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沙葱及其提取物可以提高羊肉的品质,改善羊肉的风味,为了探究其作用机制,本研究以杜寒杂交肉羊为研究对象,通过在日粮中添加沙葱水提取物,研究羊肌肉和脂肪组织产生的变化。首先测定并比较了羊肌肉和脂肪组织中脂肪酸组成的变化,再对两种组织分别进行了全基因组甲基化和转录组测序,利用生物信息学方法分析并比较了沙葱水提物对羊肌肉和脂肪的表观遗传影响,最后构建了肉羊肌肉和脂肪组织的表观遗传调控网络,对差异甲基化与转录组基因进行了联合分析,并结合部分验证结果,以揭示沙葱水提物对羊肉品质的影响机理;同时也为肉羊肌肉和脂肪组织及两者间的分子差异提供了完整的基因数据,其结果为羊肉品质、分子育种等方面的深入研究提供了理论依据,具有重要的实际应用价值。本论文共有5个试验,试验前期通过水浸提法又经冻干获得了沙葱水提物,随后进行了动物试验。试验选用30只体况良好、4.5月龄、体重35kg左右的杜寒杂交羊,随机分为2个组,每组15只。对照组饲喂基础日粮,试验组在基础日粮中添加沙葱水溶性提取物（3.4g/天/只）。试验期共75 d,其中预试期15 d,正式试验期60 d。试验结束后,测定每只肉羊的初始体重和宰前体重,进行比较分析;每组随机屠宰6只羊,采集背最长肌和皮下脂肪,分别测定两组织中脂肪酸的组成与含量;选择6只羊（试验和对照组各3只）的肌肉和脂肪组织,用12个样本进行转录组测序,8个样本进行全基因组甲基化测序。研究结果如下:1.沙葱水提物对杜寒杂交羊生长性能无显著影响,但可以降低肉羊背最长肌中C18:2n6c的含量,对皮下脂肪组织的C15:1、C17:0、C18:0、C18:3n3、C23:0、C18:1n9c、C18:2n6c、C18:3n6和PUFA等多种脂肪酸的含量产生了不同程度的影响。2.对肌肉影响的分析结果显示,沙葱水提物使杜寒杂交羊肌肉组织的甲基化水平明显降低,引起肉羊肌肉组织中共产生了5,019个差异甲基化区域（DMR）;对这些DMRs相关基因进行富集分析,发现沙葱水提物可以促进肌肉组织中与细胞和代谢进程有关的基因功能,参与MAPK、钙信号等信号通路。在转录组上,沙葱水提物使肌肉组织共产生了4,694个差异表达的mRNA,其中2,703个上调,1,991个下调,共涉及3,092个差异表达基因（DEG）;鉴定出1,412个差异表达的lncRNA,其中687个表达上调和725个表达下调;对这些差异表达的转录本进行富集,发现沙葱水提物增强了羊肌肉组织中的与代谢过程、蛋白质结合、离子结合等基因功能,参与脂肪酸代谢、三羧酸循环以及一些与代谢和信号传导相关的信号通路。3.对脂肪影响的结果显示,沙葱水提物使肉羊脂肪组织全基因组DNA甲基化水平升高,使脂肪组织产生了 19,983个DMRs,这些DMRs的相关基因促进了脂肪组织中与结合、蛋白质结合以及代谢相关的基因功能,参与Rap1、P13K-Akt和其他一些信号通路。转录组中,产生了4,694个差异表达的mRNA,其中2703个表达上调,1,991个表达下调,与2,842个DEGs相关;鉴定出1412个差异表达的lncRNA,其中842个表达上调,725个表达下调;DEGs与差异表达的lncRNA的富集结果都显示沙葱水提物增强了脂肪组织中与结合和代谢相关的基因功能,参与脂肪酸代谢通路。4.对肌肉和脂肪组织间的差异影响结果显示,沙葱水提物缩小了肉羊肌肉和脂肪组织的分子差异,使两组织间的DMR相关基因从2,826个增长到了6,226个,而差异表达的mRNA从107个减少至3个,差异表达的lncRNA从9个减少成为1个;对此现象进一步做富集分析,发现沙葱引起的组织差异主要集中在泛素介导的蛋白水解、Rap1信号传导途径、MAPK信号传导途径、黏着斑、肌动蛋白细胞骨架调节和细胞增殖等方面。5.将全基因组甲基化和转录组进行联合分析,构建由甲基化和lncRNA共调控的表观遗传调控网络,结果显示,两组织间差异甲基化和lncRNA的靶基因显著富集在ATP结合、泛素化、蛋白激酶结合、细胞增殖调控和各种信号通路中;差异甲基化区域的靶点主要参与双链RNA相关功能中,而差异表达的lncRNA的靶基因显著富集在了组织特异性的注释,例如高尔基膜和肌肉的内质网以及脂肪的氧化磷酸化代谢途径。肌肉表观遗传调控网络中显示,MAPKAP1、FOXP2、STXBP5和WDR17等基因受相同的lncRNA调控;脂肪的表观遗传调控网络中也出现了类似结果,由相同lncRNA调控不同基因,涉及的共调控基因与胰岛素的分泌有关,如PDPK1,ATP1A2,CACNA1S和CAMK2D。综合以上分析,并结合部分功能基因MYOZ1、PDLIM5、LMO7和TFRC的验证结果表明,沙葱水提物可以影响羊肌肉和脂肪组织的表观遗传特征,使两种组织中不同靶基因分别产生相同的表观遗传作用,从而影响到肉羊肌肉的发育,改变肌纤维类型,并通过各种差异基因的调控减少组织间差异,增强肌肉和脂肪细胞的联络,影响细胞的分化和迁移,进而改变脂肪的分布和其在肌肉中的沉积,再经胰岛素途径调节不同组织内脂肪酸的组成和含量,最终使羊肉的品质和风味产生了改变。