【摘 要】
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卵泡抑素（follistatin,FST）是骨骼肌生长和脂肪沉积的重要调节因子,主要通过抑制转化生长因子β超家族与其受体结合而发挥功能。鉴于FST具有促进肌肉生长和抑制脂肪沉积的作用,其被认为是农业动物分子遗传育种的重要靶点。本试验中,我们首先结合体细胞核移植和胚胎移植技术制备了在骨骼肌中特异表达人源FST基因的转基因猪（TG）,并选取同日龄的野生型猪（WT）作为对照。猪只饲喂至11月龄,对肌肉生
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卵泡抑素（follistatin,FST）是骨骼肌生长和脂肪沉积的重要调节因子,主要通过抑制转化生长因子β超家族与其受体结合而发挥功能。鉴于FST具有促进肌肉生长和抑制脂肪沉积的作用,其被认为是农业动物分子遗传育种的重要靶点。本试验中,我们首先结合体细胞核移植和胚胎移植技术制备了在骨骼肌中特异表达人源FST基因的转基因猪（TG）,并选取同日龄的野生型猪（WT）作为对照。猪只饲喂至11月龄,对肌肉生长、脂肪沉积等表型进行了检测。在此基础上,利用RNA-seq技术对转基因猪的5个组织（背最长肌、腰大肌、腹膜后脂肪、背皮下脂肪和肝脏）进行了转录组分析。得到结果如下:1.转基因猪FST在肌肉中特异性表达,而在其它组织中表达量很少或者检测不到。此外,转基因猪血清中的FST的含量要显著高于阴性对照组。2.TG组的体重（TG=133.67±5.51 Kg,WT=116.33±8.50 Kg,P<0.05）、眼肌长度、眼肌厚度和眼肌面积显著高于WT组。组织学分析表明,TG组背最长肌（TG=40.50±12.66μm,WT=30.52±11.09μm,P<0.01）和腰大肌（TG=44.30±15.99μm,WT=31.31±11.47μm,P<0.01）的平均肌纤维直径显著高于WT组。3.TG组的内脏脂肪（腹膜后脂肪:TG=0.31±0.10%,WT=0.39±0.15%,P<0.05;大网膜:TG=0.10±0.01%,WT=0.15±0.02%,P<0.05）与背皮下脂肪沉积（TG=1.54±0.02 cm,WT=2.12±0.19 cm,P<0.01）显著低于WT组,且脂肪细胞大小显著低于WT组（腹膜后脂肪:TG=441.55±240.24μm2,WT=747.92±358.27μm2,p<0.01;大网膜:TG=574.53±250.14μm2,WT=619.41±241.94μm2,p<0.01;背皮下脂肪:TG=736.11±261.64μm2,WT=884.47±248.37μm2,p<0.01）。TG组血液中胰岛素水平（TG=12.01±0.45μIU/m L,WT=16.7±0.80μIU/m L,P<0.01）、甘油三酯（TG=0.23±0.06 mmol/L,WT=0.47±0.05 mmol/L,P<0.01）与葡萄糖（TG=3.60±0.27 mmol/L,WT=5.11±0.32 mmol/L,P<0.01）含量显著低于WT组,高密度脂蛋白（TG=0.81±0.08 mmol/L,WT=0.90±0.03,P>0.05）、游离脂肪酸（TG=0.23±0.06mmol/L,WT=0.47±0.15 mmol/L,P>0.05）和胆固醇（TG=2.22±0.06 mmol/L,WT=2.45±0.06 mmol/L,P>0.05）含量低于WT组但不显著。4.分别采集肌肉（背腰最长肌和腰大肌）、脂肪（腹膜后脂肪、背皮下脂肪）和肝脏组织（TG,n=3;WT,n=3）,建立30个转录组测序文库,总共收集到378.93 Gb的数据:1)肌肉转录组:本研究在肌肉组织中共鉴定出122个差异表达基因（differentially expressed gene,DEGs）,主要富集于氨基酸代谢、蛋白质成熟与线粒体等项目中;对所获得的转录组进行基因集富集分析（gene set enrichment analysis,GESA）,结果显示转基因猪中PIK3-AKT信号通路与钙离子信号通路中的基因显著上调。而且转基因猪中腰大肌MYH7丰度减少,MYH4的丰度增加,背最长肌中并未发现明显的MYH丰度变化。2)脂肪转录组:本研究在脂肪组织中共鉴定出219个DEGs,主要富集于脂质代谢、能量代谢和线粒体基质等项目中。背皮下脂肪DEGs中特异检测到7个功能项目主要与蛋白质分泌、细胞外基质相关;腹膜后脂肪DEGs中特异检测到13个功能项目主要与氨基酸代谢有关。GSEA分析显示与脂肪细胞肥大、脂质合成等相关基因在转基因猪中显著下调。3)肝脏转录组:本研究在肝脏中检测到124个DEGs,主要富集于脂肪酸合成、糖酵解途径、胰岛素信号通路等项目中。GSEA分析显示转基因猪肝脏中脂质分解与TGF-β信号通路中的基因显著下调。本研究为进一步解析FST诱导肌肉肥大、脂肪减少的分子机制提供基础数据,为未来基因编辑分子遗传育种提供战略储备。
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