基于转录组与蛋白质组学的藏绵羊体型及胴体性状关键调控机制研究

本研究针对藏绵羊(PT和ZS品系)体型与胴体性状的遗传调控机制，通过整合转录组学、蛋白质组学和WGCNA分析，鉴定出IGF1、PIK3CG、COL3A1等23个关键基因及ACACA、MYH15等14个蛋白，揭示其通过PPAR信号通路和蛋白消化吸收途径调控肌肉发育与糖原代谢。该研究为高原绵羊分子育种提供了重要靶点，成果发表于《BMC Genomics》。

　　

在高原畜牧业中，藏绵羊作为重要的遗传资源，其体型和胴体性状直接影响经济价值。然而，高原型藏绵羊(PT)与扎什加羊(ZS)在生长性能和肉质上存在显著差异，其分子机制尚未阐明。针对这一科学问题，西北高原生物研究所联合多家单位开展了多组学联合研究。

研究人员首先系统比较了PT与ZS的体型参数和胴体性状，发现ZS在体高(BH)、胸宽(CW)、眼肌面积(EMA)等指标上显著优于PT。通过转录组分析鉴定出366个差异基因(DEGs)，蛋白质组发现248个差异蛋白(DEPs)，其中77个基因在两组学中共同差异表达。WGCNA网络分析进一步锁定12个核心基因，包括调控骨骼发育的COL3A1、影响肌肉肥大的PIK3CG等。

关键技术包括：1) 对19只藏绵羊进行表型测量和肌肉组织采样；2) Illumina NovaSeq 6000平台进行RNA测序；3) Orbitrap Astral质谱系统进行DIA蛋白质组分析；4) HALO平台进行糖原染色定量；5) WGCNA构建基因共表达网络。

研究结果揭示：

1. 生产性能测定：ZS的肌肉纤维周长显著大于PT(P<0.05)，糖原含量则显著低于PT(P<0.01)，提示代谢差异。
2. 转录组分析：在AMPK信号通路中，肌苷酸脱氨酶1(AMPD1)和肌球蛋白2(MYOM2)等基因显著差异表达。
3. 蛋白质组发现：乙酰辅酶A羧化酶(ACACA)和肌联蛋白(DYSF)等肌肉发育相关蛋白丰度变化显著。
4. 多组学关联：胶原蛋白COL14A1在转录和蛋白水平均上调，可能通过影响脂肪沉积调控胴体品质。
5. WGCNA模块：绿色模块基因与体长(BL)、胸围(CC)强相关，富集于PI3K-Akt信号通路。

特别值得注意的是，IGF1基因在ZS中表达量显著升高(2.97 vs 1.71 FPKM)，其通过mTOR通路促进肌肉 hypertrophy(肥大)，同时抑制糖原合成，这解释了ZS体型更大但糖原含量更低的现象。研究还首次报道了闭合蛋白(OCLN)在绵羊肌肉发育中的潜在作用，其表达量与胸宽呈正相关。

该研究建立了藏绵羊体型-基因-蛋白的调控网络，发现PPAR信号通路是决定高原绵羊经济性状的核心途径。不仅为分子标记辅助育种提供了新靶点，也为理解高原动物适应机制提供了理论依据。未来研究可针对COL3A1和PIK3CG等关键基因开展功能验证，加速优质绵羊品种选育进程。