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基因编辑技术及其在猪育种中的应用研究进展
1
作者 张寒冰 郭亚苹 +5 位作者 张家庆 任巧玲 陈俊峰 刘付玖 王璟 邢宝松 《中国畜牧兽医》 北大核心 2026年第1期1-14,共14页
基因编辑是对基因组特定基因序列精准修饰以实现分子育种的重要工具。基因编辑技术的快速发展为猪的现代分子育种提供了新途径,显著提高了育种效率。该技术历经三代演进:(1)锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFNs)和转录激活因子样效应... 基因编辑是对基因组特定基因序列精准修饰以实现分子育种的重要工具。基因编辑技术的快速发展为猪的现代分子育种提供了新途径,显著提高了育种效率。该技术历经三代演进:(1)锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFNs)和转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases,TALEN)奠定了靶向编辑基础,但存在操作复杂、成本高的缺陷;(2)成簇规则间隔回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)系统实现突破,其中iGeoCas9通过结构改造将热稳定性与编辑活性提升百倍,小型化Cas蛋白优化递送效率;(3)碱基编辑器实现单碱基精准转换,引导编辑系统突破类型限制,支持自由碱基转换与小片段修饰。在猪育种中,该技术通过编辑基因改善肉品质、提升生长性能、优化繁殖效率及增强抗病能力,同时还实现了抗寒、环保等创新应用。相较于传统育种,基因编辑技术可缩短周期并保持遗传多样性,但面临编辑效率不足、脱靶风险及产业化壁垒。文章系统综述了基因编辑技术的发展与育种应用,旨在为优化编辑工具性能、建立产业化安全体系提供参考,从而推动技术创新,支撑猪育种技术进步及产业可持续发展。 展开更多
关键词 基因编辑 CRISPR 猪 育种
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苎麻谷胱甘肽S-转移酶家族全基因组鉴定及其对镉胁迫的响应
2
作者 颜世伟 顾一舟 +5 位作者 赵浩含 梁舒月 高钢 陈平 朱爱国 陈继康 《草地学报》 北大核心 2026年第1期10-22,共13页
谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-Transferase,GSTs)在调控作物抵御胁迫环境中发挥着重要作用,但当前缺乏针对苎麻(Boehmeria nivea)的系统研究。本文通过生物信息分析,鉴定出43个苎麻GSTs家族成员,预测其大部分定位于细胞质中,归属于... 谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-Transferase,GSTs)在调控作物抵御胁迫环境中发挥着重要作用,但当前缺乏针对苎麻(Boehmeria nivea)的系统研究。本文通过生物信息分析,鉴定出43个苎麻GSTs家族成员,预测其大部分定位于细胞质中,归属于植物特有的Tau和Phi类;物种间共线性发现BnGSTs基因同双子叶植物间对比单子叶植物存在更多直系同源基因,物种内共线性发现BnGSTs成员中有5对旁系同源基因,来源于全基因组或片段复制,且Ka/Ks值均小于1,表明其受到纯化选择;顺式元件预测发现这些BnGSTs成员基因上游富含光反应、植物激素调控和胁迫反应元件,结合转录组数据筛选出的9个组织特异性表达候选基因,其在镉胁迫条件下出现显著变化(P<0.05),且在根茎叶中呈现不同的表达模式,鉴定到BnGST22,BnGST12等2个基因上调变化显著且相对表达量较高,可作为目的基因进行进一步功能验证。本研究进一步丰富了苎麻抗逆功能基因库,为抗逆资源利用和品种选育提供了理论依据。 展开更多
关键词 苎麻 谷胱甘肽S-转移酶 镉胁迫 生物信息分析
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单细胞测序技术在畜禽遗传育种中的应用研究进展
3
作者 柴圆 包成林 +9 位作者 张玲艳 宫淑艳 齐澈力木格 鲍艳春 朱蒙 曹赛 李建功 于国杰 林靖凯 张文广 《中国畜牧兽医》 北大核心 2026年第1期15-26,共12页
细胞是构成生物体的基本单位,具有独特的发育轨迹和分子特征。单细胞测序技术作为一种高效的细胞层面遗传信息解析方法,可对基因组、转录组、蛋白质组、代谢组及表观遗传组进行测序,并支持多组学联合测序等整合分析策略,精准捕捉单个细... 细胞是构成生物体的基本单位,具有独特的发育轨迹和分子特征。单细胞测序技术作为一种高效的细胞层面遗传信息解析方法,可对基因组、转录组、蛋白质组、代谢组及表观遗传组进行测序,并支持多组学联合测序等整合分析策略,精准捕捉单个细胞的分子特征。该技术突破传统群体细胞研究的局限,已成为解析动物细胞分子调控机制和细胞命运转换轨迹的有力工具,为动物遗传育种研究提供了新视角。文章聚焦于5种单细胞测序技术——单细胞转录组测序技术、单细胞基因组测序技术、单细胞表观基因组测序技术、单细胞蛋白质组学测序技术、单细胞代谢组学测序技术,系统阐述了这些技术的发展历程和原理,并进一步探讨了单细胞测序技术在畜禽遗传育种中的应用研究进展,以期为后续畜禽遗传育种研究提供参考。 展开更多
