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双峰驼具有较强的环境适应能力,是我国荒漠地区的重要畜种。近年来,随着我国消费市场对骆驼产品需求的增加,骆驼数量逐年上升。内蒙古阿拉善盟约93%的地表为沙漠、戈壁和荒漠草原,阿拉善双峰驼约占当地大牲畜的65%、全国骆驼总数的30.3%;且骆驼大多为自然放牧,可为市场提供天然优质的蛋白质资源,同时也能极大地带动当地的经济发展和牧民的致富热情。然而,荒漠地区自然环境复杂多变,营养限制与补偿生长是骆驼在实际生产当中的切实问题,而脂肪沉积与肌肉生长直接决定着肉制品的价值,是驼肉生产过程中的重要经济性状。因此,探究营养限制与补偿对驼肉脂肪沉积和肌肉生长影响的分子机制,并筛选出关键影响因子,有助于人们了解和掌握驼肉生长的调控规律,将为今后我国驼肉产业的发展提供参考依据。本研究基于RNA-seq转录组测序和LC-MS非靶向代谢组技术,选取6峰阿拉善双峰驼,经历正常饮食期（a）、禁食期（b）和恢复饮食期（c）,并在各时期分别采集前驼峰（F）、后驼峰（H）、皮下脂肪（S）与股二头肌（M）,进行转录组和代谢组测序以及生物信息学分析,揭示各组织在营养限制与补偿过程中的分子调控模式,筛选出与脂肪沉积和肌肉生长相关的候选基因与标志代谢物,并通过Real-time PCR与表型试验验证,为人们最终揭示驼肉脂肪沉积和肌肉生长的分子机制提供参考依据。本研究具体结果如下:1.将各组织正常期到禁食期（ab）以及禁食期到恢复期（bc）的差异基因与差异代谢物分别取交集,筛选出禁食前后均发生显著变化的基因与代谢物,前驼峰、后驼峰、皮下脂肪和肌肉组织的差异基因分别为375、464个、64个和417个,差异代谢物分别为112、117、93和114个;这些差异基因和差异代谢物参与了营养限制与补偿的全过程。2.将差异基因进行富集分析,根据基因功能注释和富集结果,前驼峰、后驼峰、皮下脂肪和肌肉组织分别筛选出脂肪沉积相关基因15（ELOVL5、SCD、HSD17B12、ELOVL6、ELOVL2、FOXO3、CREB3L3、LEP、ACACA、LPL、PPARA、PPARG、EHHADH、PLB1、FASN）、17（FADS2、SCD、CPT1B、LPL、PPARA、PPARG、EHHADH、ELOVL5、HSD17B12、FASN、CREB3L3、LEP、AGPAT2、ACADSB、ELOVL6、ACACA、ADCY5）、6（FASN、ACACA、LEP、SCD、ELOVL6、LPL）和7（CPT1A、EHHADH、GALC、NEU3、HACD1、PNPLA2、LOC102522750）个,主要涉及脂肪酸氧化、脂质代谢以及脂肪酸的合成等代谢过程;此外,肌肉组织共筛选出16个与肌肉生长相关基因（GDNF、MYL1、TMOD4、CHRNA1、HOMER1、PGAM2、LOC102510524、LOC106728840、LOC102505376、LOC102508086、TRIB1、HMOX1、FBXO32、MSTN、ACTN3、MYOD1）,这些基因参与了肌肉细胞生长与萎缩以及肌动蛋白细胞骨架导等生物过程。各组织中候选基因的上下调变化提示,在禁食阶段,前驼峰、后驼峰、皮下脂肪与肌肉组织中脂肪沉积过程受阻,而脂肪酸氧化过程增强,同时肌肉组织的生长受到抑制。3.