本文關鍵詞：黑鶩鴨和北京鴨骨骼肌發(fā)育差異的調(diào)控機制研究　出處：《四川農(nóng)業(yè)大學》2016年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鳥類骨骼肌發(fā)育與其它哺乳動物基本一致,其成肌細胞數(shù)量在胚胎期就基本固定下來,出殼后肌肉質量的獲得主要依賴于蛋白質沉積,體現(xiàn)在肌纖維的增粗和增長上。水禽骨骼肌發(fā)育在不同品種、組織間均表現(xiàn)出明顯差異,目前關于這些差異的研究主要集中在表型特征測定或者單個基因檢測等方面,而未對引起這些差異的分子機制進行系統(tǒng)性研究。本研究以兩個表型差異明顯黑鶩鴨、北京鴨胸肌和腿肌為研究材料,通過比較胚胎期和出殼后不同生長時期鴨骨骼肌發(fā)育特點,并檢測影響肌肉生長的部分基因表達情況,明確黑鶩鴨和北京鴨骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出品種、組織差異,利用RNA-seq高通量測序技術,篩選出鴨骨骼肌發(fā)育品種、組織特異性的關鍵基因和信號通路,并在細胞水平上探討差異表達基因—Pαx3調(diào)節(jié)鴨成肌細胞增殖和分化的分子機制。本研究主要結果如下：(1)北京鴨胚胎期胸肌和腿肌均重于黑鶩鴨,且腿肌重表現(xiàn)出顯著的品種差異：在同一鴨品種間腿肌發(fā)育均顯著快于胸肌(P0.05)。(2)參與調(diào)控肌肉發(fā)育的基因(IGF-1、PI3K、AKT、Pax3和Pax7)在品種間和組織間均表現(xiàn)出不同的發(fā)育表達模式,從分子水平證實鴨胚胎期骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出品種、組織差異。(3)北京鴨出殼后胸肌比腿肌有更高的肌纖維密度和細胞核密度(P0.05)；反之,腿肌較胸肌有更高的肌纖維直徑和橫切面積(P0.05)。(4)調(diào)控蛋白質合成(mTOR和S6K)和蛋白質降解(FoxO1、MuRF1和MAFbx)的相關基因在北京鴨胸肌和腿肌之間表達水平顯著不同,且在胸肌中表達高于腿肌(P0.05),暗示胸肌較腿肌有更高的蛋白質代謝能力。(5)衛(wèi)星細胞頻率(Pax3和Pax7)在胸肌和腿肌上均隨著周齡的增加而降低,但在胸肌和腿肌間差異不顯著(P0.05)。通過檢測caspase-3活性和觀察細胞核分裂情況發(fā)現(xiàn),鴨胸腿肌組織之間細胞凋亡情況差異也不顯著(P0.05。(6)利用RNA-Seq技術在黑鶩鴨和北京鴨腿肌和胸肌組織中均獲得超過1.2G的干凈序列讀數(shù)。通過分析發(fā)現(xiàn),鴨胸肌和腿肌組織差異表達基因338個,遠高于品種間差異表達基因88個,在黑鶩鴨和北京鴨上的組織特異性差異表達基因數(shù)量分別為246和258個,而在胸肌和腿肌上的品種特異性差異表達基因數(shù)量分別是54和20個。(7) KEGG通路分析發(fā)現(xiàn)focal adhesion、PI3K-AKT和ECM-receptor interaction相關通路是兩個品種的骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出組織差異的主要分子原因,而ribosomes可能是腿肌和胸肌發(fā)育表現(xiàn)出品種差異涉及到的一個主要信號通路。(8)構建了一條能夠高效地(70%)沉默鴨Pax3基因表達水平的shRNA干擾載體。(9) shRNA沉默Pax3后鴨成肌細胞的增殖和分化能力顯著地降低,同時,肌源性因子MyoD、Myf5和MyoG的表達也顯著下調(diào)(P0.05),暗示Pax3對鴨成肌細胞生長有著正向調(diào)控功能。(10)在沉默Pax3后的培養(yǎng)基中添加葉酸,發(fā)現(xiàn)葉酸能顯著增加肌源性因子(MyoD和Myf5)和Pax7的表達(P0.05),從而緩解鴨成肌細胞被抑制的增殖和分化能力。綜上,本研究從分子水平證實鴨胚胎期骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出品種和組織差異,發(fā)現(xiàn)蛋白質代謝能力可能是造成胸肌和腿肌發(fā)育差異的重要原因之一。鴨骨骼肌發(fā)育組織差異表達基因數(shù)量(338個)遠多于品種差異表達基因數(shù)量(88個),focal adhesion、 PI3K-AKT和ECM-receptor interaction相關通路是黑鶩鴨和北京鴨骨骼肌發(fā)育表現(xiàn)出組織差異的主要分子原因,而ribosomes可能是影響腿肌和胸肌發(fā)育表現(xiàn)出品種差異的主要信號通路,證明Pax3能正向調(diào)控鴨成肌細胞增殖和分化。以上研究為骨骼肌發(fā)育品種、組織差異調(diào)控機制解析奠定了基礎。
[Abstract]:The results were as follows : ( 1 ) There was a significant difference in muscle fiber density and nucleus density ( P0.05 ) . ( 9 ) The expression of myogenic factors MyoD , Myf and MyoG was significantly decreased ( P0.05 ) , and the expression of myogenic factors MyoD , Myf and MyoG was significantly decreased ( P0.05 ) .

【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S834

【參考文獻】

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