关键词 单细胞测序 多组学 畜禽遗传育种
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基于种蛋胚盘精子穿透孔数的种鸡受精率监测方法
4
作者 姜雨杉 徐紫玲 +4 位作者 韩晓飞 周守长 范翠蝶 安娜 高亚辉 《家禽科学》 2026年第1期67-72,I0009,共7页
受精率是种鸡养殖的核心经济指标,直接决定种蛋的利用价值及种鸡场的经济效益。本试验通过分析30~60周龄种蛋胚盘精子穿透孔数与受精率的相关性,探究基于该指标的受精率预测方法。结果显示:各周龄种蛋胚盘精子穿透孔数介于24~42个之间;... 受精率是种鸡养殖的核心经济指标,直接决定种蛋的利用价值及种鸡场的经济效益。本试验通过分析30~60周龄种蛋胚盘精子穿透孔数与受精率的相关性,探究基于该指标的受精率预测方法。结果显示:各周龄种蛋胚盘精子穿透孔数介于24~42个之间;产蛋高峰期后,种蛋胚盘精子穿透孔数与受精率均随种鸡周龄增长呈下降趋势。种蛋胚盘精子穿透孔数、log10(x+1)值与受精率均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.822和0.853。以种蛋胚盘精子穿透孔数(x)为自变量、受精率(y)为因变量,采用三项式方程拟合得到回归方程:y=741.89-68.12x+2.24x^(2)-0.02x^(3)(R^(2)=0.86)。综上,种蛋胚盘精子穿透孔数可用于受精率预测,实现受精率异常的及时预警,提升种鸡繁殖管理的灵活性与时效性。 展开更多
关键词 受精率 胚盘 精子穿透孔数 种鸡 种蛋
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海南黑山羊GDF9基因nsSNP功能性预测及与产羔数的关联分析 被引量：1
5
作者 管凇 施力光 +3 位作者 林雨 蒋剑箫 武洪志 彭维祺 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第5期2166-2176,共11页
【目的】探究海南黑山羊产羔性状的分子遗传信息以及生长分化因子9(growth differentiation factor 9,GDF9)基因多态性与产羔数间的相关性,以期为山羊多胎育种提供有用的分子标记。【方法】以海南黑山羊为研究对象,采集222只山羊的血液... 【目的】探究海南黑山羊产羔性状的分子遗传信息以及生长分化因子9(growth differentiation factor 9,GDF9)基因多态性与产羔数间的相关性,以期为山羊多胎育种提供有用的分子标记。【方法】以海南黑山羊为研究对象,采集222只山羊的血液样本进行GDF9基因非同义单核苷酸多态性(non-synonymous single nucleotide polymorphism,nsSNP)筛选。采用SnaPshot方法进行基因分型,利用SPSS 19.0软件中一般线性模型对GDF9基因多态位点与海南黑山羊产羔数进行关联分析,并对nsSNP位点进行生物信息学分析。【结果】GDF9基因共检测到15个变异位点,其中错义突变位点7个:T755C、G1264T、G2296A、G2335A、C2730T、G2773A、C3330T;同义突变位点6个:G888A、T951G、A972C、T2631C、A2871C、G3101A;插入位点2个:3101G3102和3140T3141。755 bp处发生的T→C突变导致蛋氨酸(Met)变为苏氨酸(Thr);1264 bp处发生的G→T突变导致丙氨酸(Ala)变为丝氨酸(Ser);2296和2335 bp处发生的G→A突变导致缬氨酸(Val)变为异亮氨酸(IIe);2730 bp处发生的C→T突变导致亮氨酸(Leu)变为苯丙氨酸(Phe);2773 bp处发生的G→A突变导致丙氨酸(Ala)变为苏氨酸(Thr);3330 bp处发生的C→T突变导致脯氨酸(Pro)变为亮氨酸(Leu);而在3101~3102、3140~3141 bp处G与T的插入使得氨基酸完全改变。海南黑山羊T755C位点TT和CC基因型个体的平均产羔数显著高于TC基因型(P<0.05),G2335A和G2773A位点AA基因型个体的平均产羔数均显著高于GG和GA基因型(P<0.05),C2730T位点TT基因型个体的平均产羔数显著高于CC和CT基因型(P<0.05)。nsSNP功能性预测及高级结构分析结果显示,T755C→M252T、C2730T→L912F、G2335A→V780I、G2296A→V767I、G2773A→A926T 5个nsSNPs位点均属于有害突变,其中,T755C→M252T、C2730T→L912F位点的mRNA二级结构和蛋白三级结构变化较大,可能对蛋白功能有较大影响。【结论】本研究预测到海南黑山羊GDF9基因的5个有害突变位点,结合与产羔数的关联分析和蛋白功能预测,推测T755C→M252T、C2730T→L912F 2个位点可作为海南黑山羊多胎性状选育的分子标记,为山羊多胎分子标记辅助育种提供了参考依据。 展开更多
关键词 海南黑山羊 GDF9基因 nsSNP 产羔数 生物信息学
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猪抗病育种研究进展 被引量：1
6
作者 郭春和 陈永杰 +2 位作者 张晓晓 张春红 焦茂兴 《中国畜牧杂志》 北大核心 2025年第4期61-68,共8页
