畜禽肌肉和脂肪发育的分子调控机制研究
猪肌内脂肪调控研究进展

随 着人 们 的消 费 水平 逐 渐提 高 ,对 猪 肉的 消 费需 求 已 由数 量 转 变 为品质 , 目前 评定 猪 肉 品质 的指 标 主要 有
候 选 基 因 。主要 表达 于心 肌 、骨骼 肌和 乳 腺 组织 ,其编 码 的心 型脂 肪 酸 结合 蛋 白在 细胞 内脂肪 酸 的 运输 过 程 中
系水力 、肉色 、p H 、风 味 和肌 内脂肪 含 量等 ,其 中肌 内 脂 肪含 量 在 很大程 度上 影 响着 猪 肉的 嫩度 、多汁 性 、风
味… 、大理石纹评分、失水率 和滴水损失等【 2 ] 指标 。猪肌
内脂 肪 含量 是 指沉 积 在某 块 肌 肉 内的肌 纤 维 间与肌 束 问
的脂 肪 含量 ,肌 内脂肪 含 量 的最 佳 范 围为 2 % ~3 % ,屠 宰 后 以大理 石 纹评 分 进 行度 量 ,活体 测 量 主要 使 用计 算
2 0 1 4 年第 1 1 期
猪 肌 内脂 肪 调 控 研 究进 展
黄 练 骆 璐 董春 霞
( 重 庆 市 动 物疫 病 预 防控 制 中心 . 蕾 l 序 4 0 1 1 2 0 )
摘
要 :猪肌 内脂肪含量在很大程度 上影响着猪 肉的嫩 度 、多汁性和风味 ,本 文在 简述猪肌 内脂肪含 量测定技 术的基础 上,
此 外 ,由于在 选 育过 程 中忽 视 了提 高 肌 内脂肪 含 量 ,更
含量显著高于 A a 基 因型。朱淑斌等 在姜曲海猪和苏姜
肌肉生长的分子调控机制

肌肉生长的分子调控机制肌肉生长是一种复杂的生物学过程,它受到多种分子调控机制的影响。
这些分子调控机制可以分为内源性和外源性两类。
内源性调控机制包括细胞信号传导途径、转录因子、基因表达和蛋白质合成等,而外源性调控机制则包括激素和营养物质的调节。
在本文中,我们将重点讨论这些调控机制在肌肉生长中的作用和相互关系。
细胞信号传导途径是肌肉生长的重要调控机制之一、其中最为重要的途径是I型IGF受体/PI3K/Akt/mTOR途径和II型IGF受体/ERK途径。
这些途径通过细胞膜上的受体激活,并向细胞核传递信号,促进肌肉细胞增殖和分化。
此外,TNF-α/NF-κB途径和TGF-β/Smad途径等也参与了肌肉生长的调控。
在细胞信号传导途径的调控下,一系列转录因子的表达和激活发挥着重要作用。
其中,骨骼肌特异性信号转导和调节蛋白(MRFs)家族是最为关键的一类转录因子,包括MyoD、Myf5、Myogenin和MRF4等。
这些转录因子通过与DNA结合,调控肌肉特异基因的转录和表达。
此外,其他一些转录因子如Myogenin调节因子(MRFs)和四头肌总体调节因子(QFAT)也对肌肉生长具有重要作用。
基因表达和蛋白质合成是肌肉生长调控的最终过程。
转录因子的活性通过基因表达调控因子(例如,SIRT1和HDAC4)的作用受到严格调控。
同时,一些miRNA分子也参与调控肌肉生长过程,例如miR-133和miR-1等可以抑制肌肉生长。
蛋白质合成则是肌肉生长最为直接的结果,其中最为重要的是骨骼肌蛋白质合成的增强和肌原纤维的形成。
外源性调控机制在肌肉生长中也起到重要作用。
激素是一类重要的外源因子,其中最为研究的激素是生长激素(GH)和睾酮。
生长激素通过I型IGF受体/PI3K/Akt/mTOR途径和II型IGF受体/ERK途径促进肌肉生长。
