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脂尾型绵羊最初是由瘦尾型绵羊经过长期自然选择与人工培育逐渐发展而来,现已形成数量庞大的独立群体,约占世界绵羊群体的25%,而我国脂尾型绵羊品种丰富,绵羊是人们最主要的肉食来源之一。目前,脂尾已经成为制约现代羊产业发展的因素之一,人们期望通过干预脂尾型绵羊内在的体脂分配系统,实现脂尾的“瘦尾化”改良来降低胴体总脂含量,进一步提高绵羊的经济价值。本研究通过比较脂尾绵羊和瘦尾绵羊身体不同部位脂肪分布模式的差异,筛选影响脂肪部位性差异调控及尾脂沉积的候选基因,通过基因编辑技术在绵羊脂肪细胞中进行功能验证,为绵羊优势性状的选育提供分子基础。取得的主要成果如下:1.通过制备成年滩羊和欧拉型藏羊不同解剖学位置的皮下脂肪（SAT）、内脏脂肪（VAT）和尾部脂肪（TAT）细胞切片、测定相应部位脂肪酸组成及脂肪酸相关基因的表达,发现藏羊脂肪细胞体积大于相同年龄滩羊的脂肪细胞体积;SAT和TAT细胞体积显著大于VAT细胞体积。在测定的11种脂肪酸中,饱和脂肪酸（SFA）和单不饱和脂肪酸（MUFA）占总脂肪酸含量的90%以上,其它为多不饱和脂肪酸（PUFA）;C16:0和C18:0是SFA中主要的两类脂肪酸,C18:1n-9是MUFA中含量最高的脂肪酸;无论在滩羊还是藏羊中,SAT和TAT中SFA含量均低于VAT,而MUFA含量高于VAT。影响脂肪酸合成的关键基因SCD1和FASN在滩羊和藏羊各脂肪组织中高度表达,在SAT、TAT和VAT中呈现“高-低-高”的表达趋势,与脂肪细胞体积和脂肪酸含量结果一致。2.采用RNA-Seq方法对TSATs、TVATs、TTATs、OSATs、OVATs和OTATs进行转录谱差异研究,共构建了18个cDNA测序文库。经差异表达基因（DEGs）筛选,在滩羊3种脂肪组织之间共鉴定了1,058个DEGs,TVAT vs.TTAT中DEGs数最多;特别强调了HOX发育基因在绵羊脂肪组织中以部位特异性的方式表达;DEGs的聚类分析和主成分分析发现TTAT与其它两个部位脂肪中基因表达谱显著不同;基于DEGs的相似表达模式进行H-cluster聚类,结果显示,在TSAT、TVAT和TTAT中表达上调的DEGs分别有196、531和331个,其中TVAT中DEGs多参与炎症反应、免疫防御及感染性疾病相关的生物过程。藏羊OSAT、OVAT和OTAT之间共鉴定出711个DEGs,OSAT/OVAT、OVAT/OTAT和OSAT/OTAT中DEGs分别有522、441和0个,说明OTAT与OSAT是相似类型的脂肪组织,而与OVAT是显著不同的两类脂肪,可能在脂肪祖细胞起源上存在差异;通过DEGs的表达模式亚聚类,将711个DEGs分为2大类:一类是在OSAT和OTAT中表达上调而在OVAT中表达下调的DEGs;另一类是在OVAT中表达上调而在OSAT和OTAT中表达下调的DEGs,这些基因可能对各自部位的脂肪组织发育及功能维持发挥调控作用。对每个亚类中DEGs进行功能富集和KEGG通路分析,发现OSAT和OTAT中高度表达的DEGs多参与脂肪酸合成与代谢、脂肪细胞分化、碳水化合物代谢等通路;而在OVAT中高度表达的基因则参与多条免疫、炎症、细胞粘附分子、细胞因子-细胞因子受体互作及疾病等途径。此外,还鉴定了一些在OVAT中特异表达的基因,如ALDH1A3、TCF21、RDH16和UCP1等参与营养素代谢和能量平衡调控。3.组织表达谱结果显示,ALDH1As在滩羊和藏羊不同组织中广泛表达,主要表达于肝脏、肺脏、肾脏和内脏脂肪,而在瘤胃、肌肉和皮肤中则表达量极低;结合脂肪组织测序数据中的FPKM值,发现ALDH1A1在脂肪组织中的表达水平远高于ALDH1A2和ALDH1A3。分离并鉴定了滩羊尾部前体脂肪细胞,通过免疫荧光定位可知,ALDH1As主要位于胞质中。采用q-PCR和WB方法检测了ALDH1As在绵羊脂肪前体细胞分化过程中的时序表达情况,结果显示ALDH1A1在分化诱导液处理2天后表达水平大幅提高,ALDH1A3的水平则在分化前后变化不明显;而ALDH1A2则并未检测到,说明ALDH1A1可能对脂肪细胞分化具有调控作用,而ALDH1A2和ALDH1A3可能仅在特定条件下补偿性表达。4.成功克隆了试验绵羊ALDH1A1基因的完整CDs区序列,构建了重组腺病毒表达载体pAd-ALDH1A1,采用293A腺病毒包装系统成功包装了Ad-ALDH1A1病毒;运用CRISPR/Cas9基因编辑系统对ALDH1A1基因进行遗传缺失突变,成功构建了ALDH1A1缺陷型前体脂肪细胞模型;T7E1酶切分析显示,敲除效率高达65.16%,在靶序列附近产生的突变类型包括单碱基或多碱基突变、缺失和插入,甚至在距离靶位点200bp左右的位置也发生大片段碱基缺失和插入。以切割效率最高的sgRNA4所产生的阳性细胞为种子细胞进行单克隆细胞筛选,获得一株双敲型杂合ALDH1A1-/-细胞,通过检测该细胞中ALDH1A1敲除效果,发现ALDH1A1转录活性极大降低,蛋白表达显著减少。与野生型（WT）细胞相比,脂肪相关基因如PPARγ、FASN、SCD1、LPL、ADIPOQ和LEP表达显著下调,细胞脂滴积累明显减少,说明ALDH1A1缺失抑制了脂肪细胞分化过程;在WT细胞中超表达ALDH1A1基因,导致LPL和FASN下调;ALDH1A1处理ALDH1A1-/-细胞,提高了C/EBPα表达,同时略微降低了FASN表达,可能部分恢复了脂肪前体细胞的分化特性。综上所述,滩羊和藏羊脂肪细胞直径TAT>SAT>VAT;SAT和TAT中SFA低于VAT中,而MUFA高于VAT中;滩羊TTAT与TVAT之间转录谱差异最大,藏羊OVAT显著不同于OSAT和OTAT,ALDH1A3、UCP1和HOXC13等可作为影响脂肪分布和沉积的候选基因;ALDH1A1、CYP26B1和CYP26C1可能参与滩羊脂肪细胞分化调控;敲除滩羊尾部脂肪前体细胞中ALDH1A1基因能够抑制脂肪细胞分化过程。