黄芪多糖对种公鸡睾丸组织miRNA差异表达的影响及其功能预测分析

【作者】 武圣儒； 任小春； 李玉龙； 郭伟； 雷新宇； 姚军虎； 杨小军；

【机构】 西北农林科技大学动物科技学院；

【摘要】 黄芪多糖(APS)是一种高效绿色免疫调节剂,可显著改善动物体的免疫机能和代谢状况。本试验旨在研究饲粮添加APS对种公鸡睾丸组织中miRNA表达的影响,并结合miRNA靶基因预测及后续的GO和KEGG功能富集性分析,探讨黄芪多糖对睾丸组织代谢及免疫状况的调控作用。本研究选取64只1日龄科宝500父母代种公鸡,随机分为对照组和APS处理组,每个处理4个重复,每个重复8只鸡。对照组饲喂玉米-豆粕型基础饲粮,APS处理组在每千克基础饲粮中额外添加10 g APS。种公鸡饲养40周时对各处理睾丸组织进行高通量测序筛选差异表达miRNA,进一步对显著差异表达miRNA进行靶基因预测和后续的GO和KEGG分析。在此基础上,我们分别利用实时定量PCR和双荧光素酶报告系统在体和离体验证miRNA与其靶基因的相互作用。结果表明:1)APS可显著改变种公鸡睾丸miRNA的表达,其中16个miRNA上调,17个miRNA下调。2)GO和KEGG富集分析发现差异表达miRNA可调控睾丸的诸多物质代谢及免疫过程,包括核苷酸代谢(GO:0009117),蛋白水解的调节(GO:0030162),磷脂的生物合成过程(GO:0008654),丙酸代谢(ko00640),脂肪酸代谢(ko00071),半胱氨酸和蛋氨酸代谢(ko00270),烟酸和烟酰胺代谢(ko00760)等代谢途径以及免疫调控过程相关的自然杀伤细胞介导的细胞毒性通路(ko04650),其中自然杀伤细胞介导的细胞毒性通路以及miR-16在睾丸免疫中发挥着重要作用。3)实时定量PCR检测结果显示,APS组IFNGR2和MAP2K1表达显著降低(P<0.05)。双荧光素酶报告检测结果表明,miR-16-5p可有效结合到IFNGR2和MAP2K1 3’UTR区的靶位点。综上:1)种公鸡日粮中添加APS(10 g/kg)可显著影响种公鸡睾丸中miRNA的表达,且差异表达miRNA可调控睾丸物质代谢、酶活性相关的生物过程及免疫调控过程。2)种公鸡日粮中添加APS(10 g/kg)可通过下调miR-16-5p的表达进而上调睾丸NK细胞介导的细胞毒性中IFNGR2和MAP2K1基因的表达,来发挥对睾丸的免疫调控作用。更多还原