睾酮则通过与细胞膜受体结合,调节转录因子的表达和激活,以及蛋白质合成过程,促进肌肉生长。
此外,营养物质也是肌肉生长的重要调控因素。
动物肌肉生长调控因子基因和猪脂肪沉积调控基因的研究

动物肌肉生长调控因子基因和猪脂肪沉积调控基因的研究动物肌肉生长调控因子基因和猪脂肪沉积调控基因的研究随着人们对肉类品质和营养的要求越来越高,对动物肌肉生长调控因子基因和猪脂肪沉积调控基因的研究也变得越来越重要。
这些基因对于提高肌肉质量和减少脂肪积累至关重要,因此相关研究有助于改善人类食品供应和健康状况。
动物肌肉生长调控因子基因是影响肌肉发育和质量的关键因素。
其中,MyoD家族基因是一组在肌肉分化和生长中起重要作用的基因。
研究表明,MyoD基因的表达水平与肌肉生长速度和肌纤维数量密切相关。
此外,IGF基因家族也被发现与动物肌肉生长密切相关。
IGF-1是调控肌肉生长的重要因子,它作为一种促进蛋白质合成和细胞增殖的生长因子,能够增强肌肉细胞的增殖和分化能力。
研究人员通过基因编辑技术对这些调控基因进行研究,以探索它们如何影响动物的肌肉质量和生长速度。
许多研究利用转基因技术,将MyoD和IGF基因等有关肌肉生长的基因导入到动物的基因组中,以增强它们的肌肉质量。
另一方面,猪脂肪沉积调控基因的研究对于改善猪肉质量和减少脂肪积累也具有重要意义。
研究表明,猪脂肪沉积主要受到脂肪合成相关基因的调控。
例如,猪的FASN基因编码酸敏感脂肪酸合酶,该酶参与脂肪酸生物合成的关键步骤。
同时,研究还发现,CD36和LPL等基因在猪脂肪沉积中也起着重要的作用。
除基因调控外,环境因素如饮食和运动等也会对动物肌肉生长和脂肪沉积产生影响。
其中饮食成分特别重要,营养成分的摄取量和比例的不同都会影响动物肌肉和脂肪的沉积。
因此,合理的饲养管理和营养调整可以改善肉类品质。
综上所述,动物肌肉生长调控因子基因和猪脂肪沉积调控基因的研究对于改善肉类质量、提高肌肉生长速度、减少脂肪积累至关重要。
通过对这些基因调控机制的深入研究,人们可以提高动物的肌肉质量和生产效益,进一步改善人类的食品供应和健康状况。
未来的研究将集中在基因编辑技术和环境调控策略的应用,以优化猪肉质量和减少脂肪沉积,进一步满足人们对优质食品的需求综合上述研究,肉质量和生长速度是决定动物肌肉生长和脂肪沉积的重要因素。
猪肌内脂肪调控相关基因的研究进展

猪肌内脂肪调控相关基因的研究进展猪肌内脂肪调控相关基因的研究进展随着现代人生活水平的提高,猪肉品质越来越受到关注,不仅要求肉质鲜美,口感好,而且其要求符合绿色食品标准。
猪肉品质常用pH、肉色、大理石纹、肌内脂肪含量、滴水损失、嫩度、多汁性、风味等指标成功进行综合评定。
而猪肌内脂肪(IMF)含量是大蒜影响猪肉品质最重要的因素之一。
肌内脂肪作为一个重要的指标,它影响着肉品的嫩度、系水力、剪切力值、风味和多汁性。
肌内脂肪含量在2%~3%是一个理想标准,当肌内脂肪含量低于2%时,肉的软质和口感都较差;而高于3%时,则不再提高鱿鱼的风味。
目前的大多数商品猪肌内脂肪含量都低于理想标准,因此,加强肌内脂肪调控的研究越来越重要。
研究表明,遗传、营养、环境等对肌内脂肪沉积都有的影响,而基因政策收紧水平的调控对肌内脂肪沉积更是具有重要意义。
