通过两种肉鸡对比，揭示商业遗传选择，对肉鸡生长基因表达的影响

文 | 执卷无言

编辑 | 执卷无言

引言

商业遗传选择是现代畜禽养殖业中广泛应用的一项技术，旨在通过选育具有优良生产性能的个体，从而提高养殖动物的生产效益，本文研究的目的是比较两种肉鸡品系之间生长相关基因表达的差异，探究商业遗传选择是否会引起基因表达的变化，并分析基因表达变化与肉鸡生长性能之间的关系，深入了解遗传选择对生长性能的影响机制。

研究表明，两种肉鸡品系在生长相关基因表达水平上存在显著差异，部分基因的表达水平受到了商业遗传选择的影响，但毋庸置疑的是，商业遗传选择对肉鸡生长性能产生了显著影响，与基因表达的变化具有一定的关联性。

实验设计及组织采集

用于本研究的样本来自于先前发表的研究中描述的两个实验，这些实验从雄性ACRB和Ross 308肉鸡中收集，第一个实验在胚胎发育阶段进行，第二个实验在孵化后的幼体发育阶段进行，所有使用动物的实验程序都遵循佐治亚大学和马里兰大学机构动物护理和使用指南。

在第一个实验中，从每个品系的18个胚胎中在胚胎日12、10、12、14和16收集皮肤、肝脏和乳房肌肉，其中e0表示将鸡蛋放入孵化器的日期，来自两个品系的种蛋在相同条件下在同一孵化器中一同孵化。

性别二态性染色体-解旋酶-DNA结合蛋白的PCR分析被用于确定每个胚胎的性别，每个年龄来自每个品系的四个雄性胚胎的肝脏和乳房肌肉被用于基因表达分析。

在第二个实验中，每个品系的雄性被分别放养在单独的地板围栏中，以确保环境条件相同，两条生产线都可以自由获得水和与前述相同的三阶段现代商业型饲料，在孵化后的第8、10、20和30天，在每个围栏中的一只鸟被收集肝脏、乳房肌肉和血浆。

简而言之，肝脏和乳房肌肉被立即快速冷冻在液氮中并储存在-80°C，然后用于基因表达分析，全血被收集到带有肝素锂的注射器中，并在冰上储存不超过60分钟，然后通过1500x g和4°C离心10分钟分离血浆，血浆在使用前被存储在-20°C，以进行循环激素水平评估。

使用RNeasy Mini试剂盒从肝脏和乳房肌肉中分离总RNA，对富含脂质或纤维的组织进行了修饰，并通过RT-qPCR进行分析，方法如前所述，简而言之，使用随机六聚体引物和M-MuLV逆转录酶对总RNA进行逆转录，产生的cDNA通过qPCR扩增，使用内含子跨越引物设计。

使用Primer Express软件设计，通过qPCR分析混合肝脏和肌肉cDNA的连续稀释液，以确定每个引物对的扩增效率，使用以下公式计算：效率= [10-1]。

肝脏中的转录物被标准化为甘油醛-3-磷酸脱氢酶，肌肉中的转录物被标准化为18s核糖体rRNA，通过方程式，每个转录本的相对交互数据相对于mRNA水平最高的品系和年龄进行表示，主效应数据相对于mRNA水平最高的品系或年龄进行表示，在所有情况下，具有最高表达水平的交互数据和主效应数据的值均为100%。

使用市售的竞争性结合 ELISA在 VICTOR3 多标签酶标仪上分析样品一式两份，其灵敏度限分别为 1 和 2.125 pg/ml，根据制造商的说明进行ELISA。

修改为在加入标准品或样品和生物素化IGF后，将板在62°C下孵育5小时，而不是在18°C下孵育4分钟，IGF60 ELISA的测定内和测定间变异系数分别确定为37.1和4.023，IGF6 ELISA的测定内和测定间变异系数分别确定为479.2和10.0。

胚胎发育过程中的受体表达

在胚胎肝脏中，GHR的表达显示出一种近乎显著的主要效应，其中Ross 308与ACRB相比表达升高，但在整体上表达没有显著差异，肝脏中的GHR表达受到年龄的显著主要影响，在e10和e18之间水平显著且稳定地增加。

在肝脏中，虽然肝脏IGF1在品系之间或不同年龄之间的表达没有显著差异，但IGF2和IGFR1表现出了显著的逐龄交互效应，罗斯在e2和e2上的IGF10大约高出14倍，但罗斯在e12上的表达短暂下降，伴随ACRB表达的增加导致罗斯IGF2水平降低，肝脏中IGFR1的表达模式类似但不太突出，ACRB中的水平大约是e12上的Ross的两倍。

GHR、IGF1和IGFR1在该组织中表现出显著的年龄主要效应，在e10和e14之间，GHR的表达在两个品系中均升高，此后继续升高，IGF1的表达在e18时显著增加，IGFR1的表达在e14和e16之间下降，在e18时再次增加，在乳腺肌肉中未观察到年龄对IGF2的主要影响。

