本文關(guān)鍵詞：雞胚胎低氧適應(yīng)表型及心臟組織差異表達(dá)基因鑒定　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：高海拔地區(qū)寒冷、缺氧的自然條件會影響動物胚胎的生長發(fā)育。禽類的胚胎在體外發(fā)育,對環(huán)境變化尤為敏感,孵化率隨著海拔升高而降低。低氧環(huán)境會造成鳥類胚胎發(fā)育速度減慢、孵化時間延長、孵化率下降。不同品種的雞胚胎對低氧環(huán)境適應(yīng)能力具有品種差異性。為研究不同品種雞胚低氧發(fā)育的調(diào)控機制,本研究分別采用常壓低氧、低壓低氧測定不同雞品種的種蛋胚胎死亡率、器官發(fā)育等表型指標(biāo),并采用高通量測序技術(shù)分析雞胚胎心臟組織轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組學(xué),篩選與低氧適應(yīng)表型相關(guān)的基因和調(diào)控通路,為進(jìn)一步探討雞胚胎低氧適應(yīng)的分子機制提供基礎(chǔ)。 收集藏雞(TC)、茶花雞(CH)2個品種種蛋分別進(jìn)行常壓常氧(21%O2)、常壓低氧(13%O2)孵化試驗并測量胚胎重、胚胎器官重、孵化率等表型指標(biāo),結(jié)果顯示：低氧會造成胚胎大量死亡,并且低氧下茶花雞死亡率大于藏雞,低氧孵化的D16開始出現(xiàn)死亡高峰期；通過分析低氧和常氧下的胚胎器官發(fā)育變化,發(fā)現(xiàn)心臟和大腦對缺氧最為敏感。 收集藏雞(TC)、白來航E系(WL-E)、茶花雞(CH)、白來航D系(WL-D)、拉薩白雞(LWC)、北京油雞(BY)6個品種種蛋分別進(jìn)行常壓低氧(13%02)、低壓低氧(3000m海拔)孵化實驗,測量胚胎重、胚胎器官重、孵化率等指標(biāo),并采集胚胎血液進(jìn)行血紅蛋白濃度等血液學(xué)指標(biāo)測定。結(jié)果顯示：WL-E、TC、LWC均具有良好的低氧適應(yīng)性,但適應(yīng)機制并不完全相同,并且在低氧下各品種雞胚器官發(fā)育具有品種特性。胚胎發(fā)育期低氧適應(yīng)品種的血紅蛋白濃度、紅細(xì)胞數(shù)、紅細(xì)胞壓積均高于低氧不耐受品種。在本試驗中首次發(fā)現(xiàn)白來航E系低氧孵化率較高,并且接近甚至超過藏雞。 收集藏雞(TC)、茶花雞(CH)、藏雞(?)×茶花雞(?)(TC×CH)、茶花雞(?)×藏雞(?)(CH×TC)種蛋進(jìn)行低氧(13%O2)孵化。結(jié)果顯示種蛋的蛋重、孵化期失水率主要由母本決定；茶花雞與藏雞的雜交種蛋低氧孵化率顯著提高,表現(xiàn)較強雜種優(yōu)勢,但正反交組間種蛋低氧孵化率差異不顯著：藏雞作為母本的種蛋低氧孵化胚胎發(fā)育前期優(yōu)于藏雞作為父本組,后期則藏雞作為父本的種蛋胚胎發(fā)育能力較好。 采集TC、CH、WL-E、WL-D低氧孵化D16的胚胎心臟組織,提取總RNA進(jìn)行RNA-Seq分析,按照P≤0.05且差異表達(dá)倍數(shù)大于2倍以上的標(biāo)準(zhǔn)選取差異表達(dá)基因,將得到的差異基因在DAVID網(wǎng)站上進(jìn)行GO注釋,并用GSEA法分析差異富集的pathway通路。在轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析中,每個樣品測序得到不少于4G數(shù)據(jù),基因組Mapping率83%以上。經(jīng)計算,在低氧孵化D16雞胚胎心臟組織中陽性表達(dá)基因18467個,其中4組共享表達(dá)16340個。TC與CH間差異表達(dá)基因共354個,其中上調(diào)表達(dá)130個,下調(diào)表達(dá)224個。TC與WL-D間差異表達(dá)基因516個,其中上調(diào)表達(dá)292個,下調(diào)表達(dá)224個。WL-E與WL-D間差異表達(dá)基因432個,其中上調(diào)表達(dá)294個,下調(diào)表達(dá)138個。WL-E與CH間差異表達(dá)基因384個,其中上調(diào)表達(dá)206個,下調(diào)表達(dá)178個。TC與對照的低氧不適應(yīng)品種組(CH和WL-D)的差異基因62個,主要富集在heart development(心臟發(fā)育)、blood vessel development(血管發(fā)育)等GO term中：WL-E與對照組(CH和WL-D)組的差異基因64個,主要富集在neurotransmitter receptor activity(神經(jīng)遞質(zhì)受體活性)、GTP binding(鳥苷三磷酸結(jié)合)等。TC和WL-E雖然都具有低氧適應(yīng)性表型,但與不適(應(yīng)組的共有差異基因只6個,其中3個基因是HSP90AA1、BEAN1、GBP,其余3個為未注釋基因。TC特異Pathway主要集中在HIF通路上下游,如mTOR signaling pathway、MAPK signaling pathway等；WL-E特異Pathway主要集中在能量代謝途徑上,如TCA cycle等。 采集TC、CH低氧孵化D16的胚胎心臟組織,提取總蛋白進(jìn)行iTRAQ分析,差異表達(dá)蛋白篩選標(biāo)準(zhǔn)為P≤0.05且差異表達(dá)倍數(shù)大于2倍。將得到的差異蛋白在PANTHER網(wǎng)站上進(jìn)行GO、 COG、pathway注釋。在iTRAQ蛋白組學(xué)分析中,發(fā)現(xiàn)低氧孵化的藏雞與茶花雞共有118個差異表達(dá)蛋白,藏雞上調(diào)表達(dá)46個,下調(diào)表達(dá)72個,富集在HIF調(diào)控通路、血管生成通路等,主要有EGLN1、MAP2K2等差異表達(dá)蛋白。 本研究通過不同品種雞胚的低氧孵化表型及轉(zhuǎn)錄組、蛋白組學(xué)的分析,得到胚胎低氧敏感器官、不同適應(yīng)表型以及差異表達(dá)的基因、蛋白,能夠為胚胎低氧適應(yīng)的的分子機制研究提供新思路和線索。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S831

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1329631