将差异代谢物进行富集分析,前驼峰、后驼峰以及皮下脂肪分别筛选出脂肪沉积标志代谢物12（胆酸、甘油磷酸酯、胆碱、顺式十八碳-9-烯酸、甘氨酸、甘氨鹅脱氧胆酸、孕烯醇酮、二十二烯酸、二十二碳六烯酸、棕榈油酸、甘草酸、皮质醇）、15（胆酸、6-酮前列腺素E1、顺式十八碳-9-烯酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺酸、孕烯醇酮、脱氧可的松、19-羟基雄甾-4-烯-3,17-二酮、乙醇胺磷酸酯、亚油酸、γ-亚麻酸、二十二碳六烯酸、肾上腺酮、甘氨酸、磷酸胆碱）、12（胆酸、5Β-雄甾烷-17Β-醇-3-酮、6-酮前列腺素E1、甘氨酸、顺式十八碳-9-烯酸、甘氨鹅脱氧胆酸、脱氧可的松、孕烯醇酮、亚油酸、γ-亚麻酸、L-丝氨酸、二十二碳六烯酸）个,肌肉组织中筛选出脂肪沉积标志代谢物12个（菜油甾醇、胆酸、甘氨酸、5Β-雄甾烷-17Β-醇-3-酮、棕榈酸、顺式十八碳-9-烯酸、甘氨鹅脱氧胆酸、磷酸胆碱、L-丝氨酸、肾上腺酮、脱氧可的松、胆碱）,肌肉生长标志代谢物6个（L-天冬氨酸、腺苷-3’-5’-环磷酸、顺式十八碳-9-烯酸、孕酮、丝氨酸、谷胱甘肽）。这些代谢物涉及脂质代谢、氨基酸代谢、碳水化合物代谢、其他次级代谢产物的生物合成及能量代谢等通路过程。各组织中标志代谢物的上下调变化表明,禁食期前驼峰、后驼峰和皮下脂肪分解过程加速且部分抗炎因子增加,肌肉组织脂肪酸氧化加速,且细胞生长受阻。4.为了探究补偿生长后,各组织脂肪沉积与肌肉生长变化规律,我们将各组织a与c期之间的差异基因与代谢物进行功能和富集分析。结果表明,补偿生长前后,前驼峰、后驼峰、皮下脂肪和肌肉组织中分别有7（ELOVL6、ELOVL5、ELOVL3、FABP3、FADS2、SCD、LPL）、5（ELOVL3、ELOVL6、ACOT7、PDE3B、LIPE）、3（FASN、ACACA、SCD）、9（ACSL6、FABP3、PLIN2、SCD、ELOVL6、ITGA4、LPAR2、IQGAP3、MYLK4）个候选基因与脂肪沉积和肌肉生长有关,这些候选基因的上下调变化有利于c期各组织的脂肪沉积与肌肉生长;此外,前驼峰、后驼峰、皮下脂肪和肌肉组织中也分别筛选出8（棕榈油酸、胆碱、胆酸、甘氨酸、甘氨鹅脱氧胆酸、肾上腺酮、孕烯醇酮、磷酸胆碱）、8（肾上腺酮、顺式十八碳-9-烯酸、胆酸、甘氨酸、甘氨鹅脱氧胆酸、孕烯醇酮、脱氧可的松、甘油磷酸酯）、8（顺式十八碳-9-烯酸、胆酸、甘氨酸、甘氨鹅脱氧胆酸、花生四烯酸、6-酮前列腺素E1、亚油酸、5Β-雄甾烷-17Β-醇-3-酮）和7个（胆酸、甘氨酸、磷酸胆碱、L-天冬氨酸、3’-5’-环磷酸腺苷、菜油甾醇、皮质酮）与脂肪沉积和肌肉生长相关的标志代谢物,这些标志代谢物的上下调变化有利于恢复期的脂肪沉积和肌肉生长。提示补偿生长可能利于双峰驼脂肪沉积与肌肉细胞生长。5.Real-time PCR相对定量与表型试验数据表明,禁食期骆驼脂解增加,且介导了可逆的胰岛素反应过程,前驼峰与后驼峰胰岛素抵抗,而肌肉组织胰岛素敏感性增强,推测这一现象可能有助于骆驼更好的抵御饥饿。本研究采用转录组与代谢物组方法,结合Real-time PCR技术和表型试验,通过微观分子与宏观表型数据相互验证,不仅筛选出骆驼脂肪沉积与肌肉生长相关候选基因和标志代谢物,还进一步揭示了骆驼禁食期存在可逆的胰岛素抵抗现象,将为最终揭示驼肉脂肪沉积和肌肉生长的分子机制奠定基础。