我国是生猪养殖和猪肉消费第一大国,养殖量和消费量均占全球一半以上,猪肉占我国肉类消费的60%。疾病是影响生猪产业健康发展的重要因素。针对猪场传染性疾病防控,可以从病原体的角度开发疫苗和药物,也可以从宿主(猪)遗传角度发掘抗性基... 我国是生猪养殖和猪肉消费第一大国,养殖量和消费量均占全球一半以上,猪肉占我国肉类消费的60%。疾病是影响生猪产业健康发展的重要因素。针对猪场传染性疾病防控,可以从病原体的角度开发疫苗和药物,也可以从宿主(猪)遗传角度发掘抗性基因,培育抗病猪新品系(种)。对于疫苗效果不理想或无疫苗的重大传染性疾病(蓝耳病、非洲猪瘟),借助生物育种技术如基因编辑培育抗病猪有望从根本上解决这些疾病的防控及其对养猪业造成的经济损失。本文主要围绕目前我国在猪病领域开展的抗病育种工作进行综述,以期为我国猪场疫病防控、培育战略性新品种以及实现种业科技自立自强提供基础,同时对猪抗病育种领域未来发展趋势进行展望。 展开更多
关键词 猪 抗病育种 基因编辑 抗性基因
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基于转录组学分析受外源褪黑素诱导调控羊绒生长的mRNA和lncRNA的可变剪接
7
作者 贾纯琰 孙燕勇 +2 位作者 包永红 张文广 杜晨光 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第7期3165-3177,共13页
【目的】分析转录后水平绒山羊皮肤中被外源褪黑素诱导参与调控绒生长发生可变剪接(alternative splicing, AS)的mRNA和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),为探究AS调节对褪黑素促山羊绒生长的影响提供参考。【方法】选取6只... 【目的】分析转录后水平绒山羊皮肤中被外源褪黑素诱导参与调控绒生长发生可变剪接(alternative splicing, AS)的mRNA和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA),为探究AS调节对褪黑素促山羊绒生长的影响提供参考。【方法】选取6只罕山白绒山羊,随机分为2组:对照组和埋植组,每组3个重复。以自然年为试验周期,每月采集皮肤样本进行转录组测序,使用Bowtie、TopHat、Cufflinks、Cuffmerge、Cuffdiff、Cuffcompare、CPAT和CPC软件分析差异表达mRNA(differentially expressed mRNA,DE-mRNA)和差异表达lncRNA (differentially expressed lncRNA,DE-lncRNA),使用rMATS软件识别绒山羊皮肤转录组mRNA和lncRNA差异可变剪接事件(differential alternative splicing events, DASE)。【结果】筛选到1~12月组间DE-mRNA(FDR≤0.05)数目分别为23、93、43、652、1 178、194、353、357、435、36、55和52个,DE-lncRNA(FDR≤0.05)数目分别为15、20、10、40、191、50、63、33、79、7、9和5个。mRNA和lncRNA发生组间DASE共715和569个;外显子跳跃(skipping exon, SE)和互斥外显子(mutually exclusive exons, MXE)为mRNA最主要的AS方式,SE、内含子保留(retained intron, RI)和3′-可变剪接位点(alternative 3′-splice site, A3SS)为lncRNA最主要的AS方式。染色体上mRNA的DASE数目排名前三为Chr1、Chr5和Chr10/Chr11(并列),lncRNA的DASE数目排名前三为Chr1、Chr19和Chr10。绒山羊皮肤中许多mRNA和lncRNA存在2个或多个剪接异构体,确定了443个DAS-mRNA和271个DAS-lncRNA,DAS-mRNA数目排名前三为10、6和5月,DAS-lncRNA数目排名前三为5、4和8月。DE-mRNA和DE-lncRNA中分别有67和7个发生了DASE。在外源褪黑素诱导下,绒山羊皮肤中发生AS的mRNA和lncRNA与皮尔逊相关系数(Pearson’s correlation coefficient, PCC)排名前十(PCC>0.800)的334个DE-mRNA和8个DE-lncRNA组成AS调控网络。【结论】绒山羊皮肤中存在丰富的ASE,除SE外,mRNA偏爱MXE,而lncRNA偏爱RI的AS方式;与mRNA相比,lncRNA的DASE在染色体上的分布具有特异性。受外源褪黑素诱导,山羊绒生长旺盛期和生长前期是mRNA发生AS的主要时期,而山羊绒生长前期和生长期是lncRNA发生AS的主要时期。试验构建了发生AS的DE-mRNA和DE-lncRNA在绒山羊皮肤转录组的潜在互作网络,DE-mRNA和DE-lncRNA在转录后水平通过AS方式参与调控山羊绒生长,为进一步研究AS调节对褪黑素促进山羊绒生长的影响提供参考。 展开更多
关键词 绒山羊 皮肤 褪黑素 转录组测序 长链非编码RNA 可变剪接
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治疗运动性损伤肌腱来源间充质干细胞体外培养与鉴定
8
作者 张洋 王仲发 +2 位作者 李旻娟 何玉楠 关伟军 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第8期3813-3825,共13页