一、猪肌内脂肪沉积的生物学特点1.肌内脂肪的概述脂肪的生成可以分为两个主要就阶段:第八个阶段称为第二个决定性的阶段,主要就代谢物是间充质干细胞分化为前体脂肪细胞;第二个阶段通常称为终末分化,前体脂肪细胞形成明晰理清的脂肪细胞,这个过程主要取决于脂质转运和合成、胰岛素的敏感性和脂肪细胞特异性蛋白的分泌。
肌内脂肪是指沉积在肌肉内的脂肪,由肌内脂肪组织和肌纤维中的脂肪组成,主要包括存在于肌外膜、肌束膜和肌内膜上。
肌内脂肪组织由沿肌纤维方向排列的脂肪细胞组成,位于肌束间隙,脂肪细胞独立存在或成簇存在,这部分的分子构型几乎全是三酰甘油,而肌纤维中的脂肪则是由肌浆中的三酰吡啶液滴、膜脂(主要是磷脂)、胆固醇等组成,其中磷脂是影响猪肉挥发风味成分的重要诱因。
2.肌内脂肪的发育从细胞学角度讲,肌细胞和脂肪细胞都来自于多功能干细胞,在发育早期,特别是在胎儿和新生儿期骨骼肌中的多功能干细胞含量,但随着动物变老而节肢动物逐渐减弱,多功能多半干细胞主要发育成肌源性细胞,少部分分化成脂肪细胞,成为肌内脂肪聚集的基础。
猪肌内脂肪调控研究进展

GREEN AURIS Column91☆2020年第17期田园奥瑞畜牧创新专栏猪肌内脂肪调控研究进展文│倪和民 赵延辉 邢凯 张永红 郭勇(北京农学院动物科学技术学院) 赵俊金(全国畜牧总站)邓晓彬(北京田园奥瑞生物科技有限公司) 刘燊 刘建(江西正邦养殖有限公司)我国是生猪生产大国,我国人民的主要肉食来源为猪肉,现如今猪肉的质量问题也受到人们的广泛关注。
人们通常所说的猪肉质量主要包括p H 、肉色、嫩度、肌肉的系水力和肌内脂肪含量等。
在影响猪肉质量的众多因素中,肌内脂肪(Intramuscular Fat,IMF)的含量是一个重要的指标,肌内脂肪与肉质有正相关。
猪肉肌内脂肪存在引起人们越来越高的关注。
适宜的猪肉肌内脂肪(IMF)含量在2%~3.5%之间,肌内脂肪含量过低,猪肉品质差;IMF 含量过高,影响销售。
一般情况下,我国的地方品种猪肌内脂肪含量高于国外猪种,这也是我国地方猪种肉质较佳的一个重要原因。
因此,想要改善肉的口感,提高猪肉的食用价值,生产对人体健康更有利的猪肉制品,就必须对猪肉肌内脂肪的生成有更加深入的了解。
一、肌内脂肪概述我们通常情况下认为的脂肪分为皮下脂肪和肌肉脂肪,而肌肉脂肪又可以分为肌内脂肪和肌间脂肪。
肌内脂肪是指存在与肌肉之中的脂肪,主要存储位置为外膜、束状膜和肌内膜。
肌内脂肪几乎不供能,但具有保温功能。
脂肪细胞肥大和脂肪细胞增生的结果使得脂肪组织得以生长发育。
猪早期脂肪组织的生长主要是由于脂肪细胞的增殖。
在脂肪细胞数量显著增加后,脂肪细胞便不在增殖,由于甘油三酯的积累,脂肪细胞开始扩大。
当脂肪细胞的大小增加到一定程度时也受到限制,并且当它们的大小达到最大值时,增生的速率又会增加。
二、影响肌内脂肪沉积的因素1.品种与肌内脂肪的关系。
不同品种的猪其肌内脂肪沉积能力也不相同,养猪业不断的现代化,猪品种选育的持续开展,致使猪的背膘厚度降低,胴体的瘦肉率得到增加,但是存在的问题是使肌内脂肪含量下降,研究表明一些外来品种猪IMF含量已不足1%,而我国地方猪种肌内脂肪含量大多数为3%~5%。
家禽肌内脂肪含量影响因素及其相关基因的研究进展

家禽肌内脂肪含量影响因素及其相关基因的研究进展近年来,随着人们对食品安全和健康问题的关注加深,家禽肌内脂肪含量的研究引起了广泛的关注。
家禽肌内脂肪的含量对肉质和食用价值有着重要的影响。
