利用转录组测序技术鉴定影响猪饲料利用效率的候选基因

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我国的生猪养殖量和猪肉消费量排世界之最,生猪产业在我国农业经济中占有突出地位。生猪的养殖成本中饲料成本占65%-80%,改善生猪饲料利用效率不仅是提高企业生猪养殖效益的重要方法,也是减轻国家粮食压力和环境中氮、磷等有机物排放的有效途径。通过猪基因组研究,寻找到调控猪饲料利用效率(Feed efficiency,FE)的重要候选基因,进而对该性状进行遗传改良,是生猪育种工作者尚待完成的工作。前期,通过各种候选基因探究途径在不同猪种中已经发现了许多潜在影响猪FE的候选基因。但在杜长大商业猪种中的研究较少,而该猪种群体数量占世界商品猪养殖总数的70%以上。因此补充杜长大商品猪中FE候选基因的研究具备重要意义。为了鉴定潜在影响杜长大商品猪FE的候选基因和基因通路,本研究利用奥饲本设备对226头杜长大商品母猪个体的采食数据、体重数据进行收集,通过计算饲料转化效率(Feed conversion ratio,FCR)和剩余采食量(Residual feed intake,RFI)来评估个体FE值。通过对FE值进行排序,分别挑选出6头饲料利用效率最高和最低的个体进行屠宰取样,并采集它们的小肠组织,提取RNA并进行转录组测序(RNA sequencing,RNA-seq)。结果显示每个个体平均获得41,289,148个有效读段;这些读段总共注释到38,747个基因,其中有389个基因在高FE组中上调、54个下调。GO分析发现在高FE组表达量上调基因被注释到细胞组成、离子跨膜转运等条目中。KEGG与Reactome基因富集分析发现,高FE组中关于消化并吸收脂肪、维生素、蛋白质、碳水化合物的通路更加富集;关于吸收矿物质、胆汁和胰岛素分泌以及合成和代谢多种机体必需物质的通路也更加富集。基因网络分析发现胰岛素分泌通路中的基因SLC2A2的关联基因数量最多。对8个差异表达基因进行实时荧光定量PCR(q RT-PCR)实验,发现6个基因通过实验验证,另外2个基因虽未达到显著水平,但基因表达趋势与RNA-seq数据同样一致。综合上述分析结果,通过进一步查找和筛选基因的功能,SLC2A2基因被认为是潜在影响杜长大商品猪饲料利用效率的重要候选基因。本研究首次通过对高、低FE杜长大商品猪的小肠组织进行RNA-seq分析,鉴别到了可能调控猪FE的重要候选基因及信号通路;同时丰富了不同品种猪FE候选基因的研究内容,为猪FE的遗传改良提供了重要参考。
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