通过体外培养获得高质量的肌腱来源间充质干细胞,为运动性损伤治疗、竞赛马运动性损伤治疗、诸多疾病的治疗、单细胞测序、多组学研究、基因组文库构建、cDNA文库构建、线粒体DNA文库构建和基因功能等诸多方面的研究提供种子细胞,具有... 通过体外培养获得高质量的肌腱来源间充质干细胞,为运动性损伤治疗、竞赛马运动性损伤治疗、诸多疾病的治疗、单细胞测序、多组学研究、基因组文库构建、cDNA文库构建、线粒体DNA文库构建和基因功能等诸多方面的研究提供种子细胞,具有重要的深入研究价值。本研究选取63只26日龄,平均体重40.3 g,雄性健康北京鸭胎鸭骨骼肌肌腱为研究对象,利用Ⅳ型胶原酶消化法和组织块贴壁培养法在体外进行肌腱来源间充质干细胞培养,同时按照国际细胞质量检测内容和标准对所培养的体外培养细胞进行了全面的质量检测。通过肌腱来源间充质干细胞的形态学、冻存前活率、微生物污染(细菌、真菌、原虫、支原体和病菌)、阳性率、克隆能力、迁移能力、表面标志物反转录PCR、冻存复苏后形态、冻存后活率、生长曲线绘制和群体倍增时间、免疫组织化学、核型、多向诱导分化潜能(向成脂细胞诱导分化能力、向成骨细胞诱导分化能力和向成软骨细胞诱导分化能力)等20项质量检测结果表明,所建细胞系均达到国际优质细胞标准。通过大量的重复试验证明,已建立了用于治疗运动性损伤肌腱来源间充质干细胞体外培养和鉴定的科学体系,并获得了大量的高质量供体细胞,为成功构建治疗运动性损伤医学模型,以及动物学、畜牧学和医学等生命科学领域的相关研究奠定了理论、方法、技术和实物基础。 展开更多
关键词 间充质干细胞 培养与鉴定 运动性损伤治疗
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单细胞转录组测序技术在反刍动物卵巢生长发育中的调控研究
9
作者 李娟 白雪 +4 位作者 杨梦丽 刘源 楚洪恩 吕文发 马云 《中国畜禽种业》 2025年第9期22-28,共7页
在现代养殖生产中,繁殖性能决定了养殖业的经济效益。卵巢是雌性哺乳动物重要的生殖器官,从胎儿期到老年期,卵巢的结构和功能不断发生变化,解析其内在遗传机制对家畜选种选配尤为重要。近年来,随着测序技术的快速发展,单细胞转录组测序... 在现代养殖生产中,繁殖性能决定了养殖业的经济效益。卵巢是雌性哺乳动物重要的生殖器官,从胎儿期到老年期,卵巢的结构和功能不断发生变化,解析其内在遗传机制对家畜选种选配尤为重要。近年来,随着测序技术的快速发展,单细胞转录组测序能对单个细胞进行分离和检测,提供更精确的细胞遗传学信息,现已广泛应用于雌性动物卵巢生长发育中,包括细胞类型鉴定、细胞间互作关系、细胞间通讯和关键基因挖掘等方面。该文介绍了反刍动物生长发育过程中卵巢卵泡发育和卵子发生的过程,并探讨了单细胞转录组测序技术原理及其在反刍动物卵巢生长发育上的应用,旨在为提高雌性动物繁殖效率提供理论参考。 展开更多
关键词 单细胞转录组 反刍动物 卵巢
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3个品种猪脂肪组织蛋白表达差异分析
10
作者 张连江 赵威 +2 位作者 杨丛田 牛伟 孙淑霞 《智慧农业导刊》 2025年第9期48-54,共7页
为了解不同品种猪脂肪含量差异产生的可能原因,取6日龄吉林花猪、松辽黑猪、二元猪侧颈部皮下脂肪组织,采用蛋白质组定量分析蛋白表达差异,将获得的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行KEGG富集分析并使用STRING... 为了解不同品种猪脂肪含量差异产生的可能原因,取6日龄吉林花猪、松辽黑猪、二元猪侧颈部皮下脂肪组织,采用蛋白质组定量分析蛋白表达差异,将获得的差异表达蛋白(differentially expressed proteins,DEPs)进行KEGG富集分析并使用STRING数据库进行蛋白互作(protein-protein interaction networks,PPI)分析。KEGG富集分析获得的脂肪生成相关代谢通路所注释到的DEPs主要在吉林花猪脂肪组织中显著高表达,处于互作关系核心的蛋白为FASN(fatty acid synthase)、ACOX1(acyl-CoA oxidase 1)、ACAA1(acetyl-CoA acyltransferase 1)。推测FASN、ACOX1、ACAA1是影响猪肉脂肪沉积效率的核心差异蛋白,FASN蛋白高表达可能是吉林花猪脂肪沉积量高的主要原因,而ACOX1、ACAA1高表达可能是吉林花猪体内脂肪高效生成后产生的反馈调节效应。 展开更多
关键词 蛋白质组学 脂肪组织 脂肪沉积 吉林花猪 肉品质
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畜禽肌肉肌苷酸研究进展 被引量：2
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作者 张瑶 朱礼阳 +5 位作者 杨莹 侯静严 韩涛泽 王凯龙 徐垭烯 盛熙晖 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第2期686-697,共12页
