静原鸡肌肉IMP特异性沉积关键miRNAs和lncRNAs的鉴定及调控机制研究

The content of inosine monophosphate acide(IMP) is an important factor for the meat quality of chicken, in order to elucidate the molecular mechanism of specific deposition regulation in different genders and parts of chicken tissues, Jingyuan chicken can be used as a model of slow-growing chicken. This project aims to screen key mRNAs, miRNAs and lncRNAs which regulate the deposition of IMP in different gender(male and female) and parts (breast and leg)of Jingyuan chicken under the same genetic background and feeding management by using high-throughput transcriptome sequencing(RNA-seq), the mechanism of key regulatory molecules and their interaction with target genes in the IMP specific deposition will be presumed by bioinformatics tools, and the network of key regulatory molecules will be constructed. The function of key regulatory molecules and its target genes action will be verified with luciferase report system, over-expressing, interfering and ELISA. Those results may provide evidence for illuminating the process of IMP specific deposition, protecting and utilizing of local breed, as well as improving meat quality.

肌苷酸（IMP）含量是影响鸡肉品质的重要因素，为了阐明其在不同性别和部位肌肉组织中特异性沉积调控的分子机制，利用静原鸡作为慢速生长鸡模型，以相同遗传背景和饲养管理条件下成年公、母鸡的胸肌和腿肌组织为研究对象，进行转录组高通量测序，筛选不同性别、不同部位肌肉组织中差异表达mRNA、miRNA和lncRNA分子，并通过生物信息学手段对其功能和靶基因进行预测，构建静原鸡肌肉IMP特异性沉积的关键mRNA、miRNA和lncRNA基因互作网络。利用双荧光素酶报告系统、过表达、RNA干扰、ELISA等技术验证关键调控分子的功能及其与靶基因作用方式，阐释miRNA和lncRNA对静原鸡肌肉IMP特异性沉积的分子调控机制，为地方鸡种的保护、开发和利用及肉品质的改善提供科学依据。

家禽肌肉中的鲜味主要来源于多种致鲜肽类和核苷酸，其中肌苷酸（IMP）是最强的鲜味物质，已经成为肉质鲜味和新鲜程度的重要评价指标。肌肉发育过程中，IMP特异性沉积受到非编码RNA（ncRNA）靶向调节的多种途径的影响，是阐明特征性肉质形成的关键分子基础和完整阐释肉质形成机制的重要组成部分。本项目以静原鸡胸肌和腿肌为试验材料，利用转录组构建肌肉IMP特异性沉积的关键miRNA、lncRNA和circRNA的基因互作网络，结合蛋白组和代谢组数据，联合分析获得调控静原鸡IMP沉积的关键蛋白和代谢物，并进行细胞和个体水平的功能验证。研究结果构建了静原鸡胸肌和腿肌组织间差异的miRNA-mRNA、lncRNA-miRNA-mRNA和circRNA-miRNA-mRNA互作网络；鉴定到gga-miR-27b-3p参与成肌细胞的分化过程，通过靶向调控靶基因SRL的表达，进而影响骨骼肌的生长发育及IMP的合成过程；鉴定到gga-miR-6660-3p能够直接与circACLY和ENTPD7 的结合位点结合，并且circACLY作为gga-miR-6660-3p的海绵，消除了gga-miR-6660-3p对成肌细胞增殖和分化的抑制作用，这种调节机制是circACLY 解除 gga-miR-6660-3p对IMP从头合成途径的抑制实现的；筛选到PGM1、PKM2、AK1、AMPD1及PurH 是调控静原鸡 IMP 特异性沉积的关键蛋白质；对关键基因AMPD1进行功能研究，发现pEGFP-AMPD1、Cas9/sgRNA质粒均能在细胞和鸡个体中成功表达，且对细胞和鸡个体中的AMPD1基因及其编码蛋白质的表达具有重要的调控作用。研究结果初步阐明了静原鸡IMP特异性沉积的调控机制，为地方鸡种的分子育种、肉品改善及开发利用提供理论基础。