劉 斌，楊 軍，阿云嘎，烏日格希拉圖，那順其木格，郝巴雅斯胡良，趙存發(fā)，李玉榮

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特010031； 2.中國科學(xué)院昆明動物研究所，昆明 650223；3.鄂托克前旗農(nóng)牧業(yè)局，鄂爾多斯 016200； 4.鄂托克前旗獸醫(yī)局，鄂爾多斯 016200；5.鄂托克前旗北極神絨牧業(yè)研究所，鄂爾多斯 016200)

?

外源褪黑激素促進(jìn)絨山羊皮膚毛囊相關(guān)基因表達(dá)差異的研究

劉 斌1，2，楊 軍3，阿云嘎4，烏日格希拉圖4，那順其木格4，郝巴雅斯胡良5，趙存發(fā)1*，李玉榮1*

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，呼和浩特010031； 2.中國科學(xué)院昆明動物研究所，昆明 650223；3.鄂托克前旗農(nóng)牧業(yè)局，鄂爾多斯 016200； 4.鄂托克前旗獸醫(yī)局，鄂爾多斯 016200；5.鄂托克前旗北極神絨牧業(yè)研究所，鄂爾多斯 016200)

旨在通過對非長絨期阿爾巴斯型絨山羊進(jìn)行褪黑激素埋植，研究褪黑激素對羊絨周期性生長的調(diào)控，以期借此延長絨山羊毛囊的興盛期，提高羊絨產(chǎn)量。將試驗(yàn)羊隨機(jī)分成兩組：埋植褪黑激素的試驗(yàn)組(T)和對照組(C)，每組3只(試驗(yàn)組(TI、T2和T3)和對照組(C1、C2和C3))，采集絨山羊的皮膚組織進(jìn)行組織切片，染色觀察埋植褪黑激素對毛囊生長誘導(dǎo)作用。分別抽提兩組樣本總RNA，逆轉(zhuǎn)錄合成相應(yīng)被標(biāo)記的cDNA探針，采用Agilent綿羊的8×15K規(guī)格全基因組表達(dá)譜芯片進(jìn)行雜交，篩選差異表達(dá)基因。利用實(shí)時熒光定量PCR技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明，從組織學(xué)分析可觀察到埋植褪黑激素對毛囊生長具有明顯的促進(jìn)作用；芯片數(shù)據(jù)顯示，篩選出差異表達(dá)的基因95個，其中61個表達(dá)上調(diào)、34個下調(diào)。GO分析基因數(shù)量分布情況：參與分子功能的基因占47.78%，參與生物學(xué)過程的基因占33.89%，組成細(xì)胞成分的基因占18.33%。與對照組的樣本相比，埋植褪黑激素后相關(guān)基因的差異性表達(dá)涉及毛囊生長及周圍皮膚附屬物形態(tài)發(fā)生等生物學(xué)過程。這些差異性表達(dá)的基因?yàn)榻q山羊毛囊生長及周期性調(diào)控的基因功能研究提供極有價值的參考。

絨山羊；褪黑激素；基因芯片；基因差異表達(dá)