肌苷酸(inosine monophosphate, IMP)作为嘌呤代谢的中间产物,参与细胞内的能量代谢与信号传导。同时,肌苷酸是畜禽肉中的关键风味前体物质,与氨基酸、糖类等物质发生复杂相互作用产生香气化合物,显著提升畜禽肉鲜味和香味。肌苷酸含量... 肌苷酸(inosine monophosphate, IMP)作为嘌呤代谢的中间产物,参与细胞内的能量代谢与信号传导。同时,肌苷酸是畜禽肉中的关键风味前体物质,与氨基酸、糖类等物质发生复杂相互作用产生香气化合物,显著提升畜禽肉鲜味和香味。肌苷酸含量是肉质风味的重要评价指标,也是影响畜禽肉产品经济价值的重要因素。因此,肌苷酸对肉品质的影响、肌苷酸沉积的遗传调控机制备受关注。肌苷酸的合成与代谢受到众多基因的网络式调控。随着现代分子生物学技术的发展,研究人员深入解析肌苷酸的合成与代谢途径,揭示了若干关键酶和调控基因。目前,多组学技术已广泛应用于畜禽重要经济性状的遗传机制解析,畜禽肌肉肌苷酸沉积的调控机制有望进一步突破。文章主要对畜禽肌肉肌苷酸的研究进展进行综述,介绍了肌苷酸的结构和检测方法,简述了肌苷酸对肉品质的影响,回顾了肌苷酸合成与代谢作用机制,分析了影响肌苷酸合成代谢的主要因素等,为深入研究肌苷酸的合成与代谢机制、畜禽肉质风味调控机制和畜禽遗传育种改良提供理论参考。 展开更多
关键词 肌苷酸 畜禽 肉品质 作用机制
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奶牛抗热应激性能选育技术的研究与应用 被引量：2
12
作者 王子晨 卢徐斌 +4 位作者 朱立科 肖卫明 刘坤 毛永江 杨章平 《中国畜禽种业》 2025年第1期7-12,共6页
热应激严重威胁着奶牛生产性能和健康,给养殖业造成了巨大经济损失。随着奶牛选育目标的不断发展和完善,耐热性状逐渐在育种实践中受到重视,提升奶牛耐热性能并选育抗热应激奶牛,对养殖业可持续性发展至关重要。传统杂交改良进展缓慢,... 热应激严重威胁着奶牛生产性能和健康,给养殖业造成了巨大经济损失。随着奶牛选育目标的不断发展和完善,耐热性状逐渐在育种实践中受到重视,提升奶牛耐热性能并选育抗热应激奶牛,对养殖业可持续性发展至关重要。传统杂交改良进展缓慢,遗传标记辅助选择和高通量测序的发展尤其是基因编辑技术的应用为抗热应激奶牛选育提供了有效的工具。该文综述了抗热应激奶牛选育的研究进展,分析了基因编辑技术在育种体系中的应用现状与前景,为抗热应激奶牛新品系的选育提供借鉴,为奶牛种业自主创新提供理论参考。 展开更多
关键词 奶牛 耐热性 分子育种 基因编辑
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动物基因编辑技术的研究进展 被引量：1
13
作者 杨素杰 赵多维 +7 位作者 郭晓晨 张彩艳 田欢 张成达 尹智 赵祥杰 刘忠华 宋军 《中国畜禽种业》 2025年第4期155-170,共16页
动物基因编辑技术是现代生物学、医学和农业领域的重要工具,广泛应用于基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗和家畜育种等多个领域。通过对基因敲除、敲入和点突变等技术手段修饰特定基因以产生特定表型,例如研究人员能够在模型动物中... 动物基因编辑技术是现代生物学、医学和农业领域的重要工具,广泛应用于基因功能研究、疾病模型构建、基因治疗和家畜育种等多个领域。通过对基因敲除、敲入和点突变等技术手段修饰特定基因以产生特定表型,例如研究人员能够在模型动物中精确地模拟特定疾病的遗传变异与病理过程,从而深入探索疾病的发生发展机制。以CRISPR/Cas9为代表的新型基因编辑技术,凭借其高效性、精确性和操作简便性,为基因组定向编辑带来了革命性突破。该文系统地回顾了ZFNs、 TALENs、 CRISPR/Cas9、碱基编辑和先导编辑的发展历程及其在动物基因组编辑中的应用,重点探讨了CRISPR/Cas9系统的优势、挑战及优化策略。此外,该文还分析了基因编辑在提高家畜生产性能和抗病能力方面的实践意义,并展望了基因编辑技术在未来动物育种与疾病研究中的广阔前景。 展开更多
关键词 基因编辑技术 动物模型 家畜育种
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整合eQTL和GWAS数据识别潜在功能基因位点在动物遗传育种中的研究进展
14
作者 曹雨 周铂涵 +7 位作者 许琦 袁子翱 苏蕊 吕琦 李金泉 张燕军 王瑞军 王志英 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第10期4759-4773,共15页
精准识别与动物经济性状显著相关的潜在功能基因位点,对提升动物个体育种效果和改良生产性能具有重要的理论与实践意义。随着组学技术的发展,整合多组学数据已成为提高基因鉴定准确性的有效策略。其中,表达数量性状基因座(expression qu... 精准识别与动物经济性状显著相关的潜在功能基因位点,对提升动物个体育种效果和改良生产性能具有重要的理论与实践意义。随着组学技术的发展,整合多组学数据已成为提高基因鉴定准确性的有效策略。其中,表达数量性状基因座(expression quantitative trait locus,eQTL)分析为解析基因型与经济性状的关联机制以及基因表达的遗传调控网络提供了新的研究视角,使其成为后全基因组关联分析(post-genome-wide association studies,Post-GWAS)时代的重要研究方向。本文首先介绍了eQTL分析的基本原理与方法,然后重点探讨了整合eQTL与GWAS数据提升功能基因位点鉴定效率的策略与方法及其在重要家畜(牛、猪、鸡、羊)遗传育种方面的应用。最后归纳总结了在应用过程中存在的问题,为深入解析动物复杂性状的遗传机制提供了理论依据,同时为推进动物生物育种技术创新、助力种业振兴奠定了重要基础。 展开更多