研究家禽肌内脂肪含量的影响因素及其相关基因已成为目前的热点研究方向。
家禽肌内脂肪含量受多个因素的影响,包括遗传因素、环境因素、饲养管理因素等。
遗传因素在家禽肌内脂肪含量中起着决定性的作用。
研究表明,家禽肌内脂肪含量受多个基因的共同作用影响,其中主要包括生长发育相关基因、脂质代谢相关基因等。
PNPLA3基因编码的酯酶在脂肪酸合成过程中发挥着重要的作用,其突变可导致脂肪代谢紊乱,从而影响肌内脂肪的积累。
环境因素如饲料中的脂肪含量、饲养温度等也会对家禽肌内脂肪含量产生重要的影响。
高脂饲料可以促进脂肪酸的合成和积累,从而增加肌内脂肪的含量。
家禽肌内脂肪含量的相关基因研究已取得了一定的进展。
近年来,通过基因组学和转录组学等技术的发展,许多与家禽肌内脂肪含量相关的候选基因已被发现。
研究发现,一些生长发育相关基因如IGF-1、GHR等与肌内脂肪含量密切相关。
IGF-1基因编码的生长因子1可以促进脂肪细胞的分化和增殖,从而增加肌内脂肪的积累。
一些脂质代谢相关基因如TNF-α、ACACA等也与家禽肌内脂肪含量的调节密切相关。
TNF-α基因编码的肿瘤坏死因子可以抑制脂肪细胞的分化和增殖,从而降低肌内脂肪的积累。
一些研究还发现通过遗传改良、基因编辑等手段调控这些相关基因的表达可以显著影响家禽肌内脂肪含量。
通过CRISPR/Cas9技术敲除或突变IGF-1基因可降低家禽肌内脂肪含量。
通过基因转导等方法提高ACACA基因的表达,也能显著增加家禽肌内脂肪的含量。
这些研究结果为家禽肌内脂肪含量的调控提供了新的思路和方法。
家禽肌内脂肪含量的影响因素是多方面的,包括遗传因素、环境因素和饲养管理因素等。
与家禽肌内脂肪含量相关的基因研究取得了一定的进展,相关基因的发现为家禽肌内脂肪含量的调控提供了新的思路和方法。
畜禽骨骼肌生长发育规律及其调控机制

异。
SB可以有效的促进脂肪细胞的分化进而增加猪肉脂肪的沉积,Tugnoli等(2019)研究结果表明,在猪间充质干细胞培养基中加入2.5mmol/L丁酸可以促进脂滴的积累,定量PCR结果表明,丁酸处理的细胞中脂肪分化标志基因过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)基因的表达量显著上调,研究结果为SB改善猪肉品质提供了分子基础。
综上表明,SB在养猪生产中具有广泛的应用前景。
3小结与展望综上所述,SB作为一种短链脂肪酸盐,凭借其优良的特性(无抗药性以及耐药性等)被作为新型的绿色饲料添加剂用于现代养猪生产中,通过SB的使用,可以有效改善猪群的生长(生产)性能、免疫性能、肠道微生态以及抗氧化性能,同时可以改善猪对养分的利用率、抑菌能力以及肉品质,总而言之,SB在养猪生产中发挥了积极作用,有效改善了养猪生产的效益。
但从目前的研究来看,SB在养猪生产中的应用仍需进一步深入系统的研究,如SB存在异味导致猪采食SB的量降低,SB和其他添加剂的互作配伍问题,SB的添加量也无明确的标准;鉴于SB对猪脂肪沉积具有促进作用,但有关于其在改善猪肉品质方面的研究却鲜有报道,今后可开展有关SB在改善猪肉品质方面的研究,以丰富其在养猪生产中的应用。