內(nèi)蒙古絨山羊是重要的絨用動物，羊絨被用來制造奢侈針織物，擁有很高的經(jīng)濟(jì)價值。絨山羊的毛被主要分為有髓的粗毛和無髓的絨毛兩種類型，它們分別由初級毛囊和次級毛囊產(chǎn)生，它們在結(jié)構(gòu)和組成上非常相似，而在細(xì)度上存在明顯的差別，這種差別的產(chǎn)生是由相應(yīng)毛囊的形態(tài)和尺寸決定的。羊絨的產(chǎn)量主要依賴于羊絨纖維生長的面積和長度，而這些是由次級毛囊的數(shù)量和生長周期決定的。因此研究外源褪黑激素(Melatonin，MLT)對絨山羊毛囊生長周期的調(diào)控，有利于探究光周期引起的神經(jīng)——激素調(diào)節(jié)對于羊絨產(chǎn)量的影響，具有重要的理論意義及指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)的價值。羊絨的差異除了受其遺傳因素影響外，季節(jié)性光周期影響羊絨的生長周期[1]。這種具有季節(jié)性的現(xiàn)象依賴于光周期對于體內(nèi)內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)，松果體受到光照的刺激而分泌褪黑激素引起多種激素的釋放，直接影響羊絨的生長[2-3]，因此研究激素對毛囊生長調(diào)控至關(guān)重要。大多數(shù)絨山羊在5～8月份(非長絨期)不長絨，羊絨在8月份開始生長，翌年2月份停止生長，4月底5月初開始脫落[4]。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因可能是絨山羊神經(jīng)系統(tǒng)受到短日照的刺激而產(chǎn)生一系列激素，作用于皮膚毛囊而調(diào)控羊絨的生長。褪黑激素分泌主要受光照影響，表現(xiàn)出明顯的“晝低夜高”節(jié)律變化，是調(diào)控毛皮動物毛發(fā)生長發(fā)育的主要因子[5-6]。體外培養(yǎng)下，MLT與催乳素(Prolactin，PRL)均具有促毛囊延伸的作用，外源MLT埋植于動物皮下可促進(jìn)絨山羊在非產(chǎn)絨季節(jié)和產(chǎn)絨季節(jié)長絨，從而達(dá)到四季長絨，并顯著增加產(chǎn)絨量的目的。本研究系利用基因表達(dá)譜芯片技術(shù)，對埋植MLT絨山羊和正常對照絨山羊皮膚組織的差異表達(dá)基因進(jìn)行篩選，探討兩種皮膚組織表達(dá)基因的差異及其可能的分子生物學(xué)規(guī)律，以期為進(jìn)一步研究絨山羊絨毛生長機(jī)理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物及組織的處理

本研究在內(nèi)蒙古鄂爾多斯市鄂托克前旗絨山羊增絨技術(shù)示范區(qū)進(jìn)行試驗(yàn)。選擇內(nèi)蒙古白絨山羊(阿爾巴斯型)作為研究對象，在同一資源群體的同一品系群挑選體重差異不大、體況良好、繁殖性能正常的2周歲半同胞母羊3對，共6只。受試羊分為試驗(yàn)組(3只，編號T1、T2、T3)采用埋植褪黑激素的方法進(jìn)行增絨試驗(yàn)，對照組(3只，編號C1、C2、C3)采用常規(guī)放牧飼養(yǎng)管理(每對同父本母羊分別進(jìn)入試驗(yàn)組和對照組)。參考已有的報道[7]并結(jié)合本團(tuán)隊(duì)前期的研究結(jié)果，5月份按照2 mg·kg-1BW的劑量在耳后皮下埋植褪黑激素。所有羊采用常規(guī)放牧飼養(yǎng)管理，自由采食、飲水。6月份采集皮膚樣品，在體側(cè)部采取2.0 cm2左右的皮膚樣品，液氮中冷凍，-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。皮膚樣品除一部分留作基因芯片分析外，剩余皮膚組織制備石蠟切片，組織被二甲苯處理、酒精脫水后以石蠟包埋，于切片機(jī)上切成7 μm，進(jìn)行伊紅——蘇木素(Sigma)染色，用顯微鏡觀察毛囊組織形態(tài)。