关键词 EQTL GWAS 功能基因位点 动物育种
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基于自编码器整合转录组数据提升基因组预测的准确性
15
作者 骞里 梁忙 +10 位作者 邓天宇 杜丽丽 李柯安宁 邱诗元 薛青青 张路培 高雪 徐凌洋 郑彩宏 李俊雅 高会江 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第9期4410-4421,共12页
为进一步探索传统线性回归模型难以捕捉基因型与表型之间复杂关系的不足,本研究旨在利用机器学习整合组学数据提升基因组预测的准确性。本研究基于具有基因型与转录组数据的数据集:1)华西牛数据集涉及宰前活重、胴体重和净肉重3个主要... 为进一步探索传统线性回归模型难以捕捉基因型与表型之间复杂关系的不足,本研究旨在利用机器学习整合组学数据提升基因组预测的准确性。本研究基于具有基因型与转录组数据的数据集:1)华西牛数据集涉及宰前活重、胴体重和净肉重3个主要经济性状;2)水稻数据集包含单株产量、每穗粒数和千粒重3个农艺性状。采用五折交叉验证,以皮尔逊相关系数评估育种值估计的准确性。首先比较了基于单一组学数据作为输入时的预测表现,随后基于自编码器构建隐含矩阵作为关系矩阵用于模型建模。结果表明,使用转录组数据替代基因组数据作为输入可以提升模型的预测能力。在水稻和华西牛数据集分别提高了44.2%和27.4%,进一步地,将隐含矩阵用于建模后,模型预测准确性相较基因组关系矩阵在水稻和华西牛中分别提升了4.10%和6.81%。相关性分析表明,隐含矩阵与原始组学数据之间存在较强的非线性关系。将转录组作为模型输入,结合自编码器构建的关系矩阵,可有效提升选种选育的准确性,为育种工作的持续改进提供参考依据。 展开更多
关键词 多组学数据 特征提取 机器学习 基因组预测
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利用CRISPR/Cas9技术构建TRIM21敲除稳定HeLa细胞系
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作者 杨东亮 邵帅 +3 位作者 纪晓岚 张德荣 柏家林 李琼毅 《华北农学报》 北大核心 2025年第6期231-238,共8页
旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功构建TRIM21基因敲除的稳定人宫颈癌细胞(HeLa)系。首先,针对TRIM21基因设计并合成了2个特异性的sgRNA(sgRNA1和sgRNA2),通过PCR扩增和无缝克隆技术将其分别克隆至LentiCRISPRv2载体中。随后,利用... 旨在利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,成功构建TRIM21基因敲除的稳定人宫颈癌细胞(HeLa)系。首先,针对TRIM21基因设计并合成了2个特异性的sgRNA(sgRNA1和sgRNA2),通过PCR扩增和无缝克隆技术将其分别克隆至LentiCRISPRv2载体中。随后,利用电转染法将编辑载体转染至HeLa细胞中,并通过嘌呤霉素筛选获得成功整合编辑载体的单克隆细胞系。经Western Blot验证和扩大培养,获得了稳定敲除TRIM21的HeLa细胞系。基于该细胞系,进一步探究了TRIM21在调控Ⅰ型干扰素信号通路中的作用。试验结果表明,TRIM21敲除显著抑制了细胞内MDA5、MAVS和IRF3的表达水平,同时抑制了IRF3的磷酸化,揭示了TRIM21在Ⅰ型干扰素信号通路中的重要调控作用。成功构建的TRIM21敲除HeLa细胞系为深入研究TRIM21调控病毒增殖机制及其在先天免疫应答中的作用提供了可靠的细胞模型;通过优化试验方法,证实了电转染法在构建基因敲除细胞系中的高效性和稳定性,为其他基因敲除细胞系的构建提供了技术参考。 展开更多
关键词 细胞系 TRIM21 CRISPR/Cas9 电转染 人宫颈癌细胞HeLa
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赤水乌骨鸡EDNRB2基因多态性及其与肤色性状的关联分析
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作者 杨金林 李辉 +3 位作者 赵德鹏 石钰仕 龙霞 谭启松 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第2期759-770,共12页
