期刊,南方农业学报 2020年卷8期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

南方农业学报

广西壮族自治区农业科学院

主办单位：广西壮族自治区农业科学院

主　　编：李杨瑞

出版周期：月刊

国际刊号：2095-1191

电子邮箱：nfnyxb@163.com

电　　话：0771-3243905、3244920

邮政编码：530007

地　　址：广西南宁市大学东路174号

南方农业学报/Journal Journal of Southern AgricultureCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊是由广西农业科学院主办的综合性农业科技期刊，主要报道农业科研新成果、新技术、新方法，农业生产新经验、新产业等。

正式出版

收录年代

基于转录组测序的木薯性别决定相关基因挖掘

韦丽君俞奔驰宋恩亮郑华...

1785-1796页

查看更多>>摘要：[目的]明确木薯不同性型花的转录组差异,为深入研究木薯多开雌花和两性花及协调木薯性别比例提供理论参考.[方法]以木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾为供试材料,采用Illumina HiSeqTM 4000测序平台对其进行转录组测序,通过生物信息学对转录本进行比较分析,预测和筛选出木薯性别决定相关基因.[结果]通过转录组分析获得高质量序列(Clean reads)64189053个,高质量碱基19.29 Gb.3种花蕾的GC含量均在43.00％左右、Q30均在95.00％左右.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾的Clean reads总数分别为42642272、42172402和43563432条,其中,参考基因组和单端的比对率均在77.00％左右、多位置比对率均小于0.80％,正、负链比对率均在39.00％左右;约有90.00％的序列定位于外显子,仅有5.00％的序列定位于内含子或基因间区.在雄蕾—雌蕾(前者是对照,后者是处理,下同)、雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾3个对比组中分别筛选到3629、2499和2492个差异表达基因(DEGs),注释到GO功能数据库中的DEGs分别为2544、1749和1807个,其中,雄蕾—雌蕾对比组的上调表达基因和下调表达基因数量均最多.以富集于生物学过程(主要为代谢过程和细胞过程)的DEGs最多,其次是分子功能(主要为结合和催化)和细胞组分(主要为细胞和细胞部分);无论是注释到GO功能数据库的DEGs,还是注释到生物学过程、细胞部分和分子功能等主要次级分类中的DEGs,均以雄蕾—雌蕾对比组最多.3个对比组中均以参与激素信号传导的DEGs最多;且又以富集于一般功能预测的DEGs最多,其次是富集于转录的DEGs,富集于复制、重组和修复及信号传导机制的DEGs也较多,但雄蕾—雌蕾对比组大部分GOG功能类别的DEGs明显多于雄蕾—两性蕾和雌蕾—两性蕾对比组,而雄蕾—两性蕾与雌蕾—两性蕾对比组间差异不明显.3个对比组的DEGs富集于50条KEGG信号通路,其中以富集于植物激素信号传导的DEGs最多,共筛选获得88个与激素信号转导相关的DEGs,其中log2FC>3的基因有26个,且大多数为生长素相关的基因.木薯雄蕾、雌蕾和两性蕾间差异表达的转录因子基因有196个,log2FC>3的转录因子基因有87个,主要为ERF、bHLH、WRKY和MYB四大类转录因子基因.[结论]木薯不同性型花存在较多的DEGs,其中与生长素及ERF、bHLH、WRKY和MYB转录因子相关的基因均与木薯性别决定密切相关,可能是木薯性别分化的关键调控基因.

关键词：

木薯性别决定基因挖掘差异表达基因(DEGs)激素信号传导转录组测序

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藤茶高通量转录组分析及黄酮类化合物合成相关基因挖掘

许明杨志坚黄学敏郑金贵...