1.2 皮膚組織樣品RNA的提取、基因芯片雜交與數(shù)據(jù)分析

Trizol (Invitrogen，Gaithersburg，MD，USA)一步法提取皮膚組織塊中的總RNA，過柱純化，以Total RNA為模板進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄，以 Random Primer為引物進(jìn)行KLENOW酶標(biāo)記，標(biāo)記產(chǎn)物用 PCR NucleoSpinExtract II Kit (MN)純化，純化后抽干。Cy5標(biāo)記試驗(yàn)組樣本，Cy3標(biāo)記對照組樣本。采用Agilent 公司的G2519F綿羊基因表達(dá)譜芯片(芯片雜交試驗(yàn)由北京基因芯片國家工程研究中心暨博奧生物有限公司協(xié)助完成)，芯片規(guī)格8×15K，含有15 208個綿羊基因的表達(dá)譜芯片，該芯片無組織特異性，該芯片設(shè)計基于綿羊序列信息來自RefSeq、Goldenpa th、Ensembl和Unigene 等不同數(shù)據(jù)庫已知的基因信息，代表基因和轉(zhuǎn)錄本信息。芯片用Agilent G2565CA Microarray Scanner進(jìn)行掃描，得到雜交圖片。采用Feature Extraction圖像分析軟件對芯片圖像進(jìn)行分析，把圖像信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。對原始數(shù)據(jù)先用Lowess(Locally weighted scatterplot smoothing)等方法對信號值進(jìn)行歸一化處理后，以Fold change>2倍或<0.5倍的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行差異基因篩選。若有3個以上生物學(xué)重復(fù)樣本，用SAM(Significance Analysis of Microarrays)軟件進(jìn)行差異基因的分析[8]。

1.3 qRT-PCR驗(yàn)證

利用實(shí)時定量PCR技術(shù)可以驗(yàn)證埋植褪黑激素的絨山羊和自然條件下絨山羊皮膚組織的基因表達(dá)的差異。根據(jù)基因芯片分析的結(jié)果，從差異顯著的基因中挑選出具有代表性的兩個基因CSN2和PAX6進(jìn)行qRT-PCR驗(yàn)證?；驍U(kuò)增所需引物的設(shè)計及制備依照表1列出的相關(guān)信息。RNA的提取同1.2。以GAPDH作為內(nèi)參基因進(jìn)行Real-time PCR 擴(kuò)增。采用SYBR Green I熒光染色法測定各基因的相對定量表達(dá)。每個樣品至少3個重復(fù)，結(jié)果轉(zhuǎn)化為循環(huán)閾值(Ct)的相對擴(kuò)增倍數(shù)。兩個樣本間的基因表達(dá)差異用 2-ΔΔCt的方法計算。

表1 qRT-PCR驗(yàn)證試驗(yàn)涉及基因的引物設(shè)計及相關(guān)信息

Table 1 Primer design and related information of qRT-PCR

2 結(jié) 果

2.1 組織學(xué)分析

為了保證組織切片結(jié)果與基因芯片分析的一致性，組織切片樣本來自用于基因芯片分析的同一塊皮膚組織。即埋植MLT以及自然光周期條件下絨山羊體側(cè)皮膚組織，從組織切片的形態(tài)上可以明顯看出經(jīng)過埋植MLT后，非長絨期絨山羊皮膚中初級毛囊與次級毛囊數(shù)量顯著增多，尺寸增大，并向皮下延伸，毛囊增長，毛乳頭膨大，顯示出明顯的興盛期毛囊的形態(tài)特征(圖1 A)；而自然光周期條件下，絨山羊的皮膚切片中，毛囊在形態(tài)上沒有生長活動的跡象，毛囊萎縮，一些毛囊中存在角質(zhì)化毛干及空腔，顯示出休止期的形態(tài)特征(圖1 B)。從組織形態(tài)來看，埋植MLT對于毛囊進(jìn)入興盛期具有明顯的誘導(dǎo)作用。