[目的]分析赤水乌骨鸡内皮素受体B亚型2(endothelin receptor B subtype 2,EDNRB2)基因多态性对乌骨鸡肤色性状的影响,并筛选EDNRB2基因调控赤水乌骨鸡肤色的关键多态位点,为深入探究乌骨鸡黑色素沉积调控的内在机制与赤水乌骨鸡肤色性... [目的]分析赤水乌骨鸡内皮素受体B亚型2(endothelin receptor B subtype 2,EDNRB2)基因多态性对乌骨鸡肤色性状的影响,并筛选EDNRB2基因调控赤水乌骨鸡肤色的关键多态位点,为深入探究乌骨鸡黑色素沉积调控的内在机制与赤水乌骨鸡肤色性状的优化改良提供新的遗传标记。[方法]以赤水乌骨鸡作为研究对象,对EDNRB2基因第1~9外显子进行PCR扩增后测序,对所获序列进行比对鉴定其单核苷酸多态性(SNP)位点,并分析EDNRB2基因的遗传多样性。利用RNAfold web server分析EDNRB2基因SNP位点突变前后的mRNA二级结构;利用SHEsis在线网站进行EDNRB2基因SNP位点的连锁不平衡及单倍型、双倍型分析;利用SPSS 27.0软件分析EDNRB2基因多态性与赤水乌骨鸡肤色性状的关联性。[结果]在赤水乌骨鸡EDNRB2基因第3与9外显子上共发现5个SNPs位点,其中第3外显子中存在2个SNPs位点(g.11120193 T>C和g.11120382 C>T),第9外显子中在3个SNPs位点(g.11125882 G>A、g.11125917 T>A、g.11125931 C>A)。g.11120193 T>C位点存在TT、TC、CC 3种基因型,g.11120382 C>T位点存在CC、CT 2种基因型,突变类型均属于同义突变;g.11125882 G>A位点存在GG、AG、AA 3种基因型,属于错义突变(Gly→Glu);g.11125917 T>A位点存在TT、AT、AA 3种基因型,属于错义突变(Phe→Ile);g.11125931 C>A位点存在CC、AC、AA 3种基因型,属于无义突变。EDNRB2基因5个SNPs位点共发现10种单倍型与24种双倍型,其中优势单倍型与双倍型分别为H4与H4H4。关联分析结果显示,EDNRB2基因g.11120193 T>C位点CC基因型个体的鸡冠△a值显著高于TC基因型(P<0.05),背部△a值显著低于TT基因型(P<0.05);g.11125931 C>A位点CC基因型个体鸡冠△L值显著高于AC基因型(P<0.05);其余SNP位点不同基因型个体间的肤色参数差异均不显著(P>0.05)。双倍型H5H5与H7H7对赤水乌骨鸡的肤色性状影响最为明显。[结论]在EDNRB2基因第3、9外显子上共发现5个SNPs位点,其中g.11120193 T>C和g.11125931 C>A位点与赤水乌骨鸡的鸡冠、背部的肤色有显著关联性。双倍型H5H5对鸡冠△L值与△a值、背部△b值、翅下△b值有明显影响。EDNRB2基因能够作为赤水乌骨鸡的肤色性状育种选择的候选基因。 展开更多
关键词 赤水乌骨鸡 EDNRB2基因 单核苷酸多态性 肤色 关联分析
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塔里木马鹿KCNQ1基因生物信息学分析及其非同义突变对蛋白表达的影响
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作者 李功腾 王天骄 +5 位作者 陈旭 高鹤轩 杨苏坤 闫霄枫 刘欣 邢秀梅 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第10期4549-4562,共14页
【目的】探究钾电压门控通道亚家族KQT成员1(KCNQ1)基因的生物学作用,以及非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)对塔里木马鹿肾脏水分重吸收功能的影响。【方法】基于前期测序数据进行基因型频率比对,筛选获得塔里木马鹿KCNQ 1基因序列,对其进... 【目的】探究钾电压门控通道亚家族KQT成员1(KCNQ1)基因的生物学作用,以及非同义单核苷酸多态性(nsSNPs)对塔里木马鹿肾脏水分重吸收功能的影响。【方法】基于前期测序数据进行基因型频率比对,筛选获得塔里木马鹿KCNQ 1基因序列,对其进行相似性比对及系进化树构建,并采用在线软件对该序列进行生物信息学分析。提取东北马鹿和塔里木马鹿全血DNA,克隆KCNQ 1基因野生型和突变型并构建过表达载体,进行慢病毒转染后利用Western blotting检测KCNQ1蛋白表达水平。【结果】塔里木马鹿KCNQ 1基因编码区存在1个与耐旱相关的非同义突变位点c.A835G(p.I279V)。相似性比对结果显示,塔里木马鹿KCNQ 1基因与加拿大马鹿的相似性最高(99.41%),且与白尾鹿和黇鹿的相似性超过97%。系统进化树显示,塔里木马鹿与加拿大马鹿亲缘关系最近,与牛和山羊的亲缘关系较远。塔里木马鹿KCNQ1蛋白由340个氨基酸组成,其分子式为C_(1624)H_(2607)N_(535)O_(456)S_(6),分子质量为37.15 ku,不稳定系数为52.12,理论等电点为11.5,平均亲水性为―0.708。KCNQ1蛋白主要定位于基底外侧膜,具有O-糖基化位点和磷酸化位点,但缺乏N-糖基化位点、信号肽和跨膜区域。PolyPhen-2软件预测显示,KCNQ1蛋白突变型位点发生了良性变化,且该突变位点位于转录因子HNF-1β上,促进了KCNQ 1基因的转录效率。KCNQ1蛋白二级结构和三级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,但在塔里木马鹿突变型位点上发生了改变,由α-螺旋变成无规则卷曲。Western blotting结果显示,塔里木马鹿野生型和突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于对照组(P<0.01),且突变型KCNQ1蛋白表达量极显著高于野生型(P<0.01)。【结论】塔里木马鹿KCNQ 1基因编码区存在1个非同义突变位点c.A835G(p.I279V)。塔里木马鹿KCNQ1蛋白编码340个氨基酸,具有O-糖基化位点和磷酸化位点,其突变型位点发生了良性变化,且位于转录因子HNF-1β上。试验成功克隆并构建KCNQ 1基因野生型和突变型慢病毒过表达载体,且突变型蛋白表达量显著高于野生型。研究结果为塔里木马鹿肾脏水分重吸收机制提供了理论依据。 展开更多