1797-1805页

查看更多>>摘要：[目的]分析藤茶高通量转录组序列,从中挖掘出黄酮类化合物合成相关基因,为进一步揭示藤茶黄酮类化合物生物合成调控机制提供理论参考.[方法]分别采集藤茶的幼叶和成熟叶,提取其总RNA构建cDNA文库,采用Il-lumina HiSeqTM 4000高通量测序平台对藤茶叶片进行转录组测序,经过滤处理后运用Trinity组装,将获得的Unigene与Nr、Nt、Pfam、Swiss-Prot、GO、KO和KOG 7个数据库进行比对注释,并预测Unigenes的编码区序列(CDS);基于KEGG信号通路富集分析,发掘藤茶黄酮类化合物合成相关基因.[结果]藤茶叶片转录组测序获得82126236条原始测序序列(Raw reads),过滤处理后得到80156972条高质量序列(Clean reads),进一步组装拼接得到92472条Unige-nes,平均长度为1208 bp,N50长度为1780 bp,其中,至少在1个数据库注释的Unigenes有84217条,占Unigenes总数的91.07％,有8944条Unigenes在7个数据库均被注释,占Unigenes总数的9.67％.在GO数据库成功注释的41116条Unige-nes可分为生物学过程、细胞组分和分子功能三大类,共56个小类;在KOG数据库注释的14553条Unigenes可分成25类,其中,一般功能预测注释成功的Unigenes最多(1946条);其次是翻译后修饰、蛋白质翻转、分子伴侣(1776条),参与次生代谢物质的生物合成、转运和降解的Unigenes较少,仅有319条;KEGG信号通路富集分析发现,共有15262条Unigenes注释到128条KEGG信号通路,以注释为代谢的Unigenes最多,为8694条,其中筛选获得有98个黄酮类化合物合成相关基因,分别编码苯丙烷代谢通路的3种关键酶和类黄酮代谢通路的14种关键酶.藤茶叶片转录组Unigenes与Swiss-Prot和Nr数据库比对,获得52582条CDS序列,ESTScan 3.0.3预测获得35535条CDS序列.[结论]藤茶在细胞过程、代谢过程、单有机体过程、细胞和细胞部分、结合和催化活性能力分布的基因较丰富,在一般功能、翻译、翻译后修饰、蛋白质翻转及分子伴侣的基因表达量较高,具有较强的碳水化合物代谢能力.多种关键酶基因参与藤茶黄酮类化合物的生物合成,推测其生物合成途径存在多条分支,调控机制也较复杂.

关键词：

藤茶转录组黄酮类化合物基因挖掘高通量测序

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鸡BRD2基因及其剪接体的克隆测序与亚细胞定位分析

周磊袁超韩一帆高洪波...

1806-1815页

查看更多>>摘要：[目的]克隆鸡含溴结构域蛋白2(BRD2)基因及其剪接体,并对其进行序列分析和亚细胞定位,为深入研究鸡BRD2基因及其剪接体在细胞转录调控中的作用机理打下基础.[方法]通过RT-PCR扩增鸡BRD2基因及其剪接体的编码区(CDS)序列,采用BioEdit、ProtParam、SOPMA、SWISS-MODEL、CDART等在线软件进行生物信息学分析;鸡BRD2基因及其剪接体经Xho I和BamH I双酶切后,分别亚克隆至真核表达载体pEGFP-C1多克隆位点上构建重组真核表达载体,通过转染HEK-293T细胞进行亚细胞定位分析.[结果]鸡BRD2基因CDS序列全长2340 bp,编码779个氨基酸残基,分子量为85.66 kD,理论等电点(pI)为8.74,其编码蛋白二级结构主要由无规则卷曲(60.59％)和α-螺旋(28.50％)组成,含有3个明显的功能结构域(2个BD结构域和1个ET结构域).与鸡BRD2基因相比,其剪接体BRD2-X1、BRD2-X2和BRD2-X3的CDS序列长分别为2301、2283和1983 bp,编码766、760和660个氨基酸残基.以鸡BRD2氨基酸序列为参照,BRD2-X1表现为第526～537位氨基酸缺失,BRD2-X2表现为第1～19位氨基酸缺失,BRD2-X3表现为第1～119位氨基酸缺失;与鸡BRD2蛋白相比,鸡BRD2基因剪接体BRD2-X1和BRD2-X2并未影响鸡BRD2蛋白的功能结构域,而剪接体BRD2-X3导致鸡BRD2蛋白第一个BD结构域部分缺失.鸡BRD2基因融合蛋白EGFP-BRD2及其剪接体融合蛋白EGFP-BRD2-X1、EGFP-BRD2-X2和EGFP-BRD2-X3均定位在细胞核,EGFP-BRD2和EGFP-BRD2-X1在细胞核中呈均匀分布,而EGFP-BRD2-X2和EGFP-BRD2-X3在细胞核中呈不均匀的点状分布.[结论]鸡BRD2蛋白及其剪接体均定位在细胞核,但BD结构域缺失可引起BRD2剪接体BRD2-X3细胞核定位模式的变化.