2.2 分層聚類分析

研究埋植MLT與正常光周期條件下，絨山羊皮膚及毛囊中相似的蛋白質(zhì)編碼基因的表達(dá)模式的差異，采用Agilent 公司的G2519F綿羊基因表達(dá)譜芯片(8×15K)，含有15 208個綿羊基因。通過埋植MLT條件下飼養(yǎng)的阿爾巴斯絨山羊體側(cè)皮膚樣本，與正常光周期絨山羊的皮膚樣本的芯片數(shù)據(jù)相比較，對原始數(shù)據(jù)用Lowess方法進(jìn)行歸一化處理后，運(yùn)用散點(diǎn)圖對數(shù)據(jù)的變異和誤差進(jìn)行歸一化。散點(diǎn)圖反映數(shù)據(jù)歸一化以及表達(dá)差異分析的變化和誤差(圖2A～C)。進(jìn)一步通過分層聚類的方法分析這些基因差異性表達(dá)(圖2D)。

石蠟組織縱切切片蘇木素-伊紅染色。A.埋植MLT組；B.對照組。比例尺：500 μmLongitudinal section stained by hematoxylin-eosin.A.MLT embedment group;B.Control group.Scale bar:500 μm圖1 阿爾巴斯型絨山羊體側(cè)皮膚組織毛囊形態(tài)Fig.1 Hair follicle morphogenesis of body side skin tissue in ALPAS Cashmere goat

A～C.MLT埋植組與對照組3組樣本基因芯片散點(diǎn)圖；A. T1 vs C1; B. T2 vs C2; C. T3 vs C3; D.基因差異性表達(dá)的聚類圖譜，紅色表示埋植MLT試驗(yàn)組(T1、T2、T3)相對于對照組(C1、C2、C3)表達(dá)上調(diào)，綠色表示埋植MLT試驗(yàn)組(T1、T2、T3)相對于對照組(C1、C2、C3)表達(dá)下調(diào)A-C.Scatter plot；A. T1 vs C1; B. T2 vs C2; C. T3 vs C3; D.Hierarchical clustering analyses：The red color indicated the up-regulation of gene expression in the MLT group (T1，T2，T3) compared to that of the control group (C1，C2，C3).The green color indicates the down-regulation of genes圖2 基因芯片散點(diǎn)圖及分層聚類分析Fig.2 Visualization of clustered microarray data

2.3 Gene Ontology (GO) 分析

差異表達(dá)(Fold change≥2或≤0.5)基因95個，其中表達(dá)上調(diào)(≥2)基因61個和共同下調(diào)(≤0.5)基因34個?；跀?shù)據(jù)庫中基因的注釋情況，試圖尋找這些差異性表達(dá)的基因與山羊毛囊的生長調(diào)控相關(guān)性。GO分析結(jié)果顯示，埋植MLT條件下飼養(yǎng)的阿爾巴斯絨山羊相對于正常光周期基因表達(dá)的功能聚類。主要分為3大類：分子功能(47.78%)、生物學(xué)過程(33.89%)和細(xì)胞組成(18.33%)。6月份埋植MLT與正常對照絨山羊皮膚中差異表達(dá)基因具體信息見圖3。

圖3 絨山羊差異表達(dá)基因的GO分析結(jié)果Fig.3 GO analyzing result of differentially expressed genes in Cashmere goat

2.4 差異表達(dá)基因分析結(jié)果

由于目前大多數(shù)基因還未得到詳細(xì)的注釋。根據(jù)已有的注釋，篩選出19個基因，其中9個上調(diào)，10個下調(diào)(表2，表3)，可能涉及毛囊生長的不同階段。顯示出埋置MLT條件下，誘導(dǎo)絨山羊毛囊基因產(chǎn)生了差異性表達(dá)，從而影響毛囊自然的周期性活動，使毛囊提前進(jìn)入興盛期，延長了羊絨的生長周期，達(dá)到增絨的目的。

2.5 qRT-PCR檢測

選取基因芯片數(shù)據(jù)中表達(dá)差異較明顯的2個基因PAX6和CSN2進(jìn)行qRT-PCR檢測(圖4)，對比分析這些基因的表達(dá)模式，雖然所選2個基因的mRNA 表達(dá)水平的變化與芯片的檢測結(jié)果顯示的表達(dá)倍數(shù)略有差別，但是二者的變化趨勢是一致的，反映基因芯片分析結(jié)果的可靠性。

