新疆主要马品种泌乳性状重要功能基因的分子调控机制的研究

It is not yet clear for regulation mechanism of the lactation functional genes of equine. In terms of the theory of signaling regulatory pathways of lactation physiology ,and based on achived data from past research in equine, this research is aimed at molecular regulation research on the important functional gene of lactation traits in Xinjiang local horse breeds. The research is designed to conduct regulation and expression research of the lactation functional genes of equine, by using the gene chip technology, functional genomics and markers-QTL linkage analysis method, taking the two local horse breeds in Xinjiang including Ili horse and Kazakh horse as the object. As a result , it should be revealed for the relationship between horse milk traits and the gene expression changes, as well as identified for the novel genes related to horse milk traits. Moreover, it will be enriched for the molecular genetic mechanism and regulatory theory of horse lactation. And more importantly, it would be for the results to lay important technical foundation for intensive study on lactation regulatory mechanism of equine.

马属动物的泌乳相关功能基因分子调控机制至今尚未明确。本项目基于泌乳生理调控的信号通路理论，在前期相关研究的基础上拟开展新疆主要马品种泌乳性状重要功能基因表达调控的研究。项目以新疆主要马品种（伊犁马、哈萨克马）为主要研究对象，应用基因芯片、功能基因组学和标记-QTL连锁分析等现代分子生物学技术方法，开展马泌乳性状重要功能基因表达调控的研究，揭示马的泌乳性状与泌乳重要功能基因表达变化的关系，并鉴定出与马泌乳性状相关的若干基因，丰富马泌乳分子遗传机制和调控机理的理论，为马的泌乳调控机制和作用机理的深入研究奠定重要技术基础。

结题报告摘要.马属动物的乳用性状差异的分子调控机制尚未明确。项目以新疆地方品种马为对象，应用马高密度SNP芯片和转录组学技术，开展马泌乳性状重要功能基因的研究，为乳用性状的选育提供有效的分子标记，为揭示马的泌乳性状变化的分子机理提供前期基础。主要完成了以下研究：.（1）新疆本地品种马的泌乳规律研究。.利用MATLAB软件通过5种数学模型（wood模型、高斯模型、逆多项式模型、立方模型及六次多项式回归模型）对核心群生产母马的产奶量进行拟合，绘制新疆地方品种马不同时期和胎次的泌乳曲线，建立了伊犁马最佳拟合模型-立方模型、哈萨克马最佳拟合模型-六次多项式回归模型。同时利用MTDF 2000软件对伊犁马泌乳性状的遗传参数和育种值进行估计。.（2）基于RNA-seq研究哈萨克马产奶量差异的调控基因.利用RNA测序技术对泌乳产奶量极端异的哈萨克马进行转录组分析，筛选出310个差异表达的基因。差异表达前10的基因，在两组中是相同的，除MT-ATP6（高产组）和TPT1（低产组），表达量排名前3的差异基因为LGB1、PLIN2和CSN2。主要参与乳脂和乳蛋白的合成及能量代谢过程。.miRNA对泌乳调控机制的研究：发现82个显著差异表达的miRNAs（51个miRNAs为新发现的），其中8个miRNAs主要参与乳腺发育、乳腺上皮细胞增殖、能量代谢的调控，涉及到泌乳、TGF、Wnt信号通路。.（4）基于Affymetrix Equine 670k高密度芯片,利用Fst和XP-EHH两种选择性清除策略,分析哈萨克马产奶性能的候选基因，挖掘出5个候选基因（NUMB、ADCY8、LGALS2、SLC25A30、CA8）与泌乳性状相关，通过竞争性等位基因特异性PCR（KASP）技术对5个基因的13个错义突变位点进行分型，NUMB、CA8基因的突变与产奶量和乳成分性状密切关联。.通过本课题的实施，国内首次利用育种值评定地方马品种产奶性能，多组学策略揭示了马产奶量和乳品质性状差异的分子机理，实现了在马属动物重要经济性状研究的创新，主要成果为我国专用乳用马新类型培育提供有力的技术支撑。