动物出生后的肌纤维数量保持稳定,肌纤维肥大是骨骼肌质量增加的主要决定因素,最终影响肉品质和风味。SMAD家族蛋白（SMAD1-8）是一类重要的细胞信号转导蛋白,直接参与TGF-β超家族多个成员的信号转导,调控细胞的增殖、分化、迁移及凋亡等过程。研究发现SMAD1、SMAD5、SMAD8通过参与BMP信号通路对肌肉量有着十分重要的正调控作用。通过在成年鼠骨骼肌细胞中敲除SMAD1/5/8基因,两周后观察到其肌肉量减少20%。此外,BMP-SMAD1/5/8通路可通过与抑制肌细胞分化的activin/myostatin–SMAD2/3通路竞争SMAD4促进肌肉量及成肌分化过程。然而关于牛SMAD5基因在成肌细胞上的研究未见报道。因此本研究通过分离培养秦川牛原代成肌细胞,探究了SMAD5基因对牛成肌细胞增殖分化的影响及机制,取得了以下结果:（1）秦川牛SMAD5基因的组织表达规律。SMAD5基因的表达具有广泛性,其中,在瓣胃、大肠、背最长肌中丰度最高。在秦川牛背最长肌组织中,SMAD5基因m RNA水平随生长发育而改变:先上升,在6月龄和12月龄维持较高水平（P﹤0.01）后显著下降并在18月龄后缓慢增加。（2）SMAD5基因在秦川牛成肌细胞中的定位及表达情况。亚细胞定位到牛SMAD5蛋白在细胞核、细胞质中均有表达。在成肌分化中,SMAD5基因m RNA在诱导0-2 d内极显著增加（P﹤0.01）,随后增幅变缓（P﹥0.05）。（3）沉默SMAD5基因抑制成肌细胞增殖分化。获得1条在成肌细胞内干扰效率约为80%的SMAD5基因si RNA,即si SMAD5。si SMAD5转染增殖的牛成肌细胞后显著增加G2/M期的细胞（P﹤0.01）,而对G0、G1、S期的细胞数无影响（P﹥0.05）。此外,细胞周期基因CDK1的m RNA、蛋白水平均随SMAD5的下调而降低（P﹤0.01）,CDK2则无明显变化（P﹥0.05）。相比对照组,下调SMAD5基因的成肌细胞肌分化过程明显受损,肌标志基因Myo G的m RNA水平也急剧下降（P﹤0.01）。（4）SMAD5基因的转录水平受转录因子Fox P1和OSR1的下调而降低,进而抑制成肌细胞分化。5’RACE试验及序列比对确定秦川牛SMAD5基因的转录起始位点与NCBI数据库信息一致,为腺嘌呤残基（A）,记为+1。双荧光素酶活性分析发现,SMAD5启动子核心区域位于-603 bp～-231 bp。通过定点突变试验、RNAi技术及EMSA体外试验证实潜在转录因子Fox P1和OSR1通过结合到SMAD5启动子核心区域上正调控其转录活性。此外,在牛成肌细胞中沉默Fox P1和OSR1基因可降低SMAD5基因及肌源性调控因子（MRFs）的m RNA水平（P﹤0.01）。（5）SMAD5基因组合型H1-H3是秦川牛肉用新品系背膘厚（BT）和眼肌面积（ULA）性状的优势单倍型组合型。448头秦川牛肉用新品系的SMAD5启动子区上存在3个SNP位点（AC＿000164.1:g.A-1593 A﹥G（SNP1）,g.-953 C﹥T（SNP2）,g.-1226 C﹥T（SNP3））,可组成8种单倍型（Hap1-和Hap8）。单倍型Hap1（-ACC-,46.2%）、Hap2（-ACT-,20.3%）及Hap3（-ATC-,19.9%）频率较高。双荧光素酶报告载体酶活分析发现,含单倍型Hap3和Hap4的SMAD5启动子转录活性显著高于其他单倍型载体（P﹤0.01）。关联分析SMAD5基因的5种单倍型组合型与秦川牛肉用新品系个体的生产性状发现,与其他单倍型组合型相比,含组合型H1-H3的个体普遍有更高的背膘厚（BT）和眼肌面积（ULA）（P﹤0.01）,而在各体尺性状（BMTs）和肌内脂肪含量则无显著差异（IFC）（P﹥0.05）。综上所述,SMAD5基因在秦川牛肌肉生长发育过程中具有重要作用。沉默SMAD5基因通过抑制CDK1蛋白阻滞细胞周期循环,从而抑制成肌细胞增殖。SMAD5基因的转录水平受转录因子Fox P1和OSR1的沉默而降低,进而抑制成肌细胞融合形成肌管。另外,通过关联分析鉴定到SMAD5基因的组合单倍型H1-H3为早期筛选具有优秀肉质性状秦川牛肉用新品系的有效分子标记。本研究揭示了SMAD5基因在秦川牛肌肉形成过程中的调控机制,为中国肉牛育种工作提供了新的科学资料。