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脂肪沉积影响鸡肉质的诸多方面,如,多汁性,风味,口味等。本研究的目的是在已有的脂肪性状研究的基础上进一步鸡脂肪发育特定基因的功能。为了达到本目标目的,本实验用芯片分析8周龄快速生长鸡(白羽洛克鸡)和8周龄慢速生长鸡(杏花鸡)在肝脏和下丘脑组织中全基因组的表达差异基因。cDNA芯片分析可以用于构建基因组表达谱,同时可以鉴定肝脏和下丘脑组织中控制8周龄快速生长和慢速生长的表达差异候选基因。基因表达数据利用Partek GS6.4 Affymetrix Genechip(R) Chicken Genome Arrays进行聚类分析,32,773个转录本(fold change>1.8)被显著性的定位到(P<0.05)。当比较快速生长鸡和慢速生长鸡的表达基因时,大于400和102个表达差异的基因被分别定位到肝脏和下丘脑组织中(P<0.05, fold change>2)。本研究发现表达差异参与脂肪代谢的基因SULT1B1,ACSBG2,PNPLA3,LPL和AOAH,碳水化化合物代谢基因MGAT4B,XYLB,GBE1,PGM1,HKDC1,胆固醇生物合成基因FDPS,LSS,HMGCR,NSDHL,DHCR24,IDI1,ME1 and HSD17B7。其他代谢过程的基因CYP1A4,CYP1A1,similar to aldose reductase,AKR1B1,CYP4V2,DDO,N4BP2L1。另外,在杏花鸡中基因FRZB、DDT、DMD、FUT8、CYP2C45、DHRSX、M1CAL1、CYP2C18分别与多细胞生物发育、免疫应答、DNA合成、黑色素生物合成过程、肌肉器官发育、转化生长因子beta受体信号通路以及氧化还原反应相关。另外,基因GCNT2、ELOVL6,、FASN在乙二醇代谢、类固醇生物合成、脂肪酸生物合成在本研究中被发现,这些都可能在鸡脂肪的发育中发挥着重要的作用。
为了进一步了解生物过程和代谢通路之间的关系和动力,本研究利用基于生物过程的基因本体(Gene ontology,GO)方法来分析生物通路和生物过程之间的关系。一些代谢通路被鉴定为是影响脂肪生物合成重要的候选代谢通路,包括鞘糖脂生物合成、新乳糖系列、甾类生物合成、甘油磷脂代谢、果糖和甘露糖代谢、半乳糖代谢、脂肪酸生物合成、多不饱和脂肪酸生物合成、戊糖和葡糖醛酸酯互换反应、糖酵解和糖生成反应、N聚糖代谢和淀粉蔗糖代谢。这些通路可能是导致快速和慢速生长鸡脂肪沉积的差异通路,值得进一步研究。
下丘脑只有一个显著表达差异的候选基因(P20K)在慢速生长鸡的脂肪代谢中被发现,这个基因可能在脂肪形成过程中发挥着重要的作用。VEGF信号通路、MAPK信号通路、alpha亚油酸代谢、脂肪代谢、甘油磷脂代谢、ErbB信号通路和Wnt信号通路通过KEGG通路数据库被定位到。其中基因SULT1B1,LPL,ELOVL6,ACSBG2,CD5,FADS1,PNPLA3,GAPDH,BEAN,SLC22A2,DDT,PLA2G12A和18S基因的表达差异通过实时定量PCR确认。
从4个脂类代谢的候选基因ACSBG2,FASN,ELOVL6和DDT中挑选6个SNP与脂肪性状进行关联分析。其中ACSBG2基因SNP位点G1257069A与腹脂重极显著关联(P<0.01),与腹脂率和屠体率显著关联(P<0.05)。ACSBG2基因SNP位点T1247123C与腹脂重显著关联(P<0.05)。FASN基因SNP位点G4928024A与脂肪带宽极显著关联(P<0.01),与腹脂率、屠体率和腹脂屠体率显著关联。FASN基因位点C4930169T与腹脂重显著关联(P<0.05)。ELOVL6l基因SNP位点A59539099G与皮下脂肪显著关联(P<0.05),此基因在脂肪形成过程中起主要作用。DDT基因的SNP位点A8378815G被发现与屠体重、脂肪带宽、半净膛重、全净膛重以及腿重显著关联(P<0.05),与翅膀重极显著关联(P<0.01)。
总之,我们认为生长速度不同的两种鸡的基因不同表达在脂肪发育阶段。这两种鸡的不同之处关键在于与脂肪相关的基因。