怀府肉鸭与樱桃谷鸭早期生长阶段免疫器官发育差异及其分子机制研究

【作者】 贺志钰； 辛帅； 陈蕴怡； 王继文；

【机构】 四川农业大学动物科技学院,猪禽种业全国重点实验室；

【摘要】 引言:禽类生长早期的免疫系统发育不成熟,抗病力较差。多项研究表明,在相同饲养环境下,同一物种不同品种间的免疫能力存在差异,地方品种展现出更强的环境适应性和抗病遗传优势,快大型肉鸭则因长期以生长性能为选育目标,抗病能力较弱。因此本研究以包含建昌鸭、龙岩山麻鸭等地方鸭种血缘的怀府肉鸭（HF）和快大型肉鸭的樱桃谷鸭（CV）为试验对象,测定两种肉鸭1、14、28日龄胸腺、脾脏、法氏囊器官指数及血清中免疫因子含量,并对28日龄的上述器官组织进行转录组测序（RNA-Seq）,分析HF与CV在生长早期阶段的免疫差异,揭示肉鸭生长早期免疫系统发育规律及其调控机制。材料与方法:本研究以怀府肉鸭（HF）和樱桃谷肉鸭（CV）作为试验对象,每品种公雏各100只饲养于河南旭瑞食品有限公司肉鸭育种场。分别于1、14、28日龄随机抽取HF和CV公鸭各5只,称重、采血、屠宰。检测血清中IgA、IgM、IgG、IL-1β、IL-6、IL-10、IFN-γ、C3、C4含量。计算脾脏、胸腺、法氏囊的器官指数。提取胸腺、脾脏和法氏囊组织总RNA,构建文库。得到的RawData根据以下标准进行过滤:1)利用fastp去除3’端带接头的序列;2)去除平均质量分数低于Q20的Reads。使用HISAT2将Cleanreads比对到参照基因组GCF₀15476345.1（suppressed）。使用HTSeq统计比对到每一个基因上Readcounts值,并选用TPM标准化模型进行数据归一化处理。使用DeSeq2鉴定差异表达基因。设置筛选标准为:|log2FoldChange|≥1且P <0.05。通过在线软件KOBAS3.0对筛选到的DEGs进行GO功能注释和KEGG功能富集分析,得到显著富集的信号通路。结果与讨论:解剖学及血清中免疫因子含量显示:28日龄HF胸腺器官指数显著高于CV（P <0.05）,且28日龄HF血清中IgA、IL-6、C3的含量显著高于CV（P <0.05）;IgM、IL-1β、IL-10和极显著高于CV（P <0.01）。RNA-Seq分析结果显示:在28日龄的胸腺、脾脏及法氏囊脏组织,分别筛选出443、451和449个差异表达基因（DEGs）。富集结果显示,胸腺的DEGs显著富集到的通路中与免疫功能相关的最多,其中包Intestinal immune network for IgA production、C-typelectin receptor signaling pathway、NODlike receptor signaling pathway等信号通路。加权基因共表达网络（WGCNA）分析结果显示:胸腺器官指数与Darkgreen、White和Darkturquoise模块呈显著正相关（P <0.05）;IL-1β与White模块呈显著正相关（P <0.05）;IgA与Darkgreen、Yellow、Steelblue、White、Darkred、Darkturquoise和Lightyellow模块呈显著正相关（P <0.05）,但是与Skyblue模块呈显著负相关（P <0.05）;C3与Purple模块呈显著负相关（P <0.05）。基于蛋白质互作网络（PPI）和通路分析,推测胸腺-脾脏互作介导了HF与CV早期生长阶段的免疫差异,其中JAK-STAT、PI3K-AKT、MAPK信号通路作为关键通路,这些通路中的HSPA2和SFN基因可能是调控肉鸭免疫性能的关键候选基因。结论:综上,28日龄时,HF与CV免疫器官发育、血清免疫指标差异显著,JAK-STAT、PI3K-AKT、MAPK信号通路是调控免疫器官发育的关键通路,HSPA2和SFN可能是关键候选基因。这些结果为抗病育种提供了理论依据。更多还原