畜牧兽医学报

当前目录

• 细胞反卷积算法及其在家养动物研究中的应用进展与挑战

  杨彦达, 郜鹏举, 杨芳, 丁小玲, 高亚辉, 高宁, 何俊, 张跃博

  常规RNA测序（bulk RNA sequencing， bulk RNA-seq）在家养动物研究中广泛用于揭示组织水平的转录组差异，但其反映的是群体细胞的平均基因表达，掩盖了组织内的细胞异质性，限制了对复杂性状在细胞层面调控机制的解析。单细胞RNA测序（single cell RNA sequencing， scRNA-seq）具有高精度和高灵敏度，可表征组织的复杂细胞组成并探究细胞异质性背后的遗传调控机制。然而，由于成本高昂、生物系统复杂以及技术操作门槛较高，该技术在家养动物研究中的规模化应用受限。在此背景下，细胞反卷积（single-cell deconvolution）算法应运而生，根据数据特征差异，该方法基于参考表达谱构建、特征基因筛选或无监督学习等策略，可从bulk RNA-seq中推断细胞组成比例，突破其无法解析细胞异质性的瓶颈；部分算法还能进一步预测细胞类型特异性表达趋势，实现从群体到细胞层面的功能解析。近年来，该方法已逐步应用于猪、牛、鸡等家养动物。本文系统梳理了细胞反卷积算法的基本原理、主流算法和在家养动物中的应用现状，重点分析了参考矩阵构建、数据整合和模型适配等方面的技术瓶颈，并探讨其在多组学融合与细胞功能解析中的拓展潜力，旨在为推动细胞反卷积算法在家养动物研究中的深入应用提供理论框架与方法支持。

• 利用机器学习开展畜禽品种鉴定的研究进展

  邱丹妮, 李以蓬, 赵尚辉, 王瑞旗, 刘小红, 邱小田, 袁晓龙

  品种鉴定是保种工作的基础，在家畜遗传资源管理、品种纯度评估、育种策略实施、产品溯源、供应链管理以及保障食品与生物安全等方面具有重要作用。本文综述了常见畜禽（猪、牛、羊、狗、鸡）品种鉴定的传统与现代方法，系统总结了近年来利用机器学习进行品种鉴定的研究进展。传统鉴定方法（如形态学评估、动物理化指标分析）因准确性有限、操作繁琐且耗时，已难以适应大规模品种鉴定的需求。随着智慧畜牧研究的深入发展及高通量组学技术的不断成熟，基于机器学习的品种鉴定方法应运而生，并逐步获得广泛应用。本文梳理了当前品种鉴定领域的重要研究成果，深入探讨了多种机器学习算法的优势与局限，分析了其在实际应用中存在的问题，为相关技术的进一步发展提供参考，也为农业动物的分子育种与精准管理提供理论支持。

• 牦牛乳腺发育及其泌乳调控机制研究进展

  张昆, 陆宝莹, 方有贵, 王海龙, 辛有宏, 杨其恩

  牦牛适应青藏高原低温、强紫外、缺氧和营养胁迫为主要特征的极端环境，是高海拔牧区的优势畜种。牦牛属于多功能型牛种，兼具产肉、产绒、乳用及役用性能，其乳用性能未经过高强度选育。牦牛产奶量低，但乳脂率、乳糖和乳蛋白含量均显著高于普通牛。乳汁由乳腺分泌，泌乳是复杂生物过程，依赖于多种细胞协调维持生理功能。乳腺是哺乳动物特有的器官，其发育和功能转换受复杂基因网络的调控。随着组学技术的发展和功能基因组学研究的深入，人、小鼠和普通牛等物种乳腺发育的核心调控因子得到解析，控制泌乳过程和乳脂分泌等关键过程的调控网络逐渐清晰。虽然产乳性状是牦牛重要的经济性状，但关于牦牛乳腺和泌乳基因调控网络的研究相对较少。本文系统总结了牦牛乳腺在形态、发育、泌乳机制、泌乳性能等方面与其它物种的相似性和异质性，提出了牦牛相关方面亟需解决的关键科学问题，以期为乳腺生物学研究和牦牛产乳性状功能基因的鉴定提供重要的信息。