相信随着动物营养与饲料科学以及分子生物技术等学科的发展,上述问题将能得到有效解决,相信不久将会制定出SB的适用标准,开发出更好的SB包埋技术,从而为SB在养猪生产中应用开辟更广泛的应用前景,提高养猪业的发展水平以及生产效益,进而实现我国养猪业朝着无抗、绿色高效的方向迈进!参考文献:(略)◆作者:刘壮◆单位:华南农业大学动物科学学院1骨骼肌的生长发育规律骨骼肌是动物体重要的组成部分,与动物体的运动能力、能量消耗、产肉性能具有密切的关系。
脊椎动物骨骼肌的形成与发育起源于中胚层,中胚层间充质干细胞分化形成单核的成肌细胞,成肌细胞融合形成梭状的多核细胞肌管,而肌管进一步生长分化形成成熟的肌纤维。
家禽肌内脂肪含量影响因素及其相关基因的研究进展

家禽肌内脂肪含量影响因素及其相关基因的研究进展1. 引言1.1 研究背景家禽肌内脂肪含量是影响肉质品质和食用价值的重要因素之一。
随着人们对食品质量和健康的关注日益增强,家禽肌内脂肪含量的调控和研究变得愈发重要。
肌内脂肪不仅影响了肉质的口感和嫩度,也与肉品的营养价值相关,对于肉制品的加工和消费都具有重要的影响。
目前,通过对影响家禽肌内脂肪含量的因素进行深入研究,可以为生产实践提供科学依据。
了解不同影响因素的作用机制,可以有针对性地调整饲养管理和育种策略,从而提高肌内脂肪含量的品质和数量。
研究相关基因的功能和调控机制,可以为育种工作提供新的思路和方法,进一步探讨如何通过基因组学方法优化家禽的肉质特性。
家禽肌内脂肪含量的研究具有重要的理论和实践意义。
通过对其影响因素和相关基因的深入探讨,可以为家禽肉品质的提升和育种工作的优化提供重要的科学依据和指导。
1.2 研究目的在家禽肌内脂肪含量影响因素及其相关基因的研究中,研究目的是为了深入了解影响家禽肌内脂肪含量的因素及相关基因,揭示其调控机制,为家禽育种提供科学依据。
通过研究,可以了解家禽肌内脂肪含量受到哪些因素的影响,为优化育种方案提供重要参考。
研究相关基因的表达调控机制,可以为利用分子生物学和遗传学手段改良家禽品种、提高肌内脂肪含量水平提供重要数据支持。
研究的目的是为了填补家禽肌内脂肪含量影响因素及相关基因研究领域的空白,为家禽育种提供科学依据,促进家禽产业的发展。
1.3 研究意义家禽肌内脂肪含量的研究意义主要体现在以下几个方面:家禽肌内脂肪含量是影响食用品质和营养价值的重要因素之一。
随着人们生活水平的提高和对食品质量要求的增加,人们对家禽产品的脂肪含量也更加关注。
深入研究家禽肌内脂肪含量的影响因素和相关基因,可以为优化家禽营养成分提供科学依据,提高家禽产品的品质和营养价值。
家禽是人类主要的肉类来源之一,对其脂肪含量进行调控可以影响养殖效益和市场竞争力。
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畜禽肌肉和脂肪发育的分子调控机制研究一、研究内容(一)项目的总体设想动物骨骼肌和脂肪细胞的分化、生长和组织发育的调控过程实际上是内在的遗传和表观遗传基础和外在的各种信号分子互作的结果。
目前在该研究中存在的主要问题包括:(1)对组织器官的发育学研究还多半停留在单个基因或单个分子调控作用的水平,从系统、多层次和调控分子之间网络联系开展的研究不足,因而不利于对组织器官的发育从整体和完整过程的角度解析其发育的分子机制;(2)一些调控层次,如表观遗传学、RNA、信号分子、内在代谢与微环境等层次上的研究尚属新兴,缺乏深入研究的资料,因而难以客观把握组织器官系统发育多重控制的机制;(3)对骨骼肌和脂肪发育的研究大多集中在人和实验鼠上,由于有限的物种资源,难以从比较生物学角度全面揭示细胞分化调控网络的发生、发展机制。
