中文摘要：

牦牛是我国珍贵的基因资源，作为适应低氧环境的乳用家畜，其泌乳的分子机制及乳腺中优质基因的克隆鲜见报道。我们已在牦牛的初乳期乳腺筛选到一个与乳腺抗菌有关的Lao基因。并发现在初乳期高表达的25个基因以MYC调控因子为核心形成了控制乳腺形态发育、乳成分和乳腺抗菌的调控网络,表明其乳腺泌乳的分子机制值得进一步研究。本课题以牦牛乳腺组织为研究对象，采用牛表达谱芯片、RNA-seq、SSH等技术、Ingenuity Pathway Analysis、Genespring等软件等对牦牛泌乳启动期的转录组进行分析，筛选初乳中差异表达的基因。目的是阐明牦牛泌乳启动分子机制；获得牦牛初乳期优质基因并进行异源表达。这些研究有助于阐明牦牛泌乳的分子机制,使以提高牦产乳量和调控乳品质为目标的育种工作更具目的性。对牦牛乳腺中优质基因的研究则可保护这一珍贵物种的基因资源并从基因工程的角度对牦牛产业化作出贡献。

结论摘要：

项目围绕牦牛泌乳的分子机制及乳腺中优质基因进行研究。成果阐明了牦牛泌乳的部分分子机制，使提高牦产乳量和调控乳品质为目标的育种工作更具目的性。 应用qPCR法对牦牛乳腺10个内参基因、40个乳脂及41个乳蛋白相关基因进行了分析。筛选出最稳定的3个内参基因（UXT、RPS15和RPS23）。发现牦牛乳蛋白相关基因表达差异的时间点为+15d、+30和+180d，且氨基酸转运系统表达水平上调。牦牛乳脂代谢相关基因在泌乳期表达上调，其表达峰出现在产牛犊后的第30天，比普通奶牛峰值出现早30天。与黄牛相比，牦牛泌乳期间FABP3、ACACA和GPAM基因的mRNA丰度较高，SCD基因较低。这些基因在初乳期的高丰度与牦牛的乳腺FA的从头合成有关，而SCD基因的低丰度牦牛乳中FA的组成有关。 应用表达谱芯片对牦牛乳腺转录组的研究结果表明，牦牛全泌乳期共有6256个差异表达基因，其中上调基因数量略低于下调基因数量。第一个差异表达基因高峰出现在分娩后第1天，第30天出现最高峰。差异表达基因的染色体分析表明，染色体中BTA6、BTA9和BTA28受到诱导，BTA3、BTA4和BTA14受到抑制，这些染色体分布与产乳量、乳脂和乳蛋白相关的基因。 转录组数据的DIA分析结果表明牦牛乳腺的转录调节主要发生在泌乳的开始和结束阶。KEGG通路中“代谢”分类受到诱导、“遗传信息处理与加工”通路受到抑制、“环境信息处理”受轻微抑制，但其亚类“膜运输”受到诱导、“细胞过程”受到轻微抑制。“有机系统”受到轻微诱导，其亚类“免疫系统”受到明显抑制。总体而言，牦牛乳腺在泌乳期间代谢增强（包括能量、乳氨基酸、脂肪等代谢均增强），膜分泌及诱导增强。核酸类代谢、遗传信息处理、细胞分化以及免疫等功能受抑制。需要注意的是我们没有观察到牦牛乳腺与低氧基因间的明显关系。 本研究运用气相液相质谱仪检测了牦牛全泌乳期12个时间点乳脂肪酸的种类及含量，结果表明在乳样中检测出33种脂肪酸。与产犊的后的第15天乳样品相比较，饱和脂肪酸中中链脂肪酸在泌乳初期有极显著差异（P＜0.01），而长链脂肪酸无显著差异。 我们还克隆了牦牛乳腺溶菌酶基因并构建了基因工程菌株，还设计了电动乳腺组织采样器。