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家禽的采食量是制约其生产效率的重要因素之一。研究表明,下丘脑是复杂而精确的采食调控网络中的重要中枢神经组织,可以收集、整合和释放相关食欲调节信号。内脏脂肪素(Visfatin)是一种新型脂肪细胞因子。近年来,研究表明Visfatin可以显著增加鸡的采食量,但其调控采食的作用机制还不清楚。本研究通过脑室注射Visfatin,观察雏鸡采食量变化,并借助Illumia测序和GC-MS检测技术对其下丘脑组织进行转录组测序和代谢组学检测,以期在转录水平和代谢水平发掘Visfatin发挥采食调控作用的标志基因和标志代谢物,探索Visfatin调控家禽采食的分子机制,为完善家禽的食欲调控和能量平衡理论奠定基础。试验一基于转录组学研究Visfatin对雏鸡采食量的影响选取1日龄罗曼褐公雏72只,随机分为3个处理,每个处理设3个重复,每个重复8只鸡,常规日粮饲养至10日龄进行下丘脑导管埋置,术后恢复3天,通过脑室注射技术于雏鸡下丘脑部位分别注射0ng(对照,C)、40ng(低,LT)和400ng(高,HT)重组人内脂素(Human Recombinant Visfatin),记录注射Visfatin 60min后各重复组累积采食量并采集下丘脑组织;提取下丘脑总RNA,检测合格后构建转录组测序文库并运用Illumina HiSeq2500测序平台进行双末端测序;对原始测序数据进行过滤、质量评估后与参考基因组进行比对;通过分析基因表达量鉴定差异基因,筛选与采食调控密切相关的差异基因,并随机选取15个差异基因采用qRT-PCR进行验证;对所有差异基因进行GO和KEGG等相关生物信息学分析,进一步探究其功能。结果显示,与对照组相比,脑室注射Visfatin 60 min后雏鸡采食量显著升高(P<0.05),但高、低剂量处理组间采食量差异不显著(P>0.05);琼脂糖凝胶电泳、Agilent 2100检测等结果表明下丘脑样品RNA质量符合建库测序要求;Illumina测序共产生540174404条clean reads,共获得67.54Gb测序数据;质量评估结果表明RNA-Seq整体质量较好、准确度较高,满足进一步分析的要求;通过对差异表达基因的分析发现,处理组与对照组相比共获得差异基因406个,低剂量Visfatin处理较高剂量处理能引起雏鸡下丘脑更多的基因转录本发生变化;在筛选出的与采食调控密切相关的20个差异表达基因中,抑食因子POMC、GHRH、GHR、CCK、GLP-1R等基因显著下调,潜在促食欲的HCRT、VIP、ABAT和NPFFR2等基因显著上调;GO和KEGG富集分析结果表明,下丘脑差异表达基因多与细胞组分功能term相关,KEGG富集所得Pathway主要与信息处理相关,其中神经活性配体受体相互作用信号通路所富集到的差异基因最多;qRT-PCR结果表明,随机选取的15个差异基因中有13个与RNA-Seq的结果一致,证明转录组测序结果可靠。试验二基于代谢组学研究Visfatin对雏鸡采食量的影响由试验一可知,脑室注射低剂量Visfatin比高剂量可引起下丘脑中更多的基因表达量发生变化,提示我们两剂量间可能存在某一更适作用剂量,故本试验增设中间剂量组。沿用试验一中的设计思路和处理方法,本试验共分为C(0ng)、L(40ng)、M(200ng)、H(400ng)4个处理组,每组5个重复,每个重复1只鸡。脑室注射Visfatin60min后记录各组累积采食量并采集下丘脑组织,对下丘脑进行衍生化预处理后,通过Agilent 7890A/5975C GC-MS系统进行代谢组学检测;所得数据经过TIC检查和标准化处理后进行PCA分析,建立PLS-DA和OPLS-DA模型,并验证其可靠性;以VIP>1,P≤0.05为标准筛选差异代谢物并通过与数据库比对鉴定出各处理组间的差异性代谢物,对差异物进行相关性矩阵分析、热图分析和Pathway分析等。试验表明,脑室注射Visfatin 60min后M组和H组的雏鸡采食量与C组相比均显著升高(P<0.05),再次证明脑室注射Visfatin可以显著提高雏鸡采食量;通过对雏鸡下丘脑进行GC-MS代谢组学分析,在处理组与对照组间共鉴定获得74个差异性代谢物,富集到51条Pathway上;这些差异代谢物分别覆盖到糖、脂和蛋白质代谢中,其中,油酸酰胺(oleamide)、γ-氨基丁酸(GABA)、赖氨酸(lysine)等物质是Visfatin发挥促食作用的潜在标志代谢物;脑室注射Visfatin后下丘脑产生的差异性代谢物与蛋白质代谢和糖脂代谢有着密切的联系,其中脂肪酸生物合成通路被显著富集(FDR=0.0301);下丘脑中糖、氨基酸及游离脂肪酸等代谢产物的减少是脑室注射Visfatin引起雏鸡采食量增加的最主要的代谢水平变化内容。综上所述,脑室注射Visfatin可以显著提高雏鸡的采食量,且该作用不具有剂量依赖性;Visfatin发挥促食作用是通过降低POMC、GHRH、GHR、CCK、GLP-1R等抑食因子的表达,提高潜在促食因子HCRT、VIP、ABAT和NPFFR2等的表达而实现的;在代谢水平上,下丘脑营养物质代谢产物含量降低,改变动物机体内的能量稳态平衡是Visfatin对雏鸡发挥促食作用的主要途径之一,其中油酸酰胺(Oleamid)、γ-氨基丁酸(GABA)、赖氨酸(lysine)等物质是Visfatin发挥促食作用的潜在标志代谢物。