基于定向选择系的微进化解析鸡异嗜性粒细胞的抗菌机制
批准号:
32072708
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
赵桂苹
依托单位:
学科分类:
家禽及其他经济动物种质资源与遗传育种学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵桂苹
中文摘要
异嗜性粒细胞(Heterophil,H)是禽类特有的免疫细胞,通过精确调控来识别和杀灭病原微生物。在团队前期研究中,建立的异嗜性粒细胞与淋巴细胞比值为主选性状的选择系已开展了12个世代的选育,通过沙门氏菌感染试验,初步证实选择系的H细胞的吞噬、脱粒和氧化爆发等功能强弱是抗菌能力差异的内在因素,但引起这些功能的分子调控机制还远未解析。本研究在对该定向选择系的不同世代基因组重测序和微进化分析的基础上,在人工感染沙门氏菌的条件下通过比较中外鸡种的抗菌差异、H细胞转录组差异,筛选参与调控H细胞吞噬、脱粒等抗菌功能的通路和基因,并重点分析H细胞上跨膜信号通路(FcR)和上游基因(PTPRJ)的作用机制;对具有重要效应的关键基因利用CRISPRi干扰实验以及多品种基因频率进一步确认,最终解析出鸡特有异嗜性粒细胞抗菌功能的信号通路和分子机制。本研究将为鸡抗病育种提供理论依据。
英文摘要
Heterophil refers to the white blood cell characterized by the function of phagocytosis and killing in the avian immune system, which can identify and kill pathogenic microorganisms by precise regulatory mechanisms. We have established heterophil/lymphocyte ratio (H/L) selection strain, which had been carried out for 12 generations. Salmonella infection assay showed that the mortality rate of the selective strain was lower than the control strain, which was preliminarily proved that the phagocytosis, cell threshing and oxidative explosion of the selected heterophil underlying the difference in antibacterial ability, but the regulatory mechanisms were far from solved. This study aims to firstly analyze difference of anti-bacteria ability of foreign and indigenous chicken breeds, analyze the transcriptomes of heterophil from selection lines and get the candidate genes involved in the regulation of heterophil function. After that, we will analyze how the transmembrane pathway (FcR) and the upstream gene (PTPRJ) affect the function of heterophil. In addition, we will apply CRISPRi interference to decipher the function of key genes, as well as analyze the signal pathway and molecular mechanism of the antibacterial function of heterophil. This study will offer theoretical basis for disease resistance breeding of chicken.
定向选育低异嗜性粒细胞与淋巴细胞的比率(Heterophils/Lymphocytes, H/L)能够显著增强家禽沙门菌抗病力和异嗜性粒细胞的功能。本研究基于H/L定向选育系沙门菌抗性和异嗜性粒细胞功能差异,利用全基因组关联分析和选择信号分析,精细定位鉴定出PTPRJ基因是H/L定向选育系具有沙门氏菌感染后抗病力增强和异嗜性粒细胞功能改善的关键调控基因。进一步研究证明,H/L定向选育导致PTPRJ增强子活性降低、基因表达下调,进而可能下调下游基因(LYN、SHP1、SHIP1)的免疫抑制作用,从而促进异嗜性粒细胞功能的发挥。结合H/L选育系、文昌鸡和大骨鸡的人工沙门菌感染试验,鉴定到吞噬体信号通路和代谢途径信号通路,与异嗜性粒细胞、巨噬细胞发挥吞噬病原的吞噬功能高度相关。PTPRJ、PTPN5和OSBPL5基因参与异嗜性粒细胞的氧化爆发功能,且PTPRJ与H2AFZ、S100A12、ADH4等基因参与了巨噬细胞的吞噬功能。以抗病力较弱的广明白鸡和抗性强的北京油鸡为素材,结合人工沙门菌试验,对两个品种感染组和对照组的脾脏和肝脏进行转录组分析,鉴定到FOS、EGR1、JUN、FAS和IKBKE等基因为鼠伤寒沙门菌感染抗性相关候选基因。同时两个品种的外周血单个核细胞的蛋白组和血清代谢组研究发现,沙门氏菌感染后低H/L鸡PDK4显著上调,促进糖酵解代谢通路,可能调节淋巴细胞的分化,进而影响鸡抗病能力。.上述研究充分利用特定抗病种质资源及其基因组、转录组和蛋白组信息,以抗逆和抗病性为研究重点和育种方向,深入挖掘鸡抗病基因组突变和功能基因,能够为培育目标性状突出、遗传性能稳定的肉鸡新品种(配套系)提供理论基础。
整合多世代时空代谢表型组解析白羽肉鸡抗病力性状的遗传基础
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批准号:32230101
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项目类别:重点项目
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资助金额:270万元
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批准年份:2022
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负责人:赵桂苹
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依托单位:
靶向microRNA、LncRNA调控鸡先天免疫MyD88-依赖通路的抗菌机制
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批准号:31911530256
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:10万元
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批准年份:2019
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负责人:赵桂苹
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依托单位:
靶向microRNA、LncRNA调控鸡先天免疫MyD88-依赖通路的抗菌机制
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批准号:31572393
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项目类别:面上项目
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资助金额:66.0万元
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批准年份:2015
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负责人:赵桂苹
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依托单位:
鸡TLR4信号通路与肠炎沙门氏菌感染关系的研究
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批准号:30871776
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项目类别:面上项目
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资助金额:32.0万元
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批准年份:2008
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负责人:赵桂苹
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依托单位:
国内基金
海外基金