安格斯牛与抗旱王牛及其杂交后代间耐热性能和白细胞转录组差异分析

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiao_zhuang_lin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
重庆地区属亚热带季风气候,其夏季持续性高温高湿易引起牛的热应激反应,影响养殖业经济收益。本研究通过测定不同温湿环境下红安格斯牛(Red Angus,AN,n=12)、抗旱王牛(Droughtmaster,DR,n=11)及其杂种后代(F1hybrids,AD,红安格斯牛♂×抗旱王牛♀,n=12)三种牛群的呼吸频率(Respiratory rates,RRs)、直肠温度(Rectal temperature,RT,°C)并计算耐热系数(Heat tolerance coefficient,HTC),分析亲本及杂种后代的抗热应激能力。并通过分离白细胞进行转录组测序分析杂交亲本红安格斯与抗旱王之间的基因差异及杂种后代与亲本间基因表达的遗传模式,探索基因表达模式是否与杂种后代性状相关。主要结果如下:(1)在夏季中度热应激环境条件下,通过测定牛只的呼吸频率发现,红安格斯牛早间和下午的呼吸频率存在显著差异(P<0.05),杂种后代早间和下午的呼吸频率差异极显著(P<0.01),而抗旱王牛在不同时间的呼吸频率均无显著性差异(P>0.05),DR的平均呼吸频率显著低于AN(P<0.05)。通过测定牛只的直肠温度发现,AN和AD下午的直肠温度显著高于早间(P<0.05),DR的直肠温度变化不显著(P>0.05)。通过计算耐热系数后发现,DR的耐热系数极显著高于AN和AD(P<0.01),AN和AD两者间耐热系数无显著性差异(P>0.05)。以上结果表明夏季温湿环境对AN和AD影响较大,对DR无明显影响。DR的耐热性能比AN和AD更强,AN和AD的耐热性能相似。(2)在夏季热应激状态下,选取红安格斯牛、抗旱王牛和杂种后代3种牛白细胞RNA样本运用转录组测序(RNA Transcriptome sequencing,RNA-Seq)技术进行全基因组基因表达分析。在AN和DR之间鉴定了802个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中有541个基因在DR中较高表达,261个基因在AN中较高表达。GO功能富集分析发现,与AN相比,DR中上调的基因主要富集到了压力、外部化学刺激、细胞因子、细胞表面受体信号传导途径和心血管系统发育等生物反应过程。相反,AN中上调基因在B细胞活化和B细胞活化调节中富集。总的来看,DR中表达较高的基因多与细胞免疫有关,AN中表达较高的基因多与体液免疫有关。(3)为了探索基因表达遗传模式与生物性状间的关系,将杂种后代与亲本间基因表达模式区分为加性效应(additive)、显性效应(dominant)、超显性效应(overdominant)和超隐性效应(underdominant)4种遗传模式。结果发现在580个高置性差异表达基因中,杂种后代AD有249个基因与父系AN的表达量较为相似,为AN显性效应基因;6个基因为DR显性效应基因;9个基因为超显性效应基因;103个基因为超隐性效应基因;203个基因为加性效应基因。AN显性效应基因主要富集在免疫反应(39个基因)、对刺激的调节(61个基因)、外部刺激反应(42个基因)、脂多糖反应(16个基因)、压力反应(53个基因)、防御反应(14个基因)等分子生物功能。因此,基因表达的显性效应遗传模式可部分解释杂种后代AD耐热能力与父本AN相似的现象。(4)为理解父系显性效应产生的可能机制,本试验分析了印记基因在三种牛中的表达模式,试图寻找印记基因与基因表达遗传模式之间的关联。在白细胞中有13个印记基因表达。父系印记基因PEG10在AN和DR之间表达差异极显著(P<0.01),并在杂种后代中表现为AN显性效应表达模式。通过分析父系印记基因与AN显性效应基因互作网络图发现,PEG10与MYC和PEG10存在互相作用。MYC和IGF2BP3也显示出AN显性效应表达模式(P<0.05)。以上结果表明,父系印记基因PEG10和MYC的表达模式与父系显性效应基因的表达相关。上述结果表明,抗旱王牛比红安格斯牛的抗热应激能力更强,F1杂种的耐热性与杂交父本红安格斯牛相似。在夏季热应激状态下,抗旱王牛细胞免疫相关基因表达活跃,红安格斯牛体液免疫相关基因表达活跃。杂种后代中大约44%的差异表达基因表现出显性效应基因的遗传特征,而这些显性效应基因中97%是杂交父本AN显性效应基因。本试验利用基因表达的遗传模式分析,部分解释了亲本和F1杂种之间的表型差异。父系遗传印记基因PEG10和MYC的表达模式与父本显性效应基因的表达有关,有助于理解杂种中父本显性效应基因表达模式产生的原因。
