摘要
牦牛（Bosgrunniens）主要分布在我国青藏高原以及周边的高寒地区，为当地牧民提供丰富的肉、奶和毛皮等农产品。牦牛肉是当地牧民重要的动物性蛋白来源，富含蛋白质、维生素B12和矿物质（如铁、锌等），但与普通牛肉相比，肌纤维较粗、肌内脂肪（Intramuscularfat,IMF）少而嫩度差。为了解析牦牛肉品质的分子调控机制，以6月龄、30月龄和54月龄的天祝白牦牛为研究对象，在观测不同年龄天祝白牦牛背最长肌组织胶原纤维差异的基础上，利用RNA-Seq技术筛选与肌肉生长发育和脂质代谢相关的非编码RNAs（miRNAs和circRNAs）。通过构建circRNAs、miRNAs和mRNA网络互作，并通过GO和KEGG分析其潜在调控作用，筛选到与脂质代谢相关的关键靶基因ACACB基因，采用DNA混合池测序及竞争性等位基因特异性PCR（KASP）技术检测甘南牦牛ACACB基因突变位点及基因型，分析基因型和单倍型与甘南牦牛肉品质性状的相关性。 主要研究结果如下： 1.天祝白牦牛肌肉形态学特性在不同年龄阶段存在明显差异。6月龄天祝白牦牛背最长肌组织中胶原纤维含量最低，30月龄天祝白牦牛背最长肌组织中胶原纤维含量最高（P＜0.05）。 2.不同年龄天祝白牦牛背最长肌miRNAs分析结果显示，M6vsM30、M30vsM54和M6vsM54组中分别鉴定到90个、41个、94个差异表达miRNAs（DEmiRNAs）。DEmiRNAs靶基因富集到与肌肉发相关的通路主要包括PI3K-Akt信号通路、MAPK信号通路和肌动蛋白细胞骨架调节，与脂质代谢相关的途径主要包括脂肪酸代谢通路、PPAR信号通路、MAPK信号通路和脂肪细胞因子信号通路。构建miRNAs-mRNAs调控网络，差异表达的miRNAs靶向ACACB、MEF2C、ELOVL5、FABP7和UCP1等与肌肉发育和脂质代谢有关的靶基因。3.不同年龄天祝白牦牛背最长肌circRNAs分析结果显示，M6vsM30、M30vsM54和M6vsM54组中分别鉴定到283个、311个、380个差异表达circRNAs（DEcircRNAs）。DEcircRNAs显著富集到与肌肉发育相关的通路主要包括磷脂酰肌醇信号系统、MAPK信号通路和肌醇磷酸代谢等通路，与脂质代谢相关的途径主要包括MAPK信号通路、AMPK信号通路和脂肪细胞因子信号通路等信号通路。构建ceRNAs互作网络分析发现，novel_circ_008827、novel_circ_002790、novel_circ_005092、novel_circ_005015、novel_circ_005081、novel_circ_018218、novel_circ_022159和novel_circ_005800等作为miRNAs的分子海绵调控牦牛骨骼肌肌肉发育与IMF沉积。进一步筛选到以ACACB基因为关键候选基因的关系轴有novel_circ_010075-miR-885-y-ACACB，novel_circ_005800-miR-885-y-ACACB，novel_circ_005081-miR-135-z-ACACB，novel_circ_022159-miR-500-z-ACACB等。 4.甘南牦牛ACACB基因第37外显子-第37内含子、第46外显子-第46内含子和第47内含子检测到7个SNPs。肉品质相关性分析表明，SNP1（g.50421Agt;G）与肌肉熟肉率和胴体重显著相关（P＜0.05）。SNP2（g.50592Cgt;A）与肌肉熟肉率显著相关（P＜0.05）。SNP3（g.50648Cgt;G）和SNP6（g.67836Ggt;A）与肌肉失水率显著相关（P＜0.05）。SNP4（g.64548Cgt;T）与肌肉剪切力显著相关（P＜0.05）。甘南牦牛群体中，ACACB基因构建了8种有效单倍型和10种单倍型组合，单倍型H5和H6存在与肌肉剪切力降低显著相关（P＜0.05），单倍型H3和H4存在与熟肉率和眼肌面积的增加相关（P＜0.05）。单倍型H8存在与失水率的降低相关（P＜0.05）。单倍型H5和H6对降低肌肉剪切力具有显著正效应，选育过程中可选留单倍型H5和H6降低后代群体肌肉剪切力，改善后代群体肉品质。 本研究在阐明天祝白牦牛肌肉形态学变化规律的基础上，通过转录组测序构建了与肌肉发育和脂质代谢相关的ceRNAs，筛选了与脂质代谢相关关键靶基因ACACB基因，检测ACACB基因SNPs对牦牛肌肉嫩度、熟肉率、失水率和眼肌面积的影响，研究结果为阐明牦牛肌肉发育和IMF沉积的分子机制提供了基础数据。
NETL