三个绵羊品种肉质性状的转录组学与代谢组学研究

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xieym28
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肉质性状是绵羊重要的经济性状,与产肉水平和经济效益密切相关。作为一个复杂的数量性状,其引起的表型差异受主效基因和微效多基因的遗传调控。因此,获得与肉质性状相关的候选基因已成为畜禽遗传改良的重点工作之一。为此,本研究以杜泊羊、滩羊和小尾寒羊(各8只)为研究对象,对它们的肉用性能和肉品质指标进行比较分析,同时又利用转录组学和代谢组学技术(各3只)探究不同绵羊品种肌肉组织代谢物变化和基因的调控表达规律,以初步揭示两者间的内在联系,从而更好的了解绵羊肉质性状形成的分子调节机理。主要研究结果如下:1.杜泊羊的活体重、胴体重、净肉重和背最长肌的蛋白质含量均显著高于滩羊和小尾寒羊(P<0.05),肌纤维密度和肌苷酸含量显著低于滩羊和小尾寒羊(P<0.05),pH24h、肌纤维直径、肌苷含量、醇类和酯类物质含量均显著高于滩羊(P<0.05),总氨基酸含量显著高于小尾寒羊(P<0.05)。滩羊背最长肌的脂肪和硒元素含量显著高于杜泊羊和小尾寒羊(P<0.05),肉色L*值和烃类物质含量显著高于杜泊羊(P<0.05)。小尾寒羊背最长肌的失水率、剪切力和pH24h均显著高于杜泊羊和滩羊(P<0.05),背膘厚、肉色b*值和总脂肪酸含量均显著低于杜泊羊和滩羊(P<0.05),醛类物质含量显著高于滩羊(P<0.05),GR值显著低于杜泊羊(P<0.05)。2.通过转录组学技术共获得差异表达mRNA和lncRNA分别有820和237个,其中杜泊与滩羊、小尾寒羊与杜泊羊和小尾寒羊与滩羊组之间差异表达mRNA和lncRNA分别有99和82、436和105、552和129个。GO富集分析显示,各组间差异表达mRNA分别显著富集到224、517和657个GO条目中,而差异表达lncRNA的靶基因分别显著富集到474、832和740个GO条目中。KEGG通路富集结果显示,各组间差异表达mRNA分别富集到121、197和206条代谢通路中,其中与肌肉发育和脂肪代谢相关的通路有cAMP、TGF-β、MAPK、AMPK、嘌呤代谢、甘油磷脂代谢、氨基酸和脂肪酸代谢及糖酵解/异生等信号通路;差异表达lncRNA的靶基因分别富集到242、258和268条通路中,主要涉及谷胱甘肽代谢、脂肪细胞脂解的调节、柠檬酸循环(TCA循环)、细胞因子受体相互作用、cAMP信号通路等与肌肉发育和肉品质调控相关的代谢途径。因此,进一步筛选出FOS、PPARGC1A、FABP4、LMPD1、AMPD3、NT5C1A、GPI、PFKM、PKM和TCONS0008802、TCONS00172842、TCONS00129197、TCONS00188653等可能与绵羊肉质性状相关的候选基因及调节因子。3.通过代谢组学技术共获得278种差异代谢物,其中杜泊羊与滩羊、小尾寒羊与杜泊羊和小尾寒羊与滩羊组之间分别有143、151和94种。KEGG通路显示差异代谢物分别富集到60、69和52条代谢途径。通过对差异代谢物和差异表达基因进行KEGG通路联合分析,结果显示有49条共富集通路,其中与肉品质调控和风味物质代谢相关的通路包括磷脂酰肌醇信号系统、磷酸肌醇代谢、甘油磷脂代谢、甘油酯代谢、嘌呤代谢等12条通路,共有43个差异表达基因和94个差异代谢物在这12条通路中富集,其中差异表达基因AMPD1、CS、IDH3A、ETNPPL、AKR1B1、DGKE、LPIN1和ABCA1与差异代谢物黄嘌呤、异柠檬酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、甘油三酯和甘油二酯具有一定相关性。综上所述,杜泊羊、滩羊和小尾寒羊的肉用性能及肉品质存在一定的品种差异性,本研究筛选出的一些差异表达基因可作为绵羊肉质性状的关键候选基因,为绵羊的品种选育与改良及宁夏优质肉羊新品种的培育提供理论基础。
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