• 植物精油对畜禽肠道健康的调控作用及机制

  赵亚波, 裴乐, 李锋, 王凤武

  肠道既是营养物质消化吸收的场所，又是防御病原体的天然屏障，其健康程度与畜禽生长性能和机体免疫能力密切相关。因此，如何提升畜禽肠道健康水平，已成为学者们关注的热点问题。植物精油（plant essential oil，PEO）是从植物中提取的一种低分子量的次生植物代谢物，近年来研究发现，PEO可增强肠道屏障功能、促进肠道有益菌群定植，对于改善肠道健康具有一定积极作用。本文从肠道形态、肠道屏障功能及肠道菌群等方面系统地综述了PEO对畜禽肠道健康的影响及调控作用，并探讨了其潜在的作用机制，以期为PEO的开发利用提供参考。

• 减少反刍动物甲烷排放：从饲粮调整到放牧优化

  杨恬, 王明明, 郑继康, 赵永聚

  反刍动物瘤胃发酵以甲烷形式损失2%~12%的饲料能量，同时对环境造成不利影响，寻找经济有效的方法减少反刍动物甲烷排放，成为当前研究的重点。通过合理的饲粮搭配和放牧管理措施，可以调控瘤胃微生物代谢途径，降低产甲烷菌活性，并提高宿主对养分的利用率，从而减少甲烷排放。本文综述了目前关于不同饲粮营养策略（如调整日粮组成、牧草的选择与利用、牧草加工与保存等）和放牧管理措施（如载畜量、放牧方式和放牧强度）对反刍动物肠道甲烷减排的有效性及其缓解机制，并讨论了这些策略的适用性和应用潜力，为反刍动物甲烷减排提供理论依据和实践指导。

• 牛乳中β-内酰胺酶的来源与检测方法最新研究进展

  程文杰, 郑楠, 赵艳坤, 王加启, 孟璐

  β-内酰胺酶是一种能水解β-内酰胺类抗生素的酶，其在牛乳中的残留问题日益受到关注。牛乳中β-内酰胺酶残留的内源性因素与奶牛自身的健康状况有关，而外源性因素主要涉及人为非法添加。β-内酰胺酶残留可能引起多种健康风险，包括细胞毒性分解产物的积累、抗生素失效、人体对药物产生抗性等。目前，牛乳中β-内酰胺酶残留的检测方法包括微生物法、碘量法、酸度计法、仪器检测法和快速检测法等，但这些方法均存在局限性。本文综述了牛乳中β-内酰胺酶的生物学特性、来源以及最新检测方法的研究进展，探讨了检测方法的局限性，并对未来的管理措施以及新兴技术的检测方法进行了展望，以期能够为检测人员和研究工作者提供科学依据与参考，提高奶制品安全水平。

• 运输应激导致牛生理系统失衡的研究进展

  赵坤山, 曾致, 郑伟剑, 罗羽欣, 张瀚文, 丁瑜琰, 阿旺次仁, 索朗杰布, 沈留红

  运输应激是影响牛健康和生产性能的重要因素，涉及其代谢、消化、内分泌、免疫等多个生理系统。在运输过程中，多种应激源（如禁食、缺水、温度波动、拥挤、装卸等）会对牛生理机能造成负面影响，引起应激激素大量产生和瘤胃微生物群落丰度改变，进而降低免疫功能和抗氧化能力，造成组织器官损伤，最终影响整体健康和生产性能。本文综述了运输应激引起牛机体生理失衡的变化机制，以期为明确牛运输应激防控靶点和提高牛运输过程中的动物福利提供理论参考。