关键词：

鸡BRD2基因剪接体BD结构域ET结构域亚细胞定位

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产蛋鸡传染性支气管炎病毒的分离鉴定及其遗传变异和血清型分析

赵长润张文董志华陈基明...

1816-1822页

查看更多>>摘要：[目的]明确产蛋鸡源传染性支气管炎病毒(IBV)分离株(GX-YL170808)的结构基因及抗原变异情况,为广西种鸡场的传染性支气管炎(IB)防控提供科学依据.[方法]通过鸡胚尿囊液血凝试验、鸡胚侏儒化试验及3'端非编码区(3'-UTR)测序对分离株进行鉴定;采用RT-PCR扩增S1、E、M和N基因,以MegAlign和MEGA 6.0分别进行核苷酸序列相似性及系统发育进化树分析,运用RDP4和SimPlot对S1、E、M和N基因进行重组分析,利用NetNGlyc 1.0和NetOGlyc 4.0进行糖基化位点预测分析,并通过中和试验进行血清型鉴定.[结果]分离株的鸡胚尿囊液血凝试验呈阴性,鸡胚盲传5代后出现侏儒胚典型病变,其3'-UTR序列与IBV的3'-UTR序列相似性为99.13％;综合病鸡临床症状及其病理变化可确定该病毒为IBV,命名为GX-YL170808.GX-YL170808分离株S1、E、M和N基因的开放阅读框(ORF)长度分别为1620、327、675和1230 bp,对应编码540、109、225和410个氨基酸残基,与参考株的核苷酸序列相似性分别为60.4％～96.5％、81.8％～97.2％、85.6％～93.5％和85.7％～92.0％;GX-YL170808分离株的S1、M和N基因属于LX4型,而E基因属于LDT3型;4个结构基因内部均无重组区域;除S1基因同时具有N-糖基化和O-糖基化位点外,E、M和N基因均只有N-糖基化位点;S1蛋白裂解位点为HRRRR,与参考株LX4的裂解位点相同.GX-YL170808分离株属于血清4型,不同于常用的疫苗株H120(血清3型)和4/91(血清5型),也不同于广西主要侵害雏鸡的IBV优势血清型.[结论]产蛋鸡源IBV分离株并非疫苗株,其基因型和血清型均已发生变异,且该毒株的血清型不同于广西地区侵害雏鸡的优势血清型,提示了广西地区IB防控的严峻性及新型多价疫苗研发的紧迫性.

关键词：

产蛋鸡传染性支气管炎病毒(IBV)分离鉴定结构基因基因型血清型

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不同羽色鸡种ASIP基因SNP位点筛选及其生物信息学分析

简华锋祖盘玉李洪林牟腾慧...

1823-1831页

查看更多>>摘要：[目的]揭示刺豚鼠信号蛋白基因(ASIP)SNP位点突变与不同鸡种羽色差异形成机制的关联性,筛选出与鸡种羽色相关的辅助育种分子标记.[方法]参考NCBI已公布的红色原鸡ASIP基因序列(登录号NC_006107.5),运用Primer Premier 5.0设计特异性引物,以罗曼蛋鸡、泰和乌骨鸡、兴义矮脚鸡白羽系、赤水乌骨鸡、贵州黄鸡和瑶山鸡为研究对象,通过DNA混合池及PCR直接测序法筛选不同羽色鸡种ASIP基因SNP位点;估算各SNP位点等位基因频率后,使用RNAfold、NetPhos 2.0、NetOGlyc 4.0、SOPMA和SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,探究不同羽色鸡种ASIP基因SNP位点突变对基因mRNA二级结构、ASIP蛋白翻译后修饰位点及其二、三级结构的影响.[结果]从6个鸡种ASIP基因中检测到7个SNPs位点,分别为Exon-2-G17C、Exon-2-T168C、Exon-2-C3032T、Exon-2-T3203G、Exon-2-G3287A、Exon-2-G3313T和Exon-2-C3350T.其中,Exon-2-T3203G只出现在罗曼蛋鸡上,Exon-2-G3287A只出现在瑶山鸡上.Exon-2-T168C只出现在贵州黄鸡和兴义矮脚鸡白羽系且位于编码区,该位点突变导致编码氨基酸改变[苏氨酸(Thr)→甲硫氨酸(Met)],且能导致ASIP基因mRNA二级结构改变,最小自由能增加,稳定性降低.Exon-2-T168C位点突变还导致ASIP蛋白激酶磷酸化位点数量和位置发生改变,但糖基化位点未发生改变;Exon-2-T168C位点突变后ASIP蛋白二级结构中α-螺旋、β-转角和延伸链的占比增加,而无规则卷曲占比降低,且蛋白三级结构预测结果与二级结构预测结果一致.[结论]在贵州黄鸡和兴义矮脚鸡白羽系ASIP基因上检测到Exon-2-T168C位点,且该位点突变能引起ASIP基因mRNA二级结构、蛋白激酶磷酸化位点数量和位置及ASIP蛋白二、三级结构均发生改变,但并不是影响贵州黄鸡和兴义矮脚鸡白羽系羽色差异的内在机制.

