畜牧兽医学报

作者：张志飞, 唐雪颖, 闵力, 童雄, 陈卫东, 巨向红, 李大刚

单位：1. 广东省农业科学院动物科学研究所 广东省畜禽育种与营养研究重点实验室, 广州 510000;2. 广东海洋大学滨海农业学院, 湛江 524000

关键词：荷斯坦奶牛,肝脏,泌乳,繁殖性能,加权基因共表达网络分析

基金：岭南现代农业科学与技术广东省实验室河源分中心项目(DT20220021);广东省现代农业产业技术体系创新团队项目(2023KJ114);广州市农村科技特派员项目(20212100032)

旨在运用加权基因共表达网络分析技术(weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)筛选出荷斯坦奶牛(Bos taurus)肝脏组织中与泌乳时期及繁殖力相关的基因。本研究采用GEO数据库中的GSE62159数据集,该数据集分别包含高繁殖力(分泌到配种的平均时间间隔为85.6 d,n=24)和低繁殖力(分泌到配种的平均时间间隔为113.8 d,n=24)健康荷斯坦母牛在妊娠后期、泌乳初期和泌乳中期的肝脏组织转录组数据,使用R语言中的WGCNA包对该数据集进行共表达分析。将所得到的模块与不同泌乳时期以及不同繁殖力进行关联分析,得到目标模块,再依据连接度选择出排名前30的基因作为枢纽基因(Hub 基因),对Hub基因进行功能富集分析,使用String网站构建出模块的蛋白互作网络(PPI),并使用Cytoscape软件筛选出Hub基因与蛋白互作分析(PPI)网络核心基因的交集,最终得到肝脏中与泌乳时期及繁殖力相关的目标基因。研究共得到14个模块,其中tan、greenyellow两个模块与泌乳时期相关,black模块与繁殖力相关。对hub基因进行富集分析后,发现肝脏中与泌乳早期相关基因功能主要包括:有物质的合成代谢途径、脂质脂蛋白的基因表达、蛋白质的合成到分泌等;与泌乳中期相关基因功能主要包括:疾病、机体的炎症反应、免疫反应以及急性期等;与繁殖力相关基因功能主要包括:胰岛素抵抗、子宫内膜癌以及癌症等。筛选到的12个肝脏中与泌乳早期相关的目标基因有RPN1、SEC61A1、SEC61B、SEC61G、SSR1、SSR3、STT3A、DAD1、DDOST、ERLEC1、HM13和OSTC;6个与泌乳中期相关的目标基因有ITGAL、ITGB2、LAPTM5、PTPRC、C3AR1和CTSS;4个与繁殖力相关的目标基因有:PDS5A、ROCK1、AQR和LTN1。本研究使用WGCNA、PPI、基因功能富集等生物信息学方法,鉴定得到荷斯坦奶牛肝脏中与泌乳时期、繁殖力相关的目标基因,并对目标基因进行了功能富集分析,为高繁殖力及高产奶牛培育方向的科研工作积累了理论资料。

来源：2024年第2期

《畜牧兽医学报》期刊编辑部

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