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牦牛(Bos grunniens)主要分布在青藏高原及其毗邻高海拔地区,以产肉和产奶为主。牦牛肉是当地牧民重要的动物性蛋白来源,但与普通牛肉相比,肌纤维较粗、肌内脂肪(IMF)沉积少而嫩度差。遗传对畜禽肉质性状有重要的影响,为了解析牦牛肉品质形成的转录调控机制,本研究以6月龄(M6,n=3)、30月龄(M30,n=3)和54月龄(M54,n=3)天祝白牦牛为研究对象,利用转录组(RNA-Seq)、同位素标记相对绝对定量蛋白质组学(Tandem Mass Tag,TMT)和荧光定量PCR(RT-qPCR)等方法,探究牦牛肌肉和IMF发育的转录调控机制,为发掘牦牛肌肉品质功能基因及分子育种应用提供理论依据。主要研究结果如下:1.天祝白牦牛6?30月龄生长速度较30?54月龄快;随年龄增长,肌肉剪切力值、IMF含量显著增加,且肌纤维直径显著增大(P<0.05或P<0.01)。2.不同年龄天祝白牦牛背最长肌RNA-Seq分析,M6 vs M30、M30 vs M54和M6vs M54组分别鉴定到1576个、124个和1407个差异表达基因(DEGs)(P-adjust<0.05&|log2FC|>=1);STEM(Short Time-series Expression Miner)时序性表达分析得到上调和下调DEGs分别为783个和747个,分别显著富集于393个和86个GO条目,包括多个与肌肉发育和脂质代谢相关GO条目;KEGG富集分析表明上调和下调DEGs分别富集在64个和16个信号通路中,包括PI3K-Akt、FoxO、PPAR等与肌肉发育和脂质代谢相关的信号通路;基因功能和通路分析,上调DEGs鉴定到7个肌肉发育(MSTN、IGF1、IGFBP5、IGFBP6、MYL1、MYL3、TNNT1)和4个脂肪沉积(ADIPOQ、FABP4、PLIN1、LPL)候选基因,下调DEGs鉴定到7个肌肉发育(IGF2、IGF1R、IGFBP1、IGFBP2、FOXO1、FOXO3、FBXO32)和6个脂肪沉积(ACSL4、STAT5A、ACACB、LPIN1、PPARδ、ADIPOR1)候选基因;随机选取的14个DEGs的RT-qPCR验证结果与测序结果一致。3.不同年龄天祝白牦牛背最长肌TMT分析,共鉴定获得17708条多肽和4770个阳性表达蛋白,M6 vs M30、M30 vs M54和M6 vs M54组分别获得424个、139个和475个差异蛋白(DEPs)(Fold change≥1.2或≤0.8和P<0.05标准);其中上调和下调DEPs分别为216个和460个,且分别显著富集于153个和330个GO条目,包括发育、肌肉肥大负向调节、磷脂分解代谢、脂质储存、脂质代谢和脂肪酸代谢等多个与肌肉发育和脂质代谢相关GO条目;KEGG富集表明上调DEPs显著富集在补体途径、金黄色葡萄球菌感染和甲状腺激素合成等12个信号通路中,下调差异蛋白显著富集在氧化磷酸化和帕金森病等18个信号通路,包括心肌收缩、ECM受体相互作用及脂肪酸代谢、脂肪酸降解、脂肪酸延长等与生长发育和脂肪酸代谢相关通路;蛋白功能和通路分析鉴定了11个生长发育(MYL3、MYLK2、MyBP-C、MyBP-H、MYL9、MYH10、MYH13、TPM1、CFL1、CSRP1、CSRP3)和14个脂肪酸代谢和脂肪沉积(HADHA、HADHB、HADH、ACADM、ACADVL、ACADSB、ACAD8、FASN、CD36、FABP3、HSPB1、HSPB6、HSPB7、HSPB8)相关DEPs;蛋白互作网络分析发现,MYL3、MYL9、MYH10、MYLK2、TPM1及CD36、HADH、HADHA、HADHB、ACADM、ACADVL、FABP3等分别处于肌肉发育和脂肪沉积相关蛋白网络重要节点位置,可能是调控牦牛肌肉生长和IMF沉积的重要蛋白。本研究在阐明天祝白牦牛生长发育及肌肉品质变化规律的基础上,通过转录组和蛋白组分析,获得PI3K-Akt、心肌收缩、FoxO及PPAR等多个与肌肉发育和脂肪沉积相关的信号通路;鉴定了MSTN、IGF1、MYL1、IGFBP1、FOXO1、MYL3、MYL9、MYH10等25个与牦牛肌肉发育相关基因和蛋白,ADIPOQ、FABP4、PLIN1、LPL、HADHA、ACADM、FASN、CD36、FABP3、HSPB1等24个与IMF沉积相关的基因和蛋白。研究结果为阐明天祝白牦牛肌肉发育和IMF沉积的分子机制提供了基础数据。