特异性。本研究表明,肝脏IGF2的表达与鸡胚的发育呈正相关,胚期注射叶酸通过降低启动子区甲基化水平,提高染色质结构疏松度来上调仔鸡肝脏IGF2的表达,进而促进鸡胚的生长和器官的发育,在肉鸡生长过程中,此调控作用存在组织和时间特异性。