农业生物技术学报

作者：朱琳, 谷明娟, 王丽娜, 刘哲, 雷佳茹, 魏著英, 白春玲, 杨磊

单位：内蒙古大学 省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室,呼和浩特 010070

关键词：肌肉生长抑制素(MSTN),基因编辑牛,转录组,骨骼肌,

基金：内蒙古自治区“科技兴蒙”行动重点专项肉牛基因编辑育种的研究与应用(KJXM2020002-03); 内蒙古自治区重大专项(2021ZD0009); 内蒙古自治区揭榜挂帅项目(JBGS2022); 内蒙古大学优良家畜规模化繁育技术教育部工程研究中心自主课题(JYBGCSYS2022); 呼和浩特市科技计划项目(2022-农-4)

肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)主要在骨骼肌中表达,参与调控骨骼肌的生长发育。MSTN基因突变引起肌肉过度发育,出现双肌表型。本研究以MSTN基因编辑的鲁西牛(Bos taurus)骨骼肌为材料,探究MSTN敲除后对牛肌肉表型的影响,通过转录组挖掘MSTN基因调控肌肉发育的机制。分别取比目鱼肌、腓肠肌、半腱肌和最长肌4种典型的骨骼肌,通过4种骨骼肌的苏木精-伊红染色(hematoxylin-eosin staining, HE)切片,观察MSTN基因敲除后对骨骼肌的影响,qRCR、Western blot检测 4种骨骼肌中MSTN mRNA和蛋白表达量,最后通过转录组分析,探究MSTN敲除后对鲁西牛骨骼肌作用机制的靶基因。结果表明,与普通鲁西牛相比,MSTN基因编辑牛骨骼肌的肌纤维横截面积显著增大,肌间脂肪显著减少。转录组测序结果显示,MSTN基因编辑牛和普通牛的骨骼肌之间共鉴定出5 945个差异表达基因表达(FC>1.5, P<0.05),其中在MSTN基因编辑牛骨骼肌中表达量上调基因有672个,有表达量下调基因5 273个;这些差异基因主要集中在PI3K-Akt、MAPK、p53和AMPK等信号通路,参与肌卫星细胞增殖与分化等发育过程。研究表明,MSTN基因缺失促进了肌肉发育与分化相关基因的表达调控,增加了骨骼肌纤维的横截面积,由此产生肌肉肥大的表型。本研究为探究MSTN基因缺失牛骨骼肌肥大机制提供数据支持。

来源：2022年第10期

《农业生物技术学报》期刊编辑部

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