关键词：

鸡羽色刺豚鼠信号蛋白基因(ASIP)SNP位点生物信息学

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肉鸡CMTR2基因分子特征及其表达谱分析

李修岭徐香慧邢晋祎

1832-1839页

查看更多>>摘要：[目的]分析肉鸡加帽甲基转移酶基因(CMTR2)分子特征及其表达谱,为后续开展鸡CMTR2基因结构及生物学功能研究打下基础.[方法]以艾拔益加(AA)肉鸡为研究对象,利用RT-PCR克隆CMTR2基因,使用DNAMAN、ProtParam、SOPMA、SWISS-MODEL、TMHMM 2.0和SignalP 3.0等在线软件进行生物信息学分析,并以实时荧光定量PCR检测分析其表达特征.[结果]肉鸡CMTR2基因编码区(CDS)序列全长为2350 bp(登录号MN296490),其开放阅读框(ORF)为2292 bp,编码763个氨基酸残基;肉鸡CMTR2氨基酸序列与原鸡CMTR2氨基酸序列的相似性为99.74％,只有2个氨基酸残基差异,与火鸡CMTR2氨基酸序列的亲缘关系较近(相似性为95.94％).肉鸡CMTR2蛋白分子量为86855.48 Da,理论等电点(pI)为6.08,在哺乳动物网织红细胞体外表达的半衰期为30 h,在酵母体内表达的半衰期大于20 h,在大肠杆菌体内表达的半衰期大于10 h.肉鸡CMTR2蛋白为不稳定的亲水性蛋白,无信号肽和跨膜区域,包含61个磷酸化位点、15个二硫键、1个N-糖基化位点及8个O-糖基化位点;其二级结构由α-螺旋(49.93％)、无规则卷曲(35.65％)、延伸链(11.53％)和β-转角(2.88％)组成,但无法获得完整的三级结构.CMTR2基因在42日龄AA肉鸡8种组织中的相对表达量排序为脾脏>肺脏>胸肌>腹脂>肝脏>肾脏>腿肌>心脏,以在脾脏中的相对表达量最高,显著高于在其他组织中的相对表达量(P<0.05,下同);肉鸡CMTR2基因的时空表达变化趋势表现为21日龄的相对表达量最高、14日龄的相对表达量最低.[结论]CMTR2基因在不同物种中具有较高的保守性,因其在肉鸡脾脏中的表达水平最高,故推测CMTR2基因是参与机体免疫相关的关键基因.

关键词：

肉鸡CMTR2基因生物信息学表达谱机体免疫

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贵州地方白羽鸡种MSTN基因SNP位点快速筛查及其蛋白功能预测

龙广丽牟腾慧刘洋饶永超...

