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哺乳期及断奶后饲喂不同日粮仔猪小肠发育全基因组表达谱研究

孙云子  
【摘要】: 为了探讨哺乳期和断奶后饲喂不同日粮的仔猪小肠发育的分子机制,本研究利用猪全基因组表达谱芯片进行两个试验,分析不同生长发育阶段仔猪小肠全基因组转录谱的变化,并对差异表达基因进行不同层次的数据挖掘。结果如下: 试验一哺乳仔猪小肠发育全基因组转录谱研究 仔猪小肠发育对动物的生长具有重要意义。本试验利用猪表达谱芯片,检测大约克哺乳仔猪(出生0d,3d,8d,14d和21d)肠道转录谱变化,结果如下: 1、全基因组转录谱芯片(PGA)分析结果:序列试验基因表达模式分析(STC)得到80个表达模式,其中模式66和13达极显著水平(p<0.01),提示哺乳阶段仔猪小肠发育与这些模式所属基因差异表达有关。 2、对6个差异表达基因进行qRT-PCR验证结果:两种实验方法检测结果均为正相关,相关系数为0.934±0.025,表明本研究结果准确可靠,检测数据能够真实反映基因的表达变化规律。 3、上调模式66所属基因Gene Ontology(GO)分析结果:该簇基因涉及的显著生物学过程(BP)主要有细胞周期及促进真菌类细胞壁的形成等(p<0.01)。下调模式13所属基因GO分析发现,该簇基因涉及的显著BP主要有维生素及离子转运等(p<0.01)。提示这些生物学过程对新生仔猪肠道发育具有重要意义。 4、通径分析结果:差异表达基因主要涉及细胞色素参与的外源物质代谢及亚麻油酸代谢等通路发生了扰动,从一定程度上揭示了肠道发育过程的分子基础。 5、基因共表达网络构建和分析:调控网络的构建从一定程度上反映了肠道发育过程的复杂性,同时还鉴定出20个在网络中具有重要调控能力的基因,建议作为对肠道发育具有重要影响和研究价值的种子基因进行深入研究。 试验二不同蛋白源对断奶仔猪小肠全基因组转录谱的影响 断奶日粮对仔猪小肠发育的影响是显著的。为了探讨不同蛋白源日粮对仔猪小肠发育影响的差异,本试验利用猪表达谱芯片,检测不同蛋白源日粮下断奶仔猪(断奶0d,3d,8d和14d)小肠转录谱,结果如下: 1、PGA结果:乳源蛋白替代30%总蛋白组(处理1)获得370个差异表达基因。STC分析得到26个显著模式中,模式5和11显著性水平最高(p<0.01),全植物蛋白日粮处理(处理2)获得263个差异表达基因。STC分析得到26个主流模式,其中模式3和22显著水平最高(p<0.01)。提示不同蛋白源日粮对小肠的影响和这些模式所属基因差异表达相关。 2、分别对6个差异表达基因进行qRT-PCR验证结果:芯片结果和qRT-PCR结果均为正相关,相关系数分别为0.902±0.023和0.855±0.036。表明本研究结果准确可靠,检测数据能够真实反映基因的表达变化规律。 3、GO分析结果:乳源蛋白组模式5所属基因涉及的显著BP包括提高细胞内钙离子浓度等,模式11所属基因涉及的显著BP有对外加营养刺激的反应等(p<0.01)。在植物蛋白组中,模式3所属基因涉及的显著BP主要有正向调节平滑肌收缩等,模式22所属基因涉及外皮细胞的生长等分子事件(p<0.01)。提示不同断奶日粮下,差异基因主要体现了这些生物学过程。 4、通径分析结果:不同蛋白源日粮组转录谱差异表达基因参与的信号通路相似,主要显著通路有PPAR信号通路、氨基糖代谢、T细胞受体信号通路以及脂肪代谢等通路(p<0.01)。提示这些通路对断奶后小肠发育具有重要意义。 5、基因共表达网络构建和分析:基因共表达网络一定程度上揭示了不同蛋白源日粮对肠道发育影响的明显差异。同时分别鉴定出12个和9个在两个处理调控网络中具有重要影响力基因以及9个在两个处理中的网络调控地位发生改变的共表达基因。建议可作为影响不同蛋白源日粮下肠道发育关键基因进行研究。 本研究筛选出了对仔猪肠道发育可能具有重要影响和研究价值的基因,初步揭示了生长发育过程中肠细胞基因表达的规律、互作关系以及不同蛋白源日粮下肠道发育差异的分子基础。


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