【摘 要】
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牦牛作为青藏高原全能经济家畜,为当地农牧民提供肉、乳和皮等生活资料。复胃发育与生产性能密切相关,瘤胃与皱胃分别是复胃的第一胃和真胃,在营养物质消化吸收和机体健康方面起着重要作用。为了比较不同年龄放牧牦牛瘤胃组织形态、瘤胃与皱胃转录组表达谱的变化,探究瘤胃和皱胃发育的特点,并挖掘影响其发育的关键基因和信号通路,本研究选取0日龄（0d）、20日龄（20d）、60日龄（60d）、15月龄（15m）和成年
【基金项目】
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四川省国际科技创新合作/港澳台科技创新合作项目《牦牛复胃发育关键阶段分子机制及胃溶菌酶开发》（2019YFH0035）；
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牦牛作为青藏高原全能经济家畜,为当地农牧民提供肉、乳和皮等生活资料。复胃发育与生产性能密切相关,瘤胃与皱胃分别是复胃的第一胃和真胃,在营养物质消化吸收和机体健康方面起着重要作用。为了比较不同年龄放牧牦牛瘤胃组织形态、瘤胃与皱胃转录组表达谱的变化,探究瘤胃和皱胃发育的特点,并挖掘影响其发育的关键基因和信号通路,本研究选取0日龄（0d）、20日龄（20d）、60日龄（60d）、15月龄（15m）和成年（3y）5个年龄段放牧牦牛,共15头,对复胃和样本等进行重量测定;制作切片观察瘤胃形态变化;提取瘤胃与皱胃总RNA进行转录组测序分析,以0d组为对照,进行DEGs筛选、表达模式聚类、GO和KEGG富集分析。对牦牛不同年龄瘤胃组织形态的检测结果显示,0d-3y瘤胃肌层与乳头形态有极大程度的发育与分化,15m和3y组瘤胃重量与瘤胃指数显著增加（P＜0.05）;0d-3y瘤胃的肌层厚度随着日龄的增加显著增加（P（27）0.05）;20d后,乳头高度和宽度随着日龄增大显著增加（P（27）0.05）。GO与KEGG分析结果显示,在20d富集到胆固醇生物合成过程、丁酸代谢通路、PPAR信号通路,60d富集到脂肪酸代谢过程,15m和3y组富集到β脂肪酸-氧化生物过程,60d、15m和3y组富集到丙酸代谢通路,3y组富集到丙酮酸代谢通路;推测以上条目和通路与牦牛瘤胃VFA代谢相关。60d与15m组富集到矿物质吸收通路,该通路可能与牦牛瘤胃VFA吸收相关。20d、60d和15m富集到免疫反应生物过程,15m和3y富集到细胞粘连生物过程;20d、15m和3y富集到Th17细胞分化通路,20d、60d、15m和3y均显著富集到细胞因子-细胞因子受体相互作用通路,3y富集到PI3K-Akt信号通路;推测以上条目和通路与牦牛瘤胃免疫相关。20d、60d、15m、3y显著富集到细胞色素P450,该通路可能与牦牛瘤胃对外源性物质的代谢相关;15m与3y富集到ECM受体相互作用通路,推测其与牦牛瘤胃上皮维护相关。从以上条目和通路中筛选HMGCS2、SLC26A3、PPARG、PPARD和CCL5基因,作为牦牛瘤胃营养吸收、代谢和免疫相关的候选基因,这些候选基因类聚于两个相近的表达模式,即表达模式38和43（基因表达量随着日龄增加先上升,后保持不变）。上述结果表明不同年龄段牦牛瘤胃形态与基因表达不同,可能与营养物质吸收和瘤胃健康相关;并提示20d牦牛瘤胃可能已经开始VFA代谢,在促进瘤胃发育方面发挥作用。对牦牛皱胃重量及其与复胃总重量之比统计分析结果表明,0d皱胃重量显著高于各前胃重量（P＜0.05）,60d皱胃重量显著低于瘤胃（P＜0.05）,15m和3y皱胃重量显著低于瘤胃和瓣胃（P＜0.05）;0-3y皱胃与复胃重量之比呈下降趋势。从20d、60d、15m和3y组DEGs的top30筛选到与皱胃发育相关的候选基因,分别是GKN1、CXCL17、SCNN1B、SCNN1G、CCL5和IGF2BP3。KEGG富集分析结果显示,共有通路33个,20d、15m和3y四个年龄段特有信号通路分别1、3和4条,包括ECM受体相互作用、细胞色素P450对外源性物质的代谢、药物代谢-细胞色素P450等通路。放牧牦牛皱胃重量在复胃重中占比随着年龄增长而下降;成年放牧牦牛皱胃可能通过清除异源物对其上皮进行维护。
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