1840-1848页

查看更多>>摘要：[目的]明确贵州地方白羽鸡种肌肉生长抑制素(MSTN)基因的多态性,筛选出改良白羽鸡肉质品质的分子遗传标记,为选择培育优良肉质鸡种提供参考依据.[方法]以兴义矮脚鸡白羽品系、罗曼蛋鸡及兴义矮脚鸡白羽品系与罗曼蛋鸡杂交的自交后代(F2)为研究对象,提取3个鸡种的血液基因组DNA构建DNA混合池,PCR扩增MSTN基因全部外显子序列,直接测序筛选SNP位点并进行生物信息学分析,探究SNP位点突变对MSTN基因mRNA二级结构及编码蛋白结构和功能的影响.[结果]在鸡MSTN基因第1外显子(Exon-1)筛查到6个SNPs位点,分别为G51A、A60G、G195C、A234G、C297T和C324T,且6个SNPs位点均为同义突变.在A234G位点处检测到兴义矮脚鸡白羽系和F2代存在多态性,但罗曼蛋鸡未发生变异;在C297T位点处检测到罗曼蛋鸡存在多态性,以C为优势等位基因,而兴义矮脚鸡白羽品系和F2代均未发生变异;G51A、G60A、G159C和C324T等4个SNPs位点在3个鸡种中均存在多态性.A234G位点突变对鸡MSTN基因mRNA二级结构稳定性无影响,G51A位点突变致使MSTN基因mRNA二级结构最小自由能降低但未改变其构象,A60G、G195C、C297T和C324T等4个SNPs位点突变均引起MSTN基因mRNA二级结构和最小自由能的改变.鸡MSTN基因编码蛋白为不稳定的脂溶性蛋白,存在信号肽,但不存在跨膜区域,其二级结构由无规则卷曲、β-折叠和α-螺旋组成,且以无规则卷曲占比最高.[结论]MSTN基因在贵州地方白羽鸡种中的多态性较丰富,其中A60G、G195C、C297T和C324T等4个SNPs位点突变会导致基因mRNA二级结构的构象发生改变,可作为改良白羽鸡肉质品质的分子遗传标记进一步研究.

关键词：

贵州地方白羽鸡种MSTN基因肉质性状SNP位点多态性生物信息学

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FoxO3转录因子在鸡卵巢组织中的表达鉴定

洪永兴彭腊如黄振文徐天鹏...

1849-1856页

查看更多>>摘要：[目的]明确FoxO3转录因子在不同日龄鸡卵巢组织中的表达模式及其具体定位情况,为后续开展家禽卵泡激活及发育调控等相关机理研究提供科学依据.[方法]在GenBank中搜索鸡与其他物种(鸭、鹅、老鼠、猪、牛及人类)的FoxO3氨基酸序列,通过LaserGene分析鸡FoxO3氨基酸序列与其他物种FoxO3氨基酸序列间的亲缘关系及同源差异情况;利用RT-PCR鉴定FoxO3基因是否在鸡卵巢组织中表达,再采用实时荧光定量PCR检测不同发育阶段鸡卵巢组织中FoxO3基因的表达水平,最后以免疫荧光检测FoxO3蛋白在鸡卵巢组织中的定位情况.[结果]鸡与鸭和鹅的FoxO3氨基酸序列相似性分别为92.7％和95.3％,基于FoxO3氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树也显示鸡与鸭和鹅的亲缘关系较近,说明FoxO3基因的进化相对较保守.在不同发育阶段的鸡卵巢组织中均能检测到FoxO3基因表达,且FoxO3基因在0日龄鸡卵巢组织中的相对表达量最高,显著高于在其他发育阶段的相对表达量(P<0.05).在0日龄鸡卵巢组织中未检测到FoxO3蛋白,但在21日龄和成年鸡的卵巢组织中均能检测到FoxO3蛋白;在21日龄鸡卵巢组织中FoxO3蛋白主要定位在原始卵泡细胞周围,在卵泡内部没有表达;而在成年鸡卵巢组织中FoxO3蛋白仅定位于大卵泡细胞边缘,小卵泡细胞内并未发现FoxO3蛋白.[结论]由于鸡和哺乳动物的FoxO3氨基酸序列高度同源,且FoxO3蛋白在鸡卵巢组织中的定位与在哺乳动物卵巢组织中的定位相似,说明FoxO3在鸡卵巢组织中发挥着与哺乳动物相似的功能,即在卵泡激活与成熟过程中发挥重要作用,因此通过调控FoxO3能有效提高鸡的繁殖性能.

