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肉鸡早期生长发育规律尤其是生长拐点影响着肉鸡最佳上市时间和屠宰体重,进而影响着肉鸡产业的经济效益,而目前关于肉鸡早期生长发育规律遗传机理的研究却很少。DNA甲基化作为最常见的表观遗传修饰方式之一,在转录及转录后水平调控基因的表达,进而影响动物的生长发育,目前关于优质肉鸡早期生长过程中表观遗传调控机理的研究报道很少。因此本研究选取京海黄鸡生长拐点前(缓慢生长阶段)、生长拐点及拐点后(上市阶段),即对应4、12和16周龄三个特殊时间点的腿肌组织,采用转录组测序RNA-seq和全基因组甲基化测序BS-seq技术相结合,探索京海黄鸡早期生长过程中全基因组范围内基因表达水平的变化、DNA甲基化状态的变化以及DNA甲基对生长相关基因表达的调控机制,为揭示京海黄鸡生长发育规律的遗传机理以及优质肉鸡腿部肌纤维发育机制提供参考依据。主要研究结果如下:1.利用三种非线性模型对京海黄鸡0～25周龄生长发育数据进行生长曲线拟合,发现京海黄鸡生长曲线接近“S”型,且Logistic模型下计算的京海黄鸡生长拐点为11.48周龄,拐点体重为896.68g。2.对不同生长阶段京海黄鸡腿肌样本共9个(各阶段3个重复),进行转录组测序,每个样本最终获得了 8Gb(gigabases)以上的可用数据,共检测出15699个在腿肌中表达的基因,其中有14432个基因在4、12和16周龄中共同表达,而分别检测出59、724和633个基因在4周龄与12周龄(M4WvsM12W)、4周龄与16周龄(M4WvsM16W)以及12周龄与16周龄(M12WvsM16W)三组比较中差异表达(FC≥2,FDR<0.05),在这些差异表达的基因中,发现了 MYOD1、FBX032、CEBPB和FOX034个转录因子,以及鸡生长轴中的一些基因,如 GH、IGF2BP1、IGF2BP2、IGF2BP3、IGFBP3、IGFBP5 和 IGFBP7等生长相关的候选基因。3.对差异表达的基因进行GO和Pathway功能富集分析,发现差异表达基因显著富集于细胞增殖和分化、细胞迁移、细胞粘着和连接、细胞生长、骨骼肌肌纤维发育、肌肉器官发育和骨骼肌细胞分化等生长发育相关的生物过程(P<0.05),涉及到的基因包括MYOD1,IGFBP3,IGFBP5、1GFBP7和MYH10等已知的与生长发育相关的基因。在显著富集的信号通路中(P<0.05),发现了 5个与生长发育相关的信号通路,分别为粘着斑、细胞外基质受体互作、胰岛素信号通路、紧密连接和肌动蛋白细胞骨架调节,共有42个基因包含在这5个通路中,包括FGF2、FGF16、FN1、MYH10、MAPK9等,推测这些通路及基因在京海黄鸡早期的生长和腿肌发育过程中发挥着重要的调控作用。4.本研究通过BS-seq技术构建了京海黄鸡腿肌全基因组DNA甲基化图谱,并揭示了其DNA甲基化特征:mCpG为京海黄鸡基因组DNA甲基化主要方式,极少部分DNA甲基化发生在CHG和CHH序列上;CG类型甲基化位点侧翼序列不存在碱基偏好性,而非CG类型甲基化胞嘧啶位点的下游碱基以腺嘌呤(A)出现最多;CG位点甲基化水平在TSS附近显著下降、基因本体区显著升高,而非CG位点甲基化水平在TSS附近显著升高、基因本体区内显著下降;不同功能元件的甲基化水平分析中,启动子区和CpG岛的甲基化水平最低,CDS区和外显子的甲基化水平最高;各条染色体上的DNA甲基化水平及甲基化密度存在较大变化。5.不同生长阶段京海黄鸡甲基化组比较(M4W vs M12W、M4W vs M16W和M12W vsM16W),分别检测出2141、2260和1550个差异甲基化区域(DMR),分别涉及1022、1055和797个差异甲基化基因,其中分别有263、239和229个基因的差异甲基化发生在了启动子区。6.对启动子区差异甲基化基因进行功能富集分析,发现这些差异甲基化基因显著富集于转化生长因子β受体信号通路调控、细胞迁移和细胞增殖正调控、细胞分化和细胞增殖调控、骨骼系统发育、肌动蛋白细胞骨架组织、细胞黏附等生长相关的生物过程(P<0.05),以及转化生长因子β信号通路、细胞周期、溶酶体、核糖体、细胞黏附分子5个生长发育相关的信号通路(P<0.05),涉及到的基因包括BMP4和SMAD4等生长发育相关基因。7.将甲基化数据与转录组数据进行整合分析,发现大部分基因启动子区DNA甲基化与表达呈负相关,并且检测出26个启动子区差异甲基化且差异表达的基因,其中有20个基因启动子区甲基化变化与基因表达变化呈负相关关系,包括IGF2BP1和IGF2BP3两个已知的生长发育相关基因。通过BSP技术对IGF2BP1和IGF2BP3启动子区甲基化水平进行验证,并结合基因表达水平进行分析,发现BSP方法与BS-seq研究结果相一致,均显示IGF2BP1和IGF2BP3启动子区甲基化水平与基因表达水平呈负相关,因此推测IGF2BP1和IGF2BP3可能通过启动子DNA甲基化抑制其自身的表达,进而发挥对京海黄鸡生长发育的调控作用。