【摘 要】
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鹅是一种食草水禽,以适应性强、生长快、营养成分丰富和低成本而闻名。然而,其季节性繁殖,以及许多品种产蛋期间还具有强烈的就巢性,造成种鹅产蛋性能低下,直接影响后代繁育的数量,制约了养鹅业的发展。本研究以典型的季节性繁殖家禽浙东白鹅为研究对象,利用转录组测序（RNA-seq）、全基因组甲基化测序（WGBS）、16S rDNA测序等高通量测序技术进行了两个方面的试验研究:一、研究了不同季节浙东白鹅垂体在
【基金项目】
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国家国际科技合作专项（2013DFR30980）； 国家自然科学基金（31402065）； 国家水禽产业技术体系（CARS-43-6）；
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鹅是一种食草水禽,以适应性强、生长快、营养成分丰富和低成本而闻名。然而,其季节性繁殖,以及许多品种产蛋期间还具有强烈的就巢性,造成种鹅产蛋性能低下,直接影响后代繁育的数量,制约了养鹅业的发展。本研究以典型的季节性繁殖家禽浙东白鹅为研究对象,利用转录组测序（RNA-seq）、全基因组甲基化测序（WGBS）、16S rDNA测序等高通量测序技术进行了两个方面的试验研究:一、研究了不同季节浙东白鹅垂体在全基因组水平上的mRNA表达变化、DNA甲基化水平变化,初步探究了调控浙东白鹅季节性繁殖的相关基因及机制。二、研究了繁殖季节中不同繁殖期浙东白鹅垂体转录组表达差异和肠道微生物的区系特征,旨在探索调控就巢性的关键基因与机制,以及肠道微生物菌群与繁殖状态的协同性。主要研究结果如下:通过对秋分（AE）、冬至（WS）、春分（SE）和夏至（SS）4个时间点的垂体样本进行转录组测序分析,每个样本最终获得了 7.4Gb（gigabases）以上的可用数据。在WS-vs-AE、SE-vs-WS、SS-vs-SE和AE-vs-SS四组比较中,分别检测到1139、33、704和3503个差异表达基因（Padjusted<0.05）,包括繁殖相关基因GnRHR、PRLR、ESR2和VIPR等,生物节律相关基因Clock、Per2、Npas2、Bmal2 和 NR1D2 等,以及转录因子 POU1F1、Pitx2、NR5A1、NR4A2和SREBF2等。差异表达基因GO和KEGG富集分析揭示,它们主要涉及氧化应激反应、氧化还原、对类固醇激素的反应和激素介导的信号通路等生物过程,并与GnRH信号通路、类固醇生物合成等通路有关。通过全基因组甲基化测序获得了四个季节12只浙东白鹅垂体的甲基化图谱,每个样品获得了超过基因组覆盖度17x的原始数据,其中C位点覆盖度超过 8x。在 WS-vs-AE、SE-vs-WS、SS-vs-SE 和 AE-vs-SS 之间分别筛选到了10476、8336、21693和23989个差异甲基化区域（DMR）,将其注释到基因体上发现其主要分布在基因内含子区域。对这些发生甲基化差异的基因进行GO富集分析,得到其主要影响有机环化合物结合、核酸结合等分子功能,以及代谢过程、大分子生物合成、基因表达等生物过程。KEGG富集结果显示,这些基因主要参与MAPK信号通路、FOXO信号通路、钙离子信号通路等通路。通过研究浙东白鹅不同繁殖期（产蛋、就巢、恢复）母鹅垂体转录组表达谱,从9个样本中共获得535,239,542个clean reads,比对到16,151个基因上。从就巢期和产蛋期、恢复期和就巢期、以及恢复期和产蛋期的比较中分别鉴定到 582、979 和 33 个差异表达基因（DEGs）（Fold change>1.5,P<0.05）。GO富集分析表明,DEGs在钙离子结合、分泌颗粒和G-蛋白受体活性等条目上显著富集。神经活性配体-受体互作通路、内质网蛋白加工和钙离子信号通路对于控制鹅的就巢行为是至关重要的。进一步分析显示,PRL、TSHβ、THRβ、GnRHR2基因可能在调节就巢相关的激素和行为中起到重要作用。应用16S rDNA测序分析不同繁殖期（产蛋、就巢、恢复）母鹅十二指肠微生物的组成及菌群分布。结果从所有样品中共获得4,748个OTUs。在门水平上,产蛋期厚壁菌门占比最高（52.29%）,其次是放线菌门（15.99%）和变形菌门（12.11%）;就巢期的优势菌群有蓝藻菌门（45.69%）,厚壁菌门（27.29%）和变形菌门（18.74%）;恢复期的微生物群落主要由螺旋菌门（42.01%）、厚壁菌门（22.52%）、蓝藻菌门（18.61%）组成。Alpha多样性显示,产蛋期群落丰富度显著高于就巢期（P<0.05）,而且物种多样性也高于另两个时期。主坐标分析和相似性分析显示,浙东白鹅产蛋、就巢和恢复期的肠道微生物群落结构存在显著差异（P<0.05）。
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