关键词 塔里木马鹿 KCNQ 1基因 非同义突变 生物信息学 过表达载体
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贵州黑山羊AMH、CYP19A1基因多态性及其与产羔数的关联分析
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作者 杨蓉 周迪 +9 位作者 王珍梅 田兴舟 陈祥 吕艳丽 吴雨 敖叶 郭振刚 赵德鹏 黄清赟 张悻 《中国畜牧兽医》 北大核心 2025年第10期4785-4795,共11页
【目的】分析贵州黑山羊抗缪勒氏管激素(AMH)、芳香化酶P450(CYP19A1)基因多态性,筛选出对山羊产羔数有显著影响的单核苷酸多态性(SNP)位点。【方法】以贵州黑山羊为研究对象,利用PCR产物直接测序,对AMH、CYP19A1基因全部外显子进SNP位... 【目的】分析贵州黑山羊抗缪勒氏管激素(AMH)、芳香化酶P450(CYP19A1)基因多态性,筛选出对山羊产羔数有显著影响的单核苷酸多态性(SNP)位点。【方法】以贵州黑山羊为研究对象,利用PCR产物直接测序,对AMH、CYP19A1基因全部外显子进SNP位点筛选,运用在线软件预测AMH、CYP19A1蛋白的二级结构、三级结构以及信号肽,并进行SNP位点与产羔数的关联分析。【结果】在贵州黑山羊AMH基因第5外显子处发现1个SNP位点:g.2612 A>G;在CYP19A 1基因第5外显子处发现1个SNP位点:g.37836 T>C;在CYP19A1基因第10外显子处发现2个SNPs位点:g.48986 C>T和g.49046 A>G。二级结构、三级结构预测发现,AMH、CYP19A1蛋白突变后二级结构稳定性降低,其中无规则卷曲占比最高,具有更高的复杂性,且AMH、CYP19A1蛋白不存在信号肽。χ^(2)检验结果显示,4个SNPs位点基因座均偏离Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),均属于中度多态(0.25<PIC<0.5)。关联分析结果表明,AMH基因g.2612 A>G位点GG基因型贵州黑山羊产羔数极显著或显著高于AG和AA基因型(P<0.01;P<0.05);CYP19A1基因g.49046 A>G位点GG基因型贵州黑山羊产羔数显著高于AA和AG基因型(P<0.05);其他2个SNPs位点不同基因型间产羔数无显著差异(P>0.05)。【结论】AMH、CYP19A1基因g.2612 A>G、g.49046 A>G位点与贵州黑山羊产羔数具有显著相关,可作为山羊产羔性状的分子标记。试验结果为研究贵州黑山羊多胎性状提供了理论依据。 展开更多
关键词 贵州黑山羊 AMH基因 CYP19A1基因 多态性 产羔数
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基于转录组和蛋白质组分析筛选银黑狐毛色形成的关键基因
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作者 李佳鹏 刘庆 +2 位作者 孙佳钰 马泽芳 崔凯 《畜牧兽医学报》 北大核心 2025年第9期4379-4392,共14页
旨在筛选影响银黑狐毛色形成的关键基因。在相同饲养条件下,本研究选取9月龄、健康且体重相近的雄性银黑狐和北美赤狐各4只,将其分为银黑狐组(YS)和北美赤狐组(CS)。分别采集两组狐的背中部皮肤样本进行转录组测序(RNA-Seq)和串联质量标... 旨在筛选影响银黑狐毛色形成的关键基因。在相同饲养条件下,本研究选取9月龄、健康且体重相近的雄性银黑狐和北美赤狐各4只,将其分为银黑狐组(YS)和北美赤狐组(CS)。分别采集两组狐的背中部皮肤样本进行转录组测序(RNA-Seq)和串联质量标签(TMT)标记的定量蛋白质组测序分析,筛选差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs)并进行功能富集分析,鉴定与银黑狐毛色形成相关的候选基因。结果表明,与北美赤狐相比,在银黑狐皮肤中共鉴定到2403个差异表达基因(DEGs)和203种差异表达蛋白质(DEPs)。功能富集分析显示,15个DEGs和6个DEPs通过黑色素合成、PI3K-Akt、cAMP、Wnt和MAPK信号通路参与调控黑色素生物合成。转录组与蛋白质组关联分析表明,TYRP1和NRAS等12个基因在mRNA和蛋白质表达水平上呈现一致的显著变化。蛋白互作网络分析进一步确认了TYRP1、NRAS、MLANA、LEF1、TYR、KITLG、EDNRB、GSK3β、AKT2和ERBB3基因为黑色素合成的关键基因。RT-qPCR和Western blot验证了测序结果的可靠性。本研究确定TYRP1和NRAS可能是影响银黑狐毛色表型的关键候选基因,为银黑狐毛色形成的分子调控机制及狐的分子育种提供了理论依据。 展开更多
关键词 狐 毛色 转录组 蛋白质组 关键基因
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