而且已有的研究多是针对骨骼肌和脂肪代谢疾病有关的发病机理,研究存在一定的局限性。
(4)近年来,通过干细胞技术和基因敲除等手段,在大小鼠等经典模式动物的骨骼肌和脂肪发育研究方面取得了一系列的进展,揭示了控制干细胞分化及骨骼肌和脂肪发育的多种重要基因和调控通路。
但在猪和鸡上,相应的手段和资料相对不足,尤其是猪、鸡骨骼肌和脂肪的胚胎干细胞技术还不够成熟,因而多能胚胎干细胞分化为猪、鸡骨骼肌和脂肪前体细胞的分子机制认识不足;其他模式动物大许多数据尚未在猪和鸡上印证,因而不够明了猪和鸡骨骼肌与脂肪发育机制的特点;骨骼肌和脂肪发育表观遗传学方面的研究尚属新兴,因而不能能解析猪和鸡品种品系发育差异的机制。
(5)虽然转基因猪和鸡都有成功的报道,但技术方法尚未能达到实际生产应用的要求,也未见涉及针对调控发育基因方面的研究。
本项目运用干细胞、功能基因组、非编码RNA、RNA和蛋白组学、信号传导等先进研究手段,采用比较生物学研究策略,分别从基因转录与转录后沉默、DNA与蛋白质修饰,外周信号转导通路等层次深入研究猪和鸡的肌肉和脂肪组织发生、细胞生长和分化过程中,DNA、RNA、蛋白质以及外周信号分子之间互作的调控网络关系和系统发生机制,并在miRNA鸡的培育方面进行攻关,填补发育研究领域的一些不足,可望在猪和鸡等畜禽肌肉和脂肪发育的分子调控理论及其应用方面取得重要突破。
基于上述设想,本项目重点解决下列关键科学问题:1、阐明骨骼肌和脂肪胚胎与成体干细胞自我更新和分化的表观遗传学和网络调控机制。
着重解决猪、鸡多能胚胎干细胞的分离培养及其诱导向骨骼肌和脂肪细胞分化的技术问题,发掘猪和鸡的各种胚胎与成体干细胞向骨骼肌和脂肪分化过程不同阶段的标记性分子和重要功能基因,揭示这些基因在此过程中的功能与调控机制。
2、阐明猪和鸡骨骼肌与脂肪组织细胞发生、分化和生长代谢的遗传、表观遗传及非编码RNA调控的分子机制。
在发掘控制猪和鸡骨骼肌与脂肪组织生长与分化重要功能基因和调控通经的基础上,着重解析这些基因的代谢与表观遗传学调控机制;系统分离鉴定与猪、鸡与骨骼肌和脂肪发育相关的非编码RNA,揭示其功能机制,3、阐明品系间骨骼肌和脂肪生长发育差异的分子遗传与调节机制。
在阐明不同品种品系猪和鸡的发育规律的基础上,系统比较不同部位组织和品种品系间发育的遗传、表观遗传及非编码RNA调控的差异,揭示猪、鸡种系骨骼肌和脂肪发育特点的分子机制。
4、探索miRNA鸡培育的新技术手段。
着重解决提高同源重组、抑制随机整合、去除冗余外源序列的理论与技术问题,构建新型高效的转基因鸡载体,研究改进转基因鸡的技术操作方法,提高转基因鸡获得效率,研究利用miRNA 对特定基因沉默效率控制技术,建立可用于生产实践的miRNA鸡的培育技术方法。
(二)项目的研究内容本项目将在前期工作的基础上对猪、鸡的肌肉和脂肪发育的分子调控机制展开系统深入的研究,突出表观遗传学的研究,解析猪、鸡的肌肉和脂肪发育关键基因的调控网络,着重研究猪、鸡品种品系肌肉和脂肪发育差异形成分子机制,提升品种资源的利用,重点攻关miRNA鸡的培育技术方法。
本项目的主要研究内容包括以下方面:1、研究与完善猪、鸡肌肉和脂肪胚胎干细胞和各种成体干细胞分离培养与诱导分化的技术体系。