3 討 論

關(guān)于褪黑激素對羊毛生長的影響，已有很多相關(guān)報道[9-10]，但主要涉及組織學(xué)及相關(guān)基因分子生物學(xué)分析，缺少系統(tǒng)性的大量相關(guān)基因的研究。褪黑激素(MLT)是一種神經(jīng)內(nèi)分泌激素，在視交叉上核和外圍組織的協(xié)同下由松果體分泌[11-12]。MLT可以調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的過程(G蛋白)和第二信使的活動(例如cAMP、IP3、Ca2+)。在神經(jīng)發(fā)育中，褪黑激素作為一個重要的細(xì)胞內(nèi)信號調(diào)控基因表達(dá)。皮膚及毛囊附屬物(毛發(fā)、指甲、牙齒等)在胚胎發(fā)育過程中起源于外胚層細(xì)胞，與神經(jīng)細(xì)胞是同源的，因此MLT對于皮膚及毛囊的調(diào)控模式也極有可能與其對神經(jīng)發(fā)育相似。本研究在差異表達(dá)的基因中，NPY2R(神經(jīng)肽Y受體)、ADCYAP1(腺苷酸環(huán)化酶活性肽)顯著上調(diào)，說明這兩種基因參與外源MLT引起的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，但對于下游基因以及毛囊再生調(diào)控的作用還需要進(jìn)一步研究。

毛囊發(fā)育和再生受到各種生長因子、激素和信號分子的嚴(yán)格調(diào)控，Wnt信號通路是最重要的途徑之一[13-14]。Wnt蛋白信號通路及相關(guān)的分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)控毛囊生長的周期性活動，作為其中關(guān)鍵一環(huán)，CTNNB1(β-catenin)是一種多功能的蛋白質(zhì)，主要為介導(dǎo)細(xì)胞間黏附并參與基因的表達(dá)，其表達(dá)決定毛囊發(fā)育及再生的命運(yùn)[15]。β-catenin是毛發(fā)形成中不可缺少的調(diào)節(jié)因子，并促進(jìn)毛囊干細(xì)胞從休止期進(jìn)入興盛期，進(jìn)而啟動毛發(fā)周期[16]。在人類及小鼠的研究中已經(jīng)證實(shí)Wnt/β-catenin途徑對于毛囊及牙齒的發(fā)育至關(guān)重要[17]。本研究數(shù)據(jù)分析顯示，相對于對照組羊皮膚組織，埋植MLT試驗(yàn)組絨山羊樣本中CTNNB1(β-catenin)基因的表達(dá)差異極顯著，3組重復(fù)均顯示較高的表達(dá)比率。可以推測，Wnt/β-catenin信號通路響應(yīng)非長絨期埋植MLT引起的一系列信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而促進(jìn)絨山羊絨毛進(jìn)入興盛期，這一途徑可能是外源MLT引起羊絨生長的關(guān)鍵因素。

表2 絨山羊毛囊生長相關(guān)的上調(diào)基因

Table 2 The up-regulated genes related to Cashmere goat hair follicle growth

基因縮寫Genesymbol基因名稱GenenameGenBank登錄號GenBankaccessionNo.T1vsC1T2vsC2T3vsC3PAX6pairedbox6AY9440592.0002.3842.409CTNNB1cadherin-associatedproteinbeta1CU65175515.28420.49116.474NPY2RneuropeptideYreceptorY2U8345837.54917.75322.659ADCYAP1adenylatecyclaseactivatingpolypeptide1(pituitary)NM_0010097765.8222.7843.754LOC100125611Slit2EF6270362.9332.1593.947FLT-1vascularendothelialgrowthfactorreceptor-1AF5346352.0943.8482.598CYP2C19cytochromeP4502C19NM_0012051522.1834.1612.369CGAglycoproteinhormones,alphapolypeptideNM_0010094642.9753.7742.800HNF1AHNF1homeoboxAAJ4091494.0624.0872.067