• 基于基因组的SNP和ROH的河套大耳猪群体遗传结构解析

  田明, 王文清, 程士哲, 何鑫淼, 王文涛, 吴赛辉, 王坤, 李虎山, 王玮婕, 张龙超, 刘娣

  旨在通过基因组学方法系统评估河套大耳猪的群体遗传特征，为其种质资源保护提供科学依据。本研究基于50K SNP芯片数据，采用plink （v1.90）、GCTA软件（v1.93）、MEGAX （v10.0）等软件进行分析获得PCA、遗传距离、亲缘关系、近交系数以及系统发育树信息，利用多维度分析方法对78头河套大耳猪进行检测。群体结构分析表明，该群体可划分为4个亚群，平均遗传距离为0.793，6个公猪血统构成其家系基础。基因组纯合片段（ROH）分析共检测到2 601个片段，个体平均携带21个ROH，平均长度7.77 Mb，群体近交系数（FROH ）为0.13。综合分析显示，该群体具有家系数量有限、公畜血统较少、中等亲缘关系、低近交水平等特点。这些基因组层面的研究结果为河套大耳猪的种群优化和遗传改良提供了重要参考。

• ZNF697对猪骨骼肌卫星细胞增殖及分化的调控作用

  李杨, 文成龙, 王育禾, 李晓

  旨在探究ZNF697对猪骨骼肌卫星细胞（muscle satellite cells， MuSCs）增殖及分化的影响。本试验以猪MuSCs为研究对象，利用流式细胞术、实时荧光定量聚合酶链式反应（qRT-PCR）、蛋白质免疫印迹（Western blot）和免疫荧光染色等方法检测ZNF697对猪MuSCs增殖及分化的影响。获得以下研究结果：1）ZNF697 mRNA的表达量随猪MuSCs增殖而动态变化，干扰ZNF697抑制Cyclin E（P<0.01）、Cyclin D（P<0.05）mRNA表达和Cyclin B（P<0.05）蛋白表达，促进p21（P<0.01）mRNA表达，过表达ZNF697取得相反的结果。2）ZNF697在猪MuSCs成肌分化过程中表达逐渐升高，干扰ZNF697显著降低成肌分化指数（P<0.05），抑制MyoG（P<0.01）mRNA表达、MyHC（P<0.05）、MyoD（P<0.01）mRNA和蛋白表达，过表达ZNF697取得相反的结果。本研究鉴定了猪MuSCs增殖与成肌分化的促进因子——ZNF697，为培育高瘦肉率的优良猪种提供了育种靶点。

• 猪VIM基因的引导编辑与效率优化

  李韬, 艾新洁, 倪梦茹, 吴望军, 李平华, 侯黎明, 黄瑞华

  旨在建立高效的猪细胞基因编辑技术体系，为引导编辑（prime editing，PE）系统在猪遗传育种上的应用奠定基础。本研究从VIM基因编码区选取多个候选位点，严格遵循CRISPR/Cas9系统的靶位点设计原则，进行sgRNA设计。通过生物信息学工具对候选sgRNA进行评分，筛选出评分最高的两条sgRNA序列，以上述优选的两条sgRNA为基础，进一步设计对应的pegRNA。利用药物hydroxyurea和nocodazole处理细胞使其停留在G1/S或G2/M时期，并将nCas9-RT融合蛋白编辑器载体和pegRNA表达载体电转染进细胞，48 h后提取混合细胞基因组DNA，PCR扩增靶位点后进行二代测序，利用CRISPResso2分析编辑结果。结果表明，PE2系统在PK15细胞中的编辑效率为0.16%~14.03%。在IPEC-J2细胞中的编辑效率为0.08%~0.58%。PEmax系统在PK15细胞上的编辑效率为0.63%~23.25%。而PE4和PE4max系统在PK15细胞中的编辑效果较差，编辑效率最高分别为0.7%和0.36%。调控细胞周期可以提升PE2系统对猪VIM 基因单碱基替换和单碱基缺失两者编辑类型的编辑效率，前者编辑效率提升了1.4倍，后者编辑效率提升了2.6倍。结果显示，PE技术能够对猪VIM基因进行多种不同类型的精确编辑且通过细胞周期调控能够提升其编辑效率。可以为下一步结合体细胞克隆技术制备生产性能改良较高的猪群体提供技术参考。