【摘 要】
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温度应激是影响牛生产性能和繁殖效率的重要因素。了解牛温度适应的潜在机制对养牛业至关重要。本研究利用基因组选择信号方法筛选与牛冷适应有关的候选基因,分析了候选基因在牛中的遗传变异、转录调控,探讨了候选基因调控牛冷适应的分子机制。研究结果将为开展牛冷适应调控的机制研究提供参考。1.借助牛高密度777K SNP芯片,利用FLK和hap FLK方法分析南方和北方牛品种与温度适应有关的基因组选择信号,结果表
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温度应激是影响牛生产性能和繁殖效率的重要因素。了解牛温度适应的潜在机制对养牛业至关重要。本研究利用基因组选择信号方法筛选与牛冷适应有关的候选基因,分析了候选基因在牛中的遗传变异、转录调控,探讨了候选基因调控牛冷适应的分子机制。研究结果将为开展牛冷适应调控的机制研究提供参考。1.借助牛高密度777K SNP芯片,利用FLK和hap FLK方法分析南方和北方牛品种与温度适应有关的基因组选择信号,结果表明ZC3H10所在区域受到强烈正选择,提示ZC3H10参与调节牛的冷适应能力。2.以荷斯坦牛为模型,探讨ZC3H10的遗传变异及其转录调控机制。PCR测序和双荧光素酶报告结果显示,ZC3H10基因5’-调控区存在两个SNPs（g.-4098G＞A、g.-3409 C＞A）,其单倍型对启动子活性无显著影响（P＞0.05）,提示遗传变异存在品种差异,还需进一步分析其它地方牛群体的遗传变异及其特性。3.采用RT-PCR方法检测了ZC3H10在牛各组织中的表达水平,发现ZC3H10基因在牛的脾和肺组织中高表达,提示ZC3H10可能参与免疫反应。为分析低温对ZC3H10表达的影响,对胎牛成纤维细胞（BFF）进行低温培养。RT-q PCR结果表明,与38℃正常培养条件相比,28℃培养4 h的BFF中ZC3H10的表达显著上调（P＜0.05）,提示ZC3H10基因在调控牛冷适应过程中发挥作用。4.为探索ZC3H10在调节冷适应过程中可能发挥的作用,使用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在BFF上构建了ZC3H10基因敲除模型。28℃低温处理4 h,实验设计WT（野生未处理）、KO(ZC3H10-/-未处理)、WT＿LT（野生低温处理）、KO＿LT(ZC3H10-/-低温处理)4个分组,对转录组测序数据分析发现,差异表达基因参与免疫相关通路,提示ZC3H10可能通过部分免疫相关通路调控冷应激反应。此外,发现部分参与PPAR信号通路,且与糖脂代谢、产热调节等有关的差异表达基因,并通过RT-q PCR部分基因表达水平进行验证。结果表明,在低温条件下,ZC3H10可能通过PPAR信号通路调控糖脂代谢、脂质转运相关基因（PLTP、APOA1等）来调节牛的产热能力,进而调节牛对低温环境的适应能力。本研究主要结论为:ZC3H10可能通过免疫相关通路参与冷应激反应;ZC3H10可能通过PPAR信号通路调控糖脂代谢、脂质转运相关基因（PLTP、APOA1等）,进而调节牛对低温环境的适应能力。
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