鸡脂肪代谢相关基因的表达与网络分析

本研究应用基因芯片的技术,就控制脂肪代谢途径中的20个基因在鸡体内的不同生长时期的表达情况进行分析,构建了这些基因的贝叶斯互作网络(Bayesian Network),并用多种分析方法进一步分析了几个重要的基因在网络中的作用及其对肉质性状的影响。 主要的技术创新与研究结果如下: 1、设计并制备了多个样本分区杂交的基因芯片,实现了在一张芯片片基上点制48个基因点阵,达到了一次同时进行多个样本杂交的试验目的,获得这些基因表达量的信息,并且减小了因不同芯片杂交带来的实验误差。组建了专门用于芯片研究的北京油鸡全同胞家系,最大限度地保证了试验样本遗传背景的一致性。 2、北京油鸡的5个不同生长时期,肝脏内相关脂肪代谢途径的20个基因的表达结果表明:解偶联蛋白基因的表达量是20个基因中最高的,平均达到11.61,其它基因的表达量都比阳性对照GAPDH低。肝脏中生长激素基因的表达与体重的相关系数在6周龄时为0.05显著的负相关(-0.36),8周龄为0.05-0.10显著水平的负相关(-0.36),10周龄为0.05显著水平的正相关(0.47)。 腿肌的肌内脂肪含量在10周龄时几乎与所有的基因都呈高度的负相关。胸肌和腿肌的肌内脂肪含量(IMF)相关系数只有0.31,说明胸肌与腿肌这两个不同部位的肌肉组织在肌内脂肪沉积的机制上可能存在着很大的差异。 3、构建了脂肪代谢相关基因的贝叶斯网络模型图,该网络图共有19个节点,28条连线,位于网络起始端的基因是Spot14 α和Spot14 β,网络中H-FABP的连线最多,共有7条,可以认为H-FABP基因是这个网络的中枢节点(Hub)。ACC在网络中有5条连线,在网络中起着较为重要的作用。 4、条件概率和两尾性状对比分析的结果表明:多数基因表达量的不同没有引起性状的差异,而且低于50%的条件概率值一般不会得到基因表达量影响性状的直接结果。H-FABP和GH在10周龄高表达组的腿肌IMF含量比低表达组的腿肌IMF含量低,差异显著(P<0.05)。条件概率分析的结果与相关分析的结果有一定的相似性,但与回归方程的分析结果有较大的不同。 综合多种分析结果,许多脂肪代谢相关基因的表达在10周龄时对各种肉质性状会产生较大影响。其中,AMPK、LPL、H-FABP、GH和GHR等基因对肉质性状的影响最大。AMPK、H-FABP、GH和GHR基因的表达量对体重是负效应,LPL和GHR的表达差异对10周龄北京油鸡的腿肌IMF影响极显著(P<0.01)。 本研究从基因互作网络的角度分析了多个基因的表达对肉质性状的影响,是对多基因互作以及这种互作与性状之间关系的研究在分析方法上的进一步探索。