摘要: 骨骼肌的生长发育决定猪肉的产量和品质。由于地理环境和遗传背景的影响，地方猪与商业猪在骨骼肌生长发育上存在一定的差异。地方猪生长速度慢，脂肪含量较高，瘦肉率较低；商业猪生长速度快且瘦肉率高。已有研究发现地方猪与商业猪骨骼肌相关基因的... 展开 骨骼肌的生长发育决定猪肉的产量和品质。由于地理环境和遗传背景的影响，地方猪与商业猪在骨骼肌生长发育上存在一定的差异。地方猪生长速度慢，脂肪含量较高，瘦肉率较低；商业猪生长速度快且瘦肉率高。已有研究发现地方猪与商业猪骨骼肌相关基因的表达存在显著差异，但影响基因表达的染色质状态尚未得到深入研究。因此，本研究利用公开发表的数据从表观基因组（ATAC-seq、ChIP-seq）和转录组（RNA-seq）水平系统比较了地方猪与商业猪骨骼肌生长发育过程中差异的染色质可及性模式和调控元件图谱，为解析地方猪与商业猪骨骼肌生长发育的调控机制提供数据支撑。 本研究以地方猪（恩施猪、梅山猪）和商业猪（杜洛克猪、大白猪）为研究对象，对其两周龄骨骼肌组织进行表观基因组和转录组层面的基因表达调控分析，结果如下： 1、通过基因表达分析，在杜洛克与恩施猪、杜洛克与梅山猪、大白与恩施猪和大白与梅山猪4个比较组中共鉴定到1,799个差异表达基因（DiffierentiallyExpressedGenes，DEGs）。GO（GeneOntology）和KEGG（Kyotoencyclopediaofgenesandgenomes）分析发现DEGs主要富集在葡萄糖代谢过程、骨骼肌细胞分化、成肌细胞分化等骨骼肌发育相关生物学过程和信号通路。根据功能富集结果，我们筛选出一些骨骼肌发育关键基因，如ANGPT1、CEBPB、IGF2、KLF5、MYF6、MYOD1、PDK4、SOX8和VEGFA等。 2、比较分析杜洛克与恩施猪和大白与恩施猪的染色质开放程度，在2个比较组中分别筛选到4,090和3,527个显著差异的开放染色质区域（OpenChromatinRegions，OCRs）。Motif富集分析结果显示，189个转录因子在2个比较组共有，其中包括MEF2家族、MYOD、MYF5、MYOG、FOXO1/3和SIX1/4等与骨骼肌发育密切相关的转录因子。功能富集结果发现差异OCRs邻近基因主要参与骨骼肌系统发育、肌肉器官发育、成肌细胞融合等生物学过程。联合DEGs分析结果，在2个比较组中共发现205个差异OCRs与关联的DEGs之间的信号强度相关系数大于0.8，揭示OCRs的开放程度与基因转录紧密相关。进一步预测差异OCRs关联的DEGs潜在调控的转录因子，最终在2个比较组中鉴定到17差异OCRs中的转录因子参与调控61个骨骼肌发育相关基因。 3、比较杜洛克与恩施猪、杜洛克与梅山猪、大白与恩施猪和大白与梅山猪4个组的组蛋白修饰水平，在这4个组中分别鉴定到93、105、80和150个差异活跃启动子以及277、346、305和789个差异活跃增强子。利用GREAT对差异活性调控元件进行功能富集分析发现这些差异活性调控元件主要参与肌纤维发育、骨骼肌分化、MAPK和JAK-STAT级联调控等生物学过程。联合DEGs进一步分析结果，在4个组中共筛选到42个差异活跃启动子调控的DEGs和64个差异活跃增强子潜在调控的DEGs，包含IGF2、IYD、MLC1、MYH7B、PDK4、PVALB、RDH16、SIK1和SNAI3等可能受活性调控元件影响的骨骼肌发育相关基因。 4、通过联合RNA-seq、ATAC-seq和ChIP-seq分析，本研究筛选到多个受染色质可及性或组蛋白修饰调控的骨骼肌发育相关基因，并随机选取了6个候选靶基因（CEBPB、LDHB、IGF2、KLF11、PDK4、RDH16）进行RT-qPCR实验验证，结果表明基因表达模式与RNA-seq分析结果相似，证实了数据分析的可靠性。 综上，通过比较分析地方猪与商业猪骨骼肌基因表达调控模式，筛选到一批影响骨骼肌发育的候选基因、转录因子和活性调控元件，为探索骨骼肌生长发育的分子机理提供有价值的参考，并增强对骨骼肌发育和多样性遗传基础的理解。 收起