牛抗冷应激相关基因的筛选和功能分析

冷应激对我国尤其是北方高寒地区牛业造成了严重的影响，国内外从分子水平上进行畜禽冷应激的研究较少，目前尚无牛冷应激遗传基础研究的报道。前期研究发现，内蒙古三河牛在冷应激期产奶量和日增重大幅度下降。本研究以内蒙古三河牛为实验群体，首次综合生理、血液生化和生产指标评定牛抗冷应激水平，通过功能候选基因筛选、优化候选基因筛选法及全基因组表达芯片差异表达筛选法等多种途径获得候选基因，研究与牛抗冷应激相关指标关联的基因和分子标记，并进行抗冷应激相关基因的功能和作用机理分析，初步探讨牛抗冷应激的遗传和分子机制，为采用分子标记辅助选育等现代分子遗传手段培育抗冷应激牛品种奠定理论基础，为降低恶劣气候对我国乃至世界牛业生产造成的极端损失提供参考依据。

冷应激对我国尤其是北方高寒地区的畜牧业造成了严重的影响。本项目以内蒙古三河牛和北京地区荷斯坦牛为实验群体，综合血液生化和生产指标评定牛抗冷应激水平，通过优化候选基因、功能候选基因及基因表达芯片等多途径，筛选与牛冷应激相关的基因和分子标记，研究冷应激相关基因的功能和作用机理，初步探讨了牛抗冷应激的遗传和分子机制。研究结果表明：三碘甲腺原氨酸（T3），甲状腺素（T4），促肾上腺皮质激素（ACTH），可作为三河牛重度冷应激反应指标，而促肾上腺皮质激素（ACTH），红细胞K+、超氧化物歧化酶（SOD）等8个指示可作为荷斯坦牛慢性冷应激反应指标。甘油酯代谢通路和B细胞受体信号通路参与三河牛的冷应激反应。热应激蛋白HSP70的表达与与牛的冷应激强度显著相关。HSP70启动子区功能多态对基因的表达具有调控作用。本项目共建立和完善3个不同的奶牛群体温度应激方案，含1000多份的奶牛温度应激生物样品样本库，完成9个候选基因功能区的SNP扫描，发现约100多个新的SNP位点。已发表研究论文17篇，包括3篇SCI，14篇国内核心期刊。另有研究结果预期发表SCI论文3篇，培养博士研究生1名，硕士研究生7名，毕业5名，在读2名。综上，本项目按照原有的计划和研究内容开展工作，获得了较好的研究结果，基本达到了预期的研究结果和目标。本项目的开展对采用分子标记辅助选育等现代分子遗传手段培育抗冷应激牛品种奠定理论基础，对降低冷应激对我国乃至世界畜牧业生产的影响提供基础的参考依据。