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为探究调控亚洲水牛生长性状的关键基因，江苏农业科学院等机构的研究人员开展多组学分析及功能验证研究。结果发现 RPL26 基因在调控水牛生长中起关键作用。该研究为水牛生长性状选育提供依据，助力水牛遗传改良。
在我国长江流域，亚洲水牛凭借出色的体型，成为当地居民重要的肉类来源。然而，尽管此前有研究关注其生长特性的遗传基础，但通过多层组学来探究调控生长性状的关键基因，相关研究却少之又少。解开这一谜题，不仅有助于深入了解水牛生长的奥秘，更能为水牛的遗传改良和优质品种选育提供关键线索，对提升水牛养殖的经济效益意义非凡。
为此，江苏农业科学院等机构的研究人员踏上探索之旅，开展了一项综合性的多组学研究。他们整合了海子水牛的血液和肌肉转录组、血浆代谢组、瘤胃液宏基因组以及基因组数据，试图全方位解析水牛生长性状的调控机制。最终，研究成果发表在《BMC Genomics》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集，从江苏省射阳市的国家保种场挑选了年龄约 30 个月的海子水牛，依据体重差异选取高、低体重个体，采集血液、肌肉等样本。之后进行 RNA 提取和 RNA 测序（RNA-seq）分析，测定基因表达水平并筛选差异表达基因（DEGs）。利用非靶向液相色谱 - 质谱（LC-MS）技术检测代谢物，分析其差异。通过提取瘤胃宏基因组 DNA 进行测序，研究微生物群落和功能。还进行了全基因组比对、变异检测和选择信号分析等123。
下面来看具体的研究结果：
- 基因组选择特征：对不同体型的水牛进行全基因组选择特征分析，发现选择窗口主要位于 3、4、8 和 25 号染色体。在选择区域内共鉴定出 438 个基因，这些基因主要参与肽代谢、运动蛋白和肌肉细胞细胞骨架等分子功能4。
- 差异表达基因和关键代谢物：在血液和肌肉中分别鉴定出 60 个和 18 个差异表达基因，RPL26 基因在血液和肌肉中均显著下调，是关键差异表达基因之一。同时，检测到 851 种代谢物，筛选出 11 种关键代谢物，且 RPL26 与部分代谢物存在显著相关性56。
- 基因、代谢物和瘤胃微生物组的通路富集：血液中差异表达基因的京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析揭示了 9 个显著富集的通路，肌肉中也有相应的显著通路。代谢物的通路分析表明其在脂质、核苷酸和氨基酸代谢中起关键作用。瘤胃微生物组在物种水平上存在差异，主要 KEGG 富集涉及微生物代谢等方面78。
- 关键基因 RPL26 的综合功能分析：RPL26 编码 88 个氨基酸，在不同物种间高度保守。通过动物数量性状基因座（QTL）数据库和牛基因型 - 组织表达（CattleGTEx）数据库分析，发现 RPL26 基因上的 QTL_180979 与日增重显著相关，还鉴定出两个顺式表达数量性状基因座（cis-eQTLs）。蛋白质组全基因组关联研究（PheWAS）结果显示，RPL26 基因与身高和站立高度显著相关91011。
- RPL26 低表达对细胞的影响：在 C2C12 小鼠成肌细胞系中进行实验，发现 RPL26 基因敲低可促进细胞增殖、增强抗凋亡能力，还能促进成肌分化和肌管肥大1213。
在结论与讨论部分，研究人员明确指出，RPL26 基因作为关键差异表达基因，与生长相关的分子生物标志物（如肉豆蔻醚、拟杆菌目）和微生物组成（如拟杆菌属、普雷沃菌属）相关，且其上游存在与生长性状相关的 QTL 和 cis-eQTLs。后续细胞实验也证实了 RPL26 在促进肌肉分化中的关键作用。这一研究成果意义重大，为亚洲水牛生长性状的选择提供了新的方向和理论依据，有望助力水牛养殖产业的升级发展，推动优质水牛品种的选育工作迈向新台阶 。
