豬不同組織的轉(zhuǎn)錄組及多物種的線粒體DNA拷貝數(shù)比較分析.pdf

1、高海拔低氧對人類和畜禽生存和發(fā)展影響較大，目前對高原民族在高海拔低氧適應(yīng)研究較多。相比于高原居住民族，高原畜禽遺傳背景和適應(yīng)高海拔低氧進(jìn)化機(jī)制尚不清楚。線粒體是機(jī)體應(yīng)對低氧脅迫參與低氧適應(yīng)調(diào)控機(jī)制不可缺少的方面。線粒體形態(tài)數(shù)目改變，序列突變，細(xì)胞能量代謝改變及呼吸鏈效率調(diào)控均反映了機(jī)體應(yīng)對低氧所進(jìn)行功能和分子機(jī)制調(diào)整。以高原畜禽作為研究材料是研究高海拔低氧適應(yīng)的理想模型，同時深入探索其在低氧適應(yīng)下的生理和遺傳分子機(jī)制，有利于高原畜禽育種

2、以及種群發(fā)展，也可為研究高海拔適應(yīng)進(jìn)化提供方向和證據(jù)。
　　本研究通過熒光定量技術(shù)方法對藏豬和榮昌豬及4組高原與平原物種的心肌，眼肌，肺及腦的線粒體拷貝數(shù)進(jìn)行檢測。多因素方差分析結(jié)果顯示，組織、海拔與物種均存在交互作用，影響效果為組織＞海拔＞物種。除了藏綿羊的心肌線粒體拷貝數(shù)大于腦的線粒體拷貝數(shù)以外，其余物種拷貝數(shù)在組織間的規(guī)律呈現(xiàn)一致性規(guī)律由高到低:腦＞心?。狙奂。痉?。對藏豬與榮昌豬的線粒體拷貝數(shù)定量發(fā)現(xiàn)在4個組織中均呈現(xiàn)高原物

3、種較平原物種線粒體數(shù)目偏低的現(xiàn)象。而后對藏豬與榮昌豬眼肌的轉(zhuǎn)錄組測序，發(fā)現(xiàn)藏豬與榮昌豬眼肌組織中共有432個轉(zhuǎn)錄本差異表達(dá)，其中119個轉(zhuǎn)錄本在藏豬中差異高表達(dá)，213在榮昌豬中差異高表達(dá)。藏豬差異高表達(dá)基因與線粒體，線粒體氧化磷酸化及能量代謝，低氧應(yīng)答通路相關(guān)。而榮昌豬高表達(dá)基因與轉(zhuǎn)錄調(diào)控，細(xì)胞凋亡及學(xué)習(xí)記憶和生物節(jié)律相關(guān)。為了驗證高原物種線粒體拷貝數(shù)低于平原物種這一規(guī)律，又對多物種比較線粒體拷貝數(shù)差異分析，除個別物種的個別組織是平原

4、物種的線粒體拷貝數(shù)高于高原物種，其余均呈現(xiàn)高原物種線粒體拷貝數(shù)低于平原物種這一規(guī)律。禽類和哺乳動物線粒體受海拔影響來看，哺乳動物心肺受海拔影響較大而禽類肺的線粒體拷貝數(shù)相對變化率最小，推測禽類高空飛行進(jìn)化出獨(dú)特的呼吸構(gòu)造，導(dǎo)致禽類肺部能量代謝受海拔低氧影響不大。
　　由于長期持續(xù)低氧下累積ROS會損傷細(xì)胞，我們推測降低線粒體數(shù)目是高原畜禽在長期低氧脅迫下建立一種優(yōu)化能量利用效率和避免ROS損傷的低耗的節(jié)約型策略。本實驗為研究高原畜