关键词：

鸡FoxO3转录因子卵巢卵泡激活表达定位

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鸡BRD2亚细胞定位及其组织表达特性分析

韩一帆周磊袁超高洪波...

1857-1863页

查看更多>>摘要：[目的]明确含溴结构域蛋白2(BRD2)的亚细胞定位及其表达特征,为后续研究BRD2基因调控鸡组织发育的作用机制提供参考依据.[方法]通过构建鸡BRD2基因重组真核表达载体pEGFP-BRD2,转染人胚胎肾细胞(HEK-293T)后检测重组蛋白EGFP-BRD2的表达情况及亚细胞定位;利用实时荧光定量PCR分别检测鸡胚14胚龄(E14 d)、鸡出壳后1日龄(1 d)、7日龄(7 d)和14日龄(14 d)4个时间点各组织中BRD2基因的表达情况.[结果]重组真核表达载体pEGFP-C1-BRD2转染HEK-293T细胞获得的融合蛋白EGFP-BRD2约115.00 kD,且主要定位在细胞核.实时荧光定量PCR检测结果表明,鸡BRD2基因在E14 d和1 d肌胃中的相对表达量最高,在7和14 d肺脏中的相对表达量最高.BRD2基因在各组织的表达规律为:在眼球内E14 d到14 d的表达先下降后趋于稳定;在脑组织和心脏内的表达在E14 d至14 d间呈先下降后上升的变化趋势;在肝脏内E14 d表达稳定,1 d后开始逐渐增加,至14 d时达最高值;在肺脏中E14 d的表达下降,1 d后急剧上升,至14 d时达最高值;在肌胃和胸肌中,均在7 d时最高,1 d时最低,E14 d和14 d时有较高表达,整体上呈倒N表达模式;在腿肌中,从E14 d到1 d表达减少,而后略有增加,7 d后开始下降,至14 d时降到最低值.[结论]鸡BRD2基因重组真核表达载体能在HEK-293T细胞中正确表达,且融合蛋白主要定位在细胞核;BRD2基因在鸡不同发育阶段的各组织中均有表达,但其表达量呈现不同的变化趋势.

关键词：

鸡含溴结构域蛋白2(BRD2)亚细胞定位表达规律组织发育

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育成期高能饮食对蛋鸡肝脏转录组的影响

王星果曲亮窦套存郭军...

1864-1871页

查看更多>>摘要：[目的]明确相关基因在育成期蛋鸡肝脏脂质代谢调控过程中的作用机理,为改善蛋鸡的生产性能打下基础.[方法]分别选取高能量(12.14 MJ/kg)和低能量(10.88 MJ/kg)饲料饲喂育成期蛋鸡,利用Illumina NextSeq 500平台对蛋鸡肝脏进行转录组测序,通过HTSeq和DESeq等生物信息学方法筛选出差异表达基因,并以超几何分布对差异表达基因进行GO功能富集分析和KEGG信号通路富集分析.[结果]从低能组和高能组蛋鸡肝脏样品RNA-seq测序获得的原始序列均超过8000万条,且能比对上基因组和基因的序列均在80.00％以上.其中,基因序列占87.32％～89.78％,基因间序列占10.22％～12.68％;外显子序列在基因序列中的所占比例很高,为78.10％～82.88％,内含子序列所占比例在17.12％～21.90％.相对于低能组,高能组蛋鸡肝脏中有82个基因上调表达、106个基因下调表达.差异表达基因GO功能富集分析发现有314个显著富集的GO功能(P<0.05,下同),其中,241个富集在生物过程(BP),18个富集在细胞组分(CC),55个富集在分子功能(MF).脂质代谢过程和细胞脂质代谢过程富集的基因分别有16和14个,占差异表达基因总数的8.51％和7.45％;脂质代谢过程较细胞脂质代谢过程多出的基因是PLIN1和FGF19.差异表达基因KEGG信号通路富集分析发现有4条显著富集的KEGG信号通路,且均与蛋鸡肝脏的脂质代谢相关.[结论]育成期对蛋鸡进行高能饮食饲喂,主要是通过上调或下调脂质代谢相关基因表达而影响肝脏脂质代谢,最终实现蛋鸡生产性能调控.

关键词：

蛋鸡育成期高能饮食肝脏脂质代谢生产性能转录组测序

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