其他文献
首先,本论文由壳聚糖和磷钨酸作为前驱体通过高温煅烧成功制备出氮掺杂介孔碳负载的氧化钨复合材料WO3-x@NC(1>x>0),在该复合材料中,尺寸约5~8 nm的氧化钨颗粒均匀分散在氮掺杂介孔碳基体的骨架中。在硼氢化钠(NaBH4)的存在下,将4-硝基苯酚还原成4-氨基苯酚,WO3-x@NC表现出优越的催化活性。在少量WO3-x@NC存在的情况下,2.5分钟后转化效率几乎可以达到100%。经过5次循
学位
高速铁路综合维修天窗的设置是运输组织中重要部分,影响着线路通过能力、天窗内维修作业效率以及行车安全,列车提速、行车密度增大、恶劣的线路环境对天窗设置提出了更高的要求。目前国内尚没有高寒地区长大坡道条件下铁路运营养护维修机构布局与天窗开设方面的成熟经验,本文在介绍综合维修天窗的基础上,总结概述了国内外研究现状及发展趋势,提出了高寒地区长大坡道条件下高速铁路的维修应采取机械为主的方式的建议,结合高寒地
学位
报纸
<正>本刊讯(记者张涵)作为国民经济重要的基础产业,在“双碳”目标下,钢铁行业如何走出低碳新征程?8月27日,由冶金工业规划研究院主办、中国节能协会冶金工业节能专业委员会承办的“2022(第十三届)中国钢铁节能减排论坛”,采用线上与线下相结合的形式在京召开。本届论坛以“源头、智能、系统——新形势下钢铁减污降碳之路”为主题。与会领导、专家及代表凝聚智慧与共识,聚焦新形势下关乎我国钢铁工业绿色低碳高质
期刊
随着光纤通信、5G通信等业务的研究与发展,对光纤连接器的性能和质量有了更高的要求。MPO作为一种多芯光纤连接设备,其最高可以同时承载72芯的光纤芯数,在传输带宽上有质的飞跃,常被用于数据中心、通讯基站等大量高速传输网络环境。MPO连接器出现后,由于精度要求达到纳米级别,传统方式无法对其进行检测,只能通过白光干涉测量的方式。本课题基于白光干涉测量原理,研究了一种能够3D拟合的方式,对MPO连接器的端
学位
随着电子产品小型化和节能化,要求应用于高频电力电子的软磁铁氧体材料不但要有较低的损耗,而且在高温下保持较高的饱和磁通密度,从而保持磁性元件的小型化和高效率。与软磁金属材料相比,饱和磁通密度低是软磁铁氧体的重要不足。本文以传统低成本氧化物工艺为基础,通过对Mn-Zn铁氧体的组成、预烧和烧结工艺、添加剂及组合的研究,期望开发出一种在高温下有着较高饱和磁通密度的Mn-Zn软磁铁氧体材料,使铁氧体元件能够
学位
随着对光纤模式的研究深入,不仅可以为光纤通信开辟新信道,替大功率光纤激光器提供直接有效的光束质量反馈方式,而且模式解调作为一种新的光纤信号解调方式正在光纤相关领域掀起一股新的潮流。目前,对于包含多种模式的模场进行分析的模场分解技术发展丰富多样,将基于模场分解技术的模式解调方法引入光纤传感器信号解调中,能够进一步完善光纤传感的信号解调方法,并且该解调方法具有适用范围广、成本低等优点。迄今为止,强度解
学位
随着城市间交流的日益密切与轨道交通基础设施的逐渐完善,传统分阶段编制的城际铁路列车旅客运输计划因其较低的客流匹配性与运力资源利用效率,难以有效指导运输组织工作。基于城际列车客流动态性,分时段进行城际铁路列车旅客运输计划的一体化编制,可以有效减少运输计划中各内容依次制定时,基础信息脱节,约束条件考虑不周的现象,能充分发挥轨道交通设施运能,合理分配运输资源,加强乘客出行服务质量,减少城际列车运营部门列
学位
液体流量标准装置作为流量计量单位量值统一与传递的标准,是液体流量量值准确传递溯源和统一的保证,是液体流量计准确可靠测量的源头。研究认为,影响液体流量标准装置准确度的因素主要有液体流动的稳定性、液体在管道中流动时的流速分布和脉动程度、被检流量计信号采集损失及换向器,对这些因素中包含的计量技术及理论问题进行研究是提高液体流量标准装置计量准确度的关键,因此液体流量标准装置中的计量技术及理论研究成为国际流
学位
高精度风速计在化学工程、航空航天工业、汽车工业和医疗设备技术等多个领域具有重要应用。基于光纤的风速计具有紧凑结构、电无源操作、长距离测量能力、高灵敏度和对恶劣环境的高度适应性等优点,因此近年来获得研究关注。本论文针对基于光纤光栅的热线式风速计展开研究,通过理论分析和模拟优化设计了最佳耦合结构,并且通过减小光纤布拉格光栅(FBG)的直径和替换薄膜的材料,提升了风速计传感性能。论文包括以下几方面:1.
学位