夏季奶牛熱應(yīng)激問題給奶業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟損失。為揭示奶牛發(fā)生熱應(yīng)激后乳腺組織應(yīng)答反應(yīng)的分子機制,通過研究熱應(yīng)激奶牛乳腺組織差異表達基因,探究差異基因?qū)θ橄俳M織轉(zhuǎn)錄調(diào)控的影響。以8頭中國荷斯坦牛為研究對象,分別采集熱應(yīng)激期（8月,溫濕指數(shù)THI=83.8）和非熱應(yīng)激期（3月,THI=65.8）各4頭奶牛乳腺組織,利用HiSeq2000進行轉(zhuǎn)錄組測序,并進行生物信息學分析,共發(fā)現(xiàn)96個差異表達基因（差異倍數(shù)>2）,其中上調(diào)表達46個,下調(diào)表達50個。GO分類結(jié)果表明,注釋到細胞組分、分子功能和生物學過程的差異基因數(shù)量分別為41、38和36個（P<0.05）。KEGG通路分析結(jié)果表明,差異基因共富集到18條信號通路（P<0.05）,其中6條與疾病有關(guān),9條與代謝有關(guān),此外,與免疫應(yīng)答相關(guān)的細胞因子-細胞因子受體相互作用和NOD樣受體信號通路明顯富集。通過比較熱應(yīng)激和非熱應(yīng)激奶牛乳腺組織轉(zhuǎn)錄組,分析差異基因相關(guān)信號通路,為進一步了解奶牛發(fā)生熱應(yīng)激反應(yīng)的分子機制奠定基礎(chǔ)。 

【文章來源】：浙江農(nóng)業(yè)學報. 2020,32(05)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

原始數(shù)據(jù)過濾統(tǒng)計

通過對96個顯著差異表達的基因進行GO富集分析,包括生物過程(biological process)、細胞組分(cellular component)以及分子功能(molecular function)。GO分類分析結(jié)果顯示,“細胞組分”共注釋到41個基因,“分子功能”共注釋到38個基因,“生物學過程”共注釋到36個基因(圖3)。其中富集最多的生物過程是細胞過程,細胞組分富集主要集中在細胞及細胞組分,分子功能富集最為顯著的為結(jié)合功能。2.5 差異表達基因的KEGG富集分析

乳腺為奶牛泌乳的重要器官,熱應(yīng)激對乳腺的直接影響是高溫引起產(chǎn)奶量下降的重要原因[10]。有機體的生長、發(fā)育和存活都依賴于細胞增殖和凋亡的平衡。熱應(yīng)激持續(xù)作用于泌乳奶牛,會對機體產(chǎn)生不良的累積反應(yīng)。高溫抑制奶牛乳腺上皮細胞正常生長,促使細胞凋亡,影響乳蛋白合成[11-12]。干奶期的奶牛發(fā)生熱應(yīng)激可使分娩前乳腺發(fā)育減緩,導致下一個泌乳期的產(chǎn)奶量降低[13]。與非熱應(yīng)激期相比,泌乳前、中、后期的奶牛在整個熱應(yīng)激期的平均產(chǎn)奶量分別下降15.41%、12.56%、11.87%[14]。本研究以春夏季中國荷斯坦牛的乳腺組織為研究對象,探討其在奶牛發(fā)生熱應(yīng)激過程中發(fā)揮的作用及分子機制。選取的奶牛個體之間沒有親緣關(guān)系,可避免親緣關(guān)系引起的基因表達差異;熱應(yīng)激組和非熱應(yīng)激組奶牛年齡相同,可避免因年齡差異引起的基因表達差異。表2 熱應(yīng)激奶牛乳腺組織差異表達基因KEGG富集分析結(jié)果Table 2 KEGG enrichment analysis of DEG between the mammary glands of heat stressed and non-heat stressed dairy cattle 通路編號Pathway ID 通路描述Description P值P-value 差異表達基因Names of DEGs ko00232 咖啡因代謝Caffeine metabolism 0.000222 LOC540707 ko04060 細胞因子-細胞因子受體相互作用Cytokine-cytokine receptor interaction 0.000414 IL6ST、CCL2、IL1B、CCL20、CCL8、PRLR、IL6 ko04978 礦物質(zhì)吸收Mineral absorption 0.000532 S100A8、S100A9(transcript variant X2)、S100A9(transcript variant X3)、S100A12 ko04970 唾液分泌Salivary secretion 0.001677 LOC617219、GP2(transcript variant X1)、GP2、LPO(transcript variant X1)、LPO(transcript variant X2) ko05323 類風濕性關(guān)節(jié)炎Rheumatoid arthritis 0.002156 CCL2、IL1B、CCL20、IL6 ko00040 戊糖和葡萄糖醛酸酯相互轉(zhuǎn)換Pentose and glucuronateinter conversions 0.005388 UGP4(transcript variant X4)、UGP2(transcript variant X2)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]逍遙散對慢性應(yīng)激損傷模型大鼠海馬區(qū)FGFR1的影響[J]. 陳曉梅,郭維,孫琪,馬榕,江東,王華.  山西中醫(yī). 2019(07)
[2]熱應(yīng)激對奶牛產(chǎn)奶性能和泌乳相關(guān)激素影響[J]. 王海利,顧鯤濤.  中獸醫(yī)學雜志. 2019(05)
[3]梅毒螺旋體Hsp40蛋白的生物信息學分析及基因克隆[J]. 伍仙,何樹光,劉靈芝,陳超英,朱一喜,莫祚群.  中國現(xiàn)代醫(yī)生. 2018(20)
[4]熱應(yīng)激對體外培養(yǎng)奶牛乳腺上皮細胞生長、凋亡及其熱休克蛋白mRNA轉(zhuǎn)錄的影響[J]. 周振峰,崔瑞蓮,王加啟,魏宏陽,卜登攀,胡菡,周凌云.  畜牧獸醫(yī)學報. 2010(05)

碩士論文
[1]熱應(yīng)激改變蛋白質(zhì)代謝及誘導乳腺細胞凋亡影響乳蛋白的合成[D]. 高勝濤.中國農(nóng)業(yè)科學院 2016
[2]熱應(yīng)激對泌乳奶牛泌乳性能和乳品質(zhì)的影響及其機制[D]. 艾陽.南京農(nóng)業(yè)大學 2015
[3]熱應(yīng)激對不同泌乳階段奶牛生產(chǎn)性能及其營養(yǎng)代謝的影響[D]. 何欽.西南大學 2012



本文編號：3319616