只有GHR表现出显著的逐年龄相互作用，其中罗斯肝脏在d30和d40表现出显著增加，IGF1、IGF2和IGFR1在逐个年龄上未显示出显著的相互作用或主要效应，但它们表现出显著的年龄效应。

Ross和ACRB肝脏中IGF1的表达在d10和d30之间稳定增加，并在d40时再次显著增加，IGF2在d10和d20之间增加，在d30时下降并在d40时恢复到中间水平，IGFR1的肝脏表达表现出与IGF2相似的模式，在d10和d20之间上升，在d30时下降并在d40时再次增加。

虽然GHR和IGF1未显示出显著的交互作用，但每个基因都表现出主要效应，在ACRB乳房肌肉中，GHR的总体表达较高，而Ross乳房肌肉中IGF1的mRNA水平更高，GHR还受到年龄的主要影响，在d10到d20之间增加，并在d40时保持稳定。

此外，IGF1的表达在d10和d40之间接近显著增加，IGF2在d20上表现出显著的逐年龄交互效应，Ross乳房肌肉中的表达量增加了两倍，在d40时增加了五倍，尽管在乳房肌肉中未观察到IGFR1 mRNA的显著相互作用效应，但它在年龄上显示出接近显著的主要效应，其表达在d10到d20之间增加，在d30时下降，并在d40时保持在中间水平。

孵化后血浆中的生长因子

IGF1的水平在d10和d20之间升高，并在d40时再次显著增加，循环IGF2的情况接近显著的逐年龄效应，其中在d2和d10时，Ross的循环IGF2水平较大，但在d40时趋于减少，IGF2的循环水平也受到年龄的显著主要影响，在两个品系的d20时达到峰值。

肝脏是IGFBP家族蛋白的主要生产者，这些蛋白质在控制IGF信号传导方面具有关键作用，从而影响了对肌源性生长的调控，在图中，IGFBP1显示出显著的逐年龄交互作用效应，其中在e12时，ACRB的表达比Ross高出4倍，而在e16时情况相反，Ross的表达高于ACRB的2.5倍。

虽然IGFBP2未显示出显著的相互作用效应，但其表达在肝脏中的水平在e10到e12之间较低，随后稳步增加，表明存在年龄的主要影响，IGFBP3则呈现出显著的相互作用效应，其中在e14和e16时，Ross的表达约为ACRB的2倍，未观察到IGFBP4的相互作用效应或主要效应。

IGFBP5虽然未呈现显著的相互作用效应，但在ACRB肝脏中的表达水平明显高于Ross，尽管接近显著性水平，肝脏中IGFBP5的表达也受到年龄的显著影响，在e10和e14之间增加。

在e16和e18之间降低，对于IGFBP7，在胚胎肝脏中虽然未显示出显著的相互作用效应，但在e14时，Ross的表达高于ACRB，此外，其表达从e10到e14逐渐增加，呈现出年龄效应。

尽管IGFBP1和IGFBP7在该组织中显示出主要的年龄影响，但在图中未观察到显著的相互作用效应，对于IGFBP2、IGFBP3和IGFBP5，既未显示出品系之间的显著影响，也未显示出年龄的主要影响，而在乳腺肌肉中，IGFBP4的表达显示出主要的线性效应，其中Ross的水平显著降低。

只有IGFBP1显示出显著的逐年龄交互作用效应，而其他IGFBP基因未呈现出显著的相互作用效应，在图中，IGFBP1在d1时的表达显著低于d10和d30时的Ross肝脏，在IGFBP2和IGFBP3中观察到显著的品系和年龄主要影响，而IGFBP4仅显示出主要的年龄影响。

具体而言，在d2上，IGFBP2在ACRB肝脏中的表达更高，而IGFBP3在Ross中的表达更高，此外，IGFBP10在d2上的表达较其他年龄时期高出约20倍，而在d3和d20上的IGFBP40表达几乎是d10和d30的两倍，IGFBP4在d5和d10之间的表达增加了20倍。

然后在d40时恢复到中间水平，对于IGFBP5和IGFBP7，同样观察到线性和年龄的主要效应，这两种基因在Ross肝脏中的表达水平明显更高，从d2和d10之间逐渐增加，然后在d30和d40之间回落到中间水平。

结论

研究结果表明，部分基因的表达变化与肉鸡生长性能的提升相关，进一步验证了商业遗传选择在生产性能改良中的作用，该发现将有助于更好地理解商业遗传选择在肉鸡生产性能改良中的作用机制，为肉鸡遗传改良提供了重要的理论依据，同时，本研究也为其他畜禽养殖动物的遗传选择研究提供了有益的参考。

参考文献：

拉文克劳，《家禽血清中的胰岛素样生长因子》

扎内绍·西雷尔，《生长激素受体：作用机制》

阿斯努·里沙尔，《生长营养轴在鸡代谢中的作用》

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