肉鸡冷应激相关基因的mRNA表达谱分析及差异表达基因的研究

来源 :东北农业大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:gxy97
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冷应激是高寒地区的主要应激源,严重制约着畜牧业的发展。目前,人们普遍从激素水平来研究冷应激对动物的影响,但不同动物或同一动物所处的生长阶段不同,激素水平亦不相同,且激素含量容易受到取样方式、抓捕方式等外界因素的影响。因此,用激素水平作为评价动物受应激的影响,结果并不十分准确。本试验选择48只3周龄的AA肉鸡,随机分为3个处理组和1个对照组,每组设有4个重复。其中,处理组1:降温幅度为7℃连续处理6h;处理组2:降温幅度为7℃连续处理3h,处理组3:降温幅度为5℃连续处理6h,3个处理组的处理周期为1周。运用高通量测序技术筛选出与肉鸡慢性冷应激相关的特异性基因,分析基因功能,并利用荧光定量PCR技术进一步分析,不同冷刺激条件下,冷刺激相关基因在肉鸡组织中的表达规律。研究结果表明:1)通过Solexa(?)序,我们得到15779个差异表达的tag,通过与鸡的基因组数据库进行比对,具有生物学意义的差异表达基因共有4721个,其中有992个上调表达,有3088个下调表达,仅在对照组中表达的基因有469个,仅在试验组中表达的基因有172个。2)GO分析结果表明,差异表达基因主要分布于部分细胞、细胞器、突触以及膜性细胞器等11个细胞组件中:差异表达基因在结合、催化活性、分子传感器、转运活性、核酸结合转录因子活性等12个分子功能方面显著富集:这些差异表达基因主要参与细胞过程、发展过程、生物调节及代谢等23个生物过程。3) Pathway分析结果表明,差异表达基因主要富集在癌症途径、MAPK信号通路、氧化磷酸化通路、细胞凋亡通路及PPAR信号通路等39个通路中。4)冷应激时,处理组1中,心脏和肾脏中HSP70基因的相对表达量显著高于其它各组织(P<0.05)。处理组2中,肾脏中HSP70基因的相对表达量显著高于其它各组织(P<0.05),心脏中HSP70基因的相对表达量显著高于肝脏、脾脏、肺和十二指肠(P<0.05)。处理组3中,十二指肠中HSP70基因的相对表达量显著高于其它各组织(P<0.05)。对照组肉鸡心脏、肝脏、脾脏和肺中HSP70基因的相对表达量显著高于所有冷刺激处理组(P<0.05),降温5℃处理6h条件下,肉鸡十二指肠中的HSP70基因与对照组相比显著升高(P<0.05)。当降温幅度均为7℃,冷刺激持续时间分别为6h和3h条件下,HSP70基因在心脏、脾脏、肾脏和十二指肠中的相对表达量呈现增加的趋势,但肝脏和肺中HSP70基因相对表达量呈现下降趋势。当冷刺激持续时间相同时,降温幅度分别为7℃和5℃条件下,除了心脏和肾脏中HSP70基因相对表达呈现下降的趋势外,其它各组织中的HSP70基因相对表达量均呈现不同程度的增加。5)冷应激时,处理组1中,十二指肠Fas基因的相对表达量显著高于其它组织(P<0.05)。肝脏中Fas基因的相对表达量显著高于心脏、肺和肾脏(P<0.05)。处理组2中,肺和十二指肠Fas基因的相对表达量显著高于其它组织(P<0.05),肝脏中Fas基因的相对表达量显著高于脾脏(P<0.05)。处理组3中,十二指肠Fas基因的相对表达量显著高于其它组织(P<0.05)。对照组肉鸡心脏、肝脏、脾脏和肺中Fas基因的相对表达量显著高于所有冷刺激处理组(P<0.05)。当降温幅度均为7℃时,冷刺激持续时间分别为6h和3h条件下,Fas基因在心脏、脾脏、肺和肾脏中的相对表达量呈现增加趋势,肝脏和十二指肠中Fas基因的相对表达量呈现下降趋势。当冷刺激持续时间相同时,降温幅度分别为7℃和5℃条件下,除了肝脏中Fas基因的相对表达量呈现出下降的趋势外,其它各组织中Fas基因的表达均增加。6)冷应激时,处理组1中,肝脏中PPAR-α基因的相对表达量显著高于其它各组织(P<0.05),心脏和肾脏中PPAR-α基因的相对表达量显著高于脾脏和肺(P<0.05)。处理组2和3中,肝脏和肾脏中PPAR-α基因的相对表达量显著高于其它各组织(P<0.05),心脏和十二指肠中PPAR-α基因的相对表达量显著高于脾脏和肺(P<0.05)。对照组肉鸡肝脏、肺和肾脏中PPAR-α基因的相对表达量显著高于各冷刺激处理组(P<0.05)。当降温幅度均为7℃时,冷刺激时间分别为6h和3h条件下,心脏和肝脏中PPAR-α基因的相对表达量呈现增加的趋势,脾脏、肺、肾脏和十二指肠中PPAR-α基因的相对表达量呈现下降的趋势。当冷刺激的持续时间相同时,降温幅度分别为7℃和5℃条件下,除了肝脏中PPAR-α基因的相对表达量呈现出增加的趋势,其它各组织中的PPAR-α基因相对表达量均呈现下降趋势。本试验运用新一代测序技术,筛选出与肉鸡冷应激相关的差异表达基因,证明冷应激是一种多基因共同调控的过程,这些基因主要富集在能量代谢、细胞凋亡以及PPAR信号通路等生物途径。并通过荧光定量PCR技术得出了HSP70、Fas(?)PPPAR-α基因在肉鸡不同组织中的表达规律,揭示了细胞凋亡和能量代谢途径在冷应激过程中发挥着重要作用,为研究慢性冷应激对肉鸡影响的分子机理奠定了基础。
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