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根据最新发布的2018-2025中国牛肉行业市场调研报告,中国牛肉消费量正大幅提升,其揭示了牛肉市场的潜在需求与巨大市场空间。而肌肉的生长发育又是影响产肉量及肉品质的重要因素之一,因此,如何从遗传学和表观遗传学的角度来阐释肉用性状的形成机理及分子调控机制就变得尤为重要。本项目以秦川牛为研究对象,首先通过分析CFL1和CFL2基因在秦川牛不同发育阶段不同组织中的表达模式,确定CFL1和CFL2基因在秦川牛不同组织中的表达分布;然后利用亚硫酸氢盐测序PCR（BSP）和重亚硫酸盐处理及酶切分析（COBRA）技术,确定其在秦川牛不同发育阶段的甲基化水平;之后通过实时荧光定量PCR（q RT-PCR）、双荧光素酶基因报告系统及蛋白质免疫印迹（Western blot）等确定可以靶向调控CFL1和CFL2基因的micro RNAs,并进一步研究micro RNAs对肌细胞分化的影响;紧接着利用超表达、干扰等技术明确CFL1和CFL2基因对肌细胞分化的调控机制;最后在群体水平上,研究CFL1和CFL2基因的遗传变异类型及其对秦川牛生长发育的影响,以便全方位揭示CFL1和CFL2基因对牛肌肉发育分化的调控机制。本研究取得的主要结果如下:1.Cofilin家族CFL1和CFL2基因时空表达模式分析首先我们运用实时荧光定量PCR技术研究了CFL1和CFL2基因在秦川牛不同时期（胎牛、犊牛、成年牛）不同组织（心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、脂肪和肌肉）中的表达情况。结果表明CFL1和CFL2基因在秦川牛不同生长发育阶段的不同组织均有不同程度的表达,且表达模式互不相同,说明CFL1和CFL2基因在牛上具有广泛的组织表达模式。并且随着肌肉组织的生长发育,CFL1基因的表达水平呈明显下降趋势,而CFL2基因的表达水平呈明显上升趋势。2.DNA甲基化对CFL1和CFL2基因的调控机制研究为了验证甲基化水平的表观遗传修饰作用,对cofilin家族CFL1和CFL2基因在肌肉生长发育中的影响,本章我们利用BSP和COBRA技术,经过分析发现:在牛CFL1基因共存在3个Cp G岛,包括基因体的2个Cp G岛和启动子区的1个Cp G岛,其中启动子区的Cp G岛包含13个Cp G位点,且CFL1基因的启动子在成年牛肌肉组织中的甲基化水平明显高于胎牛时期;牛CFL2基因共存在2个Cp G岛,包括基因体的1个Cp G岛和启动子区的1个Cp G岛,其中启动子区的Cp G岛包含8个Cp G位点,且CFL2基因的启动子在成年牛肌肉组织中的甲基化水平明显低于胎牛。表明肌肉在不同生长发育阶段的甲基化水平是影响CFL1和CFL2基因表达变化的因素之一。3.miR-182和miR-183分别对CFL1和CFL2基因的靶向调控机制研究为了进一步确认非编码RNA水平的表观遗传修饰作用对cofilin家族CFL1和CFL2基因在肌细胞生长发育分化中的影响,本章利用q RT-PCR,Western blot以及通过构建双荧光素酶报告系统等,鉴定出了可以直接靶向调控CFL1和CFL2基因的miR-182和miR-183,并且miR-182和miR-183为同一个micro RNA家族簇,通过进一步研究发现,miR-182和miR-183分别负调控CFL1和CFL2基因的表达。之后,在牛原代肌细胞转染miRNAs模拟物及抑制剂,并诱导分化4天,通过m RNA水平的研究,发现miR-182和miR-183可抑制牛原代肌细胞的分化。4.Cofilin家族CFL1和CFL2基因对成肌细胞分化的影响本章试验从CFL1和CFL2基因是否调控牛原代肌细胞分化的角度,通过构建CFL1和CFL2基因过表达及干扰载体,分别转染牛原代肌细胞,并同时诱导分化1d,3d,5d,7d后,研究CFL1和CFL2基因以及肌分化相关因子Myo D,Myo G和MYH3的表达变化,以明确CFL1和CFL2基因在牛原代肌细胞分化中的具体调控机制。结果发现,过表达或干扰CFL1基因对牛原代肌卫星细胞的分化没有显著影响,而过表达CFL2基因可明显升高肌分化相关因子Myo D,Myo G和MYH3的表达,干扰CFL2基因可明显抑制肌分化相关因子Myo D,Myo G和MYH3的表达。说明CFL2基因在牛原代肌卫星细胞分化中起到一个促进作用。5.Cofilin家族CFL1和CFL2基因的遗传变异及其与秦川牛生长性状的关联分析在群体水平上对CFL1和CFL2基因的遗传多态性进行关联分析,通过对488头秦川牛DNA池测序分析结果发现:CFL1基因第二外显子发现4处突变,分别命名为T-2052-C,T-2084-G,G-2107-C和T-2169-C;CFL2基因分别在第二内含子发现1处突变、第四外显子发现2处突变,分别命名为G-1500-A,T-1694-A和C-2213-G。其中,CFL1基因的T-2084-G和G-2107-C为错义突变,CFL2基因的C-2213-G为错义突变。关联分析结果显示,在秦川牛群体中,CFL1基因的4个突变位点的不同基因类型与秦川牛4个生长性状-体长、胸宽、胸深和尻长存在显著关联。CFL2基因的3个突变位点的不同基因类型对秦川牛6个生长性状-尻长、胸围、胸宽、胸深、腰角宽和体重有显著关联,说明CFL1和CFL2基因的遗传变异可以作为分子标记用于秦川牛生长性状的标记辅助选种。