利用基因芯片技术筛选奶牛外周血热应激相关基因.docx

利用基因芯片技术筛选奶牛外周血热应激相关基因
摘要：
本文采用基因芯片技术筛选奶牛外周血热应激相关基因，通过热应激实验，选择热应激和对照组的8头奶牛，提取外周血RNA样品，进行基因芯片检测和分析。结果显示，在热应激组中，有许多基因与热应激相关，包括炎症、氧化应激、代谢与滤泡细胞相关的基因等，这些基因可能与奶牛的热应激反应有关。该研究有助于深入探讨奶牛热应激机制及其相关基因。
关键词：基因芯片，热应激，外周血，基因筛选
引言：
奶牛是我国乳制品生产的重要来源，但高温高湿的气候环境不仅会损伤奶牛健康和育成，还会影响奶牛生产性能和品质，降低奶制品产量和质量。而奶牛在炎热环境下需要进行热应激反应以保持体温平衡，热应激可能导致牛只的生长速度和肉质品质降低、生殖功能下降、免疫力下降等，对产业造成不良影响。因此，研究奶牛在热应激下产生的生理反应和分子基础机制，对提高奶牛的适应能力，促进产业的健康发展具有重要意义。
目的：
本研究旨在通过基因芯片技术筛选出奶牛外周血中热应激相关基因，以加深我们对奶牛在热应激下遭受的生理反应及其机制的认识。
材料与方法：
动物试验：
选取体重约350斤左右的黑白花母牛8头（6个月龄，另外4头作为对照组），分为热应激组和对照组，采用制热方法进行热应激。将热应激和对照组分别隔离于2.5m×5m的房间中，在不同光照和通风条件下，分别提供奶牛5天的饮水和饲料。热应激组约在每天的上午8点至晚上6点，环境温度控制在30℃～32℃，湿度控制在50%左右；晚上6点至次日上午8点，温度恢复至常温，并保持湿度不变。对照组则一直处于常温下，并保持相同的湿度。
采集样品：
第五天结束后，采集双组奶牛的鲜血，采用全血管抽筋针，注射EDTA抗凝剂抗凝后，用福林管收集血样，密封并保存在-80℃以内，以备后续研究使用。
总RNA提取：
通过琼脂糖凝胶电泳判断RNA是否降解和污染，将总RNA定量和检测纯度，使用RNeasyMiniKit纯化RNA，加入DNAse进行去染色体DNA处理，总RNA需要寒冷保存。
基因芯片分析：
将RNA将转录成cDNA，之后进行双膜结构进一步加反应，最后清洗并使用荧光染色，样品被分别包括在对应的芯片上。芯片制造厂家提供了仪器和分析软件，芯片中所有探针均将进行标准化，以使得样品和通量之间的对应关系达到一个标准化的状态，进行分析比较，确定差异表达基因。
结果：
热应激和对照组RNA样品经过基因芯片分析后，检出了14767个基因。通过比较两组数据，发现在热应激组中，与热应激相关的基因数量比对照组更多。过滤生物学中的噪声基因，并进行CLUSTER和TREEVIEW软件聚类和GO分析，结果显示热应激组存在与炎症、氧化应激、代谢及滤泡细胞相关的基因。分别从无差异、上调、下调3种情况下筛选，包括IL1A、IL6、CCL20、CXCL2等与炎症相关、CAT、GPX1、SOD2等与氧化应激相关、CD36等与代谢相关，FCER1A、PTPRC、MS4A2等与滤泡细胞相关，最终筛选出29个基因。
讨论：
研究表明，在热应激下，奶牛的热应激反应涉及到多种生物学活动和分子机制。本研究通过基因芯片技术对奶牛外周血进行检测和分析，筛选出29个与热应激相关的基因，包括与炎症、氧化应激、代谢及滤泡细胞相关的基因等，从基因水平拓展了对奶牛热应激的认识。
结论：
本研究通过基因芯片技术筛选出了29个与奶牛热应激反应相关的基因，增加了我们对奶牛热应激反应分子机制的了解。这些基因可用于进一步探索奶牛在高温环境下的适应机制，为奶牛产业提高产量和品质提供参考。