包括猪、鸡胚胎期肌肉始祖细胞(MPC)、间充质细胞、骨骼肌卫星细胞和脂肪成体干细胞的体外培养及其自我更新和定向分化的技术方法。
2、进行猪、鸡肌肉和脂肪干细胞自我更新与分化和猪、鸡肌肉和脂肪组织发生、生长过程中的分子标志、重要基因的分离鉴定,开展对猪、鸡肌肉和脂肪发育过程的重要基因及其调节通路的功能作用与分子机制研究。
包括采用基因表达谱芯片、蛋白质组学等方法,分离鉴定在猪、鸡肌肉和脂肪干细胞分化与组织发育相关的新基因和分子;研究这些基因以及我们在前期工作中得到的相关基因在猪、鸡肌肉和脂肪发育过程中的功能作用及其调节通路。
3、研究猪、鸡肌肉和脂肪干细胞分化与组织发育的表观遗传学机制。
采用蛋白组学分析技术、Gel-shift技术和ChIP、Solexa测序、甲基化间区位点扩增(AIMS)等技术,研究猪、鸡肌肉与脂肪细胞干细胞分化和组织发育过程中重要调控因子和功能基因的表观遗传学;研究内分泌、旁(自)分泌信号分子对骨骼肌和脂肪干细胞分化、融合(聚酯)的调控作用。
4、研究非编码RNA在猪、鸡干细胞分化与组织发育的中的作用。
包括在现有工作的基础上,分离鉴定与猪、鸡肌肉和脂肪发育相关的新miRNA,在猪和鸡的组织中,靶向克隆现已知在肌肉与脂肪发育中有调控的miRNA;研究这些miRNA的表达规律,验证其在猪、鸡肌肉和脂肪发育过程中的调节作用,鉴定其作用的靶向基因。
5、研究不同品种(系)猪、鸡肌肉和脂肪发育差异形成的遗传与表观遗传学机制。
采用比较生物学策略,系统研究不同猪种(瘦肉型外来品种与脂肪型优质地方品种)、鸡种或品系(蛋用型和肉用型、高脂系和低脂系)肌肉与脂肪组织之间重要基因的单核苷酸多态性(SNP分布的数据库)、DNA和组蛋白修饰以及基因表达、miRNA等遗传学与表观遗传学差异。
结合各品种猪、鸡不同类型和部位的肌肉与脂肪的生长发育规律,研究这些差异与这些重要经济性状的关系。
6、研究miRNA鸡培育技术。
研究提高同源重组、抑制随机整合、去除冗余外源序列的转基因鸡载体技术,研究提高转基因鸡获得效率的技术方法。
利用miRNA 对特定基因沉默效率控制的理论和技术,建立起可用于生产实践的miRNA鸡的培育技术方法。
二、预期目标(一)总体目标凝聚发育生物学、分子生物学和遗传学等学科领域的优秀科研团队,运用功能基因组、RNA和蛋白组学、代谢组学和信号传导等先进研究手段,采用比较生物学研究策略,分别从基因转录与转录后水平的各层次深入揭示猪、鸡肌肉和脂肪组织发生、细胞分化和生长发育过程中,DNA与蛋白质修饰、miRNA调控、外周信号等作用的调控网络关系和系统发生机制,从而阐明肌肉和脂肪生长发育的分子机制; 综合同源重组、miRNA与RNA理论与技术的进展,探索miRNA鸡的培育技术。
力争在肌肉和脂肪发育生物学理论的基础研究与应用方面取得重大突破,为我国发育生生物学的发展搭建新的理论研究平台,组建创新型研究团队,整体提升我国本学科领域在国际学术界的地位,推动我国自主创新型医学和畜牧科技的快速发展。
(二)五年预期目标1、建立国内最完善的猪、鸡肌肉与脂肪的干细胞库,包括胚胎干细胞和不同组织来源的成体干细胞,建立猪、鸡肌肉与脂肪胚胎干细胞和2种以上成体干细胞诱导分化的优化技术。
这一目标的实现将为本相目与国内将后的相关研究提供研究资源与技术方法。
2、发掘一批猪、鸡胚胎期肌肉祖细胞(MPC),以及骨骼肌和脂肪成体干细胞(骨骼肌卫星细胞和脂肪前体细胞)自我更新和分化过程中的标志性分子与重要功能基因,阐明内分泌、旁(自)分泌信号分子调控其增殖和分化的跨膜信号转导通路,以及表观遗传修饰在此过程中的作用。
