不同脂尾型绵羊脂肪性状相关基因筛选及分子调控机理研究

The fat distribution and sedimentary in livestock is able to affect their carcass quality and meat flavor. A one of the important tasks in the modern animal husbandry is to cultivate the new breeds with lower body fat content and higher intramuscular fat content. Fat-tailed sheep is the ideal experimental animal model to study adipogenesis. There are a lot research in the lipogenesis in human, mouse, pig, chicken and cattle. However, there is few report on the screening and identification of candidate genes for fat metabolism in sheep. The present study, focusing on the Lanzhou fat-tailed sheep, small-tailed Han sheep and Tibetan sheep, will firstly screening and identification the candidate genes for fat metabolism in these sheep using new-generation sequencing technology, clone their full-length cDNA. Temporal and spatial specificity of gene expression in candidate genes will be carried out by using quantitative real-time PCR (qPCR). The influences of lipogenesis of candidate genes and their expression profiles in the different adipocytes will be implemented. RNAi technology will be used to silence the candidate genes to study their function in signal transduction of lipogenesis and the intramuscular fat deposition in sheep. These findings would initially reveal the molecular mechanism of lipogenesis in different fat tissues in different experimental sheep so as to provide some theoretical basis for finally clarifying the body fat deposition and improving meat quality in sheep, as well as applying to the meat sheep breeding practice.

家畜脂肪的分布及沉积影响其胴体品质和肉质风味，培育体脂含量低而肌内脂肪含量高的新品种，是现代畜牧业的一个重要任务。不同脂尾型绵羊脂肪性状具有明显的品种特征，是研究脂肪形成的理想材料。关于脂肪代谢相关研究，已在人和小鼠、猪、鸡、牛等动物上广泛开展，但绵羊脂肪代谢相关基因的筛选及其分子调控机理方面的研究国内外还未见报道。本研究拟以兰州大尾羊、小尾寒羊和藏羊为材料，利用新一代测序技术系统筛选不同脂尾型绵羊脂肪代谢关键靶基因，克隆靶基因全长cDNA序列，qPCR研究靶基因时空表达规律，研究重组靶基因蛋白对不同脂肪细胞生脂及靶基因表达的差异；通过siRNA技术沉默靶基因表达，探讨靶基因及其信号通路关键基因的表达差异，分析靶基因及其受体与肌内脂肪沉积关系。初步揭示不同脂尾型绵羊品种不同脂肪组织生脂的分子调控机理，为最终阐明绵羊体脂沉积和改善肉品质提供理论依据，为肉羊育种中优良性状的利用提供参考。

家畜体脂分布及沉积影响其胴体品质和肉质风味，培育体脂含量低而肌内脂肪含量高的新品种，是现代畜牧业的一个重要任务。不同脂尾型绵羊脂肪性状具有明显的品种特征，是研究脂肪形成的理想材料。本研究以兰州大尾羊、小尾寒羊和藏系绵羊3个品种为研究对象，系统分析生物学特性；采用链特异性方式建立RNAseq文库，筛选鉴定在不同脂尾型绵羊不同部位脂肪组织中差异表达的基因和长链非编码 RNA，采用去除rRNA和线性RNA的方式建立circRNA测序文库，筛选鉴定差异表达的环装RNA.利用生物信息学分析技术，深度挖掘参与调控不同脂尾型绵羊体脂特异性沉积的关键靶基因和参与其转录调控的LncRNA、miRNA和cicrRNA，克隆靶基因全长 cDNA 序列，qPCR 研究靶基因时空表达规律，通过研究，利用3个品种，皮下（尾部）脂肪、内脏（肾周）脂肪和肌肉组织3个组织，构建了27个RNAseq文库和27个circRNA测序文库，兰州大尾羊与小尾寒羊和藏羊尾部脂肪组织中差异表达的mRNA数分别为10和390，内脏脂肪中分别为296和1134，肌肉组织中分别为431和220 ；兰州大尾羊与小尾寒羊和藏羊尾部脂肪组织中差异表达的lncRNA数分别为37和59，内脏脂肪中分别为31和37，肌肉组织中分别为39和57；通路分析发现，差异表达基因可以富集在脂肪酸代谢和脂肪酸延伸等与脂肪沉积相关的通路上，对14个差异表达基因进行qRT-PCR验证。最准确定了包括PPARG、MAPK13、Adpn、AdipoR1、 AdipoR2等5基因和参与其转录调控的LncRNA和cicrRNA为不同脂尾型绵羊脂肪代谢关键靶基因；克隆获得绵羊PPARG、MAPK13、H-FABP、Adpn 、AdipoR1和ＡdipoR2 6个基因全长cDNA序列，并获得基因登录号；分析了Adpn、AdipoR1和 AdipoR2共3个基因在绵羊15 种组织中的相对表达规律，研究结果为研究调控体脂分布的调节通路和生物学功能打下了坚实基础，有助于我们对不同脂尾型绵羊品种不同脂肪组织生脂的分子调控机理的理解，为最终阐明绵羊体脂沉积和改善肉品质提供理论依据，为肉羊育种中优良性状的利用提供参考。