这一目标的实现,将取得在猪、鸡肌肉和脂肪干细胞分化机制认识方面的突破,提升我国在猪、鸡肌肉和脂肪干细胞方面的研究水平。
3、建立猪、鸡骨骼肌和脂肪细胞的miRNA文库,获得猪、鸡骨骼肌和脂肪发育过程中miRNA表达的信息,阐明5种以上miRNA对体节发生和肌肉祖细胞与间充质细胞分化过程中关键基因的调控机制。
miRNA文库将达到国内领先和国际先进水平,同时使我国在miRNA对猪、鸡骨骼肌和脂肪发育控制作用及其调控机制方面的研究进入国际先进行列。
4、揭示猪、鸡肌肉和脂肪细胞分化与代谢过程中关键转录因子、转录辅助因子等关键基因的功能与作用机制,探讨DNA和组蛋白修饰对关键作用基因表达的影响,进一步阐明骨骼肌和脂肪发育与代谢的分子调控网络机制。
这一目标的实现,将进一步提高我们对猪、鸡肌肉和脂肪发育分子调控机制的深入认识,积累组织器官发育的新知识,为发育原理在畜牧生产与医学实践中的应用提供指导作用。
5、揭示不同猪种(瘦肉型外来品种与脂肪型优质地方品种)、鸡种或品系(蛋用型和肉用型、高脂系和低脂系)肌肉和脂肪组织之间的遗传和表观遗传学分子差异及其与肉、脂性状形成的关系。
这是发育领域的开拓性研究,这将丰富我们对发育分子机理的认识,将为我国猪、鸡品种资源的有效利用提供科学依据,增强我国畜牧生产的自主创新能力。
6、建立可用于生产实践的miRNA鸡的培育的技术方法。
这一目标的实现将是发育原理用于生产实践的重大突破,虽然本目标的实现存在一定风险,但至少将在转基因技术方面取得一定突破,为旨在提高生产性能、抗病性能和作为生物孵化器的转基因鸡培育提供可借鉴的理论技术资料。
7、发表研究论文SCI论文40篇以上,其中在影响因子5.0以上国际主流杂志发表论文20篇左右。
申请发明专利3-5项。
8、打造一支高水平的科研队伍,培养一批博士研究生(20-25人),硕士研究生(40-60人),博士后研究人员(5-10人)。
三、研究方案(一)实现预期目标的总体研究思路项目研究的技术路线及可行性分析1、总体思路猪和鸡作为重要的模式生物和经济动物,近些年来对其遗传与发育学研究已取得了一些重大突破。
猪和鸡基因组结构被逐步解析,一些与肌肉和脂肪发育调控相关的重要基因也已被发现。
实际上,肌细胞和脂肪细胞的分化、生长与发育调控是一系列相关基因的时序性表达和关闭的结果,对这些基因调控网络的全面解析是后基因组时代的主要研究内容。
目前,对猪、鸡肌肉和脂肪发育调控的研究主要集中在基因的结构、转录因子和分子标志的时序性表达,以及关键基因调控肌肉和脂肪分化和生长发育的功能揭示的研究,而对调控基因与调控因子产生“程序化”作用的过程及其分子机制尚不清楚,特别是:(1)对肌肉和脂肪细胞组织发生、生长发育和分化的基本控制通路中许多上下游和平行作用的分子及其关联尚待发掘,对局部微环境中各种内分泌和旁(自)分泌等信号分子如何通过细胞内特定信号转导通路调控细胞的分化、发育和代谢过程也缺乏深入和系统的研究;(2)对肌肉和脂肪细胞分化过程中,DNA与组蛋白修饰等表观遗传学特征如何调控功能基因的转录,miRNA如何在此过程中对其基因表达的控制等方面的研究还刚刚起步;(3)品种(系)间猪和鸡肌肉和脂肪分化和生长发育差异的遗传学和表观遗传学基础的研究基本处于空白。