表3 絨山羊毛囊生長相關(guān)的下調(diào)基因

Table 3 The down-regulated genes related to Cashmere goat hair follicle growth

基因縮寫Genesymbol基因名稱GenenameGenBank登錄號GenBankaccessionNo.T1vsC1T2vsC2T3vsC3CD1DCD1dmoleculeNM_0011230010.4910.4190.427BLGbeta-lactoglobulinNM_0010093660.0090.1100.015CSN2caseinbetaNM_0010093730.0160.1470.022LOC554321lactoferrinNM_0010248620.1180.0380.158CSN3caseinkappaNM_0010093780.0210.1950.019CSN1S1alpha-S1-caseinNM_0010097950.0240.0290.025LOC100135684serumamyloidA3.2EU3664760.3730.4800.176TFF3trefoilfactor3(intestinal)EE7793490.0940.1290.351LALBAlactalbumin,alpha-NM_0010097970.0340.0400.008CSN1S2alpha-S2-caseinNM_0010093630.0050.0180.011

1. T1 vs C1; 2.T2 vs C2; 3. T3 vs C3圖4 qRT-PCR檢測基因差異表達(dá)倍數(shù)Fig.4 qRT-PCR verification results

本研究結(jié)果分析表明，PAX6具有明顯的表達(dá)上調(diào)。PAX6 是一個功能復(fù)雜的蛋白，參與細(xì)胞的許多生命活動，PAX6基因編碼的轉(zhuǎn)錄因子在動物胚胎從區(qū)域化到細(xì)胞類型分化的不同發(fā)育過程中起著重要作用。在細(xì)胞強(qiáng)烈增殖時，PAX6表達(dá)作為轉(zhuǎn)錄因子定位于細(xì)胞核內(nèi)，而PAX6遷移至細(xì)胞質(zhì)，喪失了轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)作用，表明PAX6可能轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)下游的因子從而發(fā)揮調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖的作用。PAX6 在神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育起重要調(diào)節(jié)作用[18]，而毛囊在發(fā)育上起源于外胚層細(xì)胞，與神經(jīng)系統(tǒng)是同源的，因此絨山羊毛囊周期性再生極有可能與PAX6調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育有著相似的機(jī)制，而這一過程與MLT的分泌存在密切的相關(guān)性。CYP1A1(Cytochrome P4501A1)在小鼠皮膚中有少量的表達(dá)，相比之下更強(qiáng)的信號被發(fā)現(xiàn)于毛囊周圍的皮脂腺中[19]。本研究發(fā)現(xiàn)埋植MLT的試驗(yàn)組山羊皮膚毛囊樣本中CYP2C19顯著上調(diào)，這可能與毛囊興盛期中，毛的生長活動以及毛囊附屬物相關(guān)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建有關(guān)，這一現(xiàn)象還需要進(jìn)行更加深入的研究。在發(fā)育過程中，VEGF(Vascular endothelial growth factor)參與調(diào)節(jié)血管的形成。VEGFR-2(Vascular endothelial growth factor receptor-2)存在于人類毛囊、皮脂腺、汗腺等細(xì)胞中，在毛囊的生長中發(fā)揮重要作用[20]，表達(dá)于毛囊隆突部[21]并與K15、K19的陽性信號相關(guān)。但是VEGF對于羊毛生長的作用，目前還沒有明確的報道。本研究結(jié)果顯示，MLT埋置組毛囊興盛期皮膚中FLT1(Vascular endothelial growth factor receptor-1，VEGFR-1)差異性表達(dá)，VEGFR-1可能參與絨山羊毛囊的周期性重建，值得進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié) 論

本研究結(jié)果表明，在埋植MLT條件下參與絨山羊皮膚毛囊生長過程的基因會被調(diào)動起來，對比自然條件下的樣本發(fā)生差異性表達(dá)，這些基因中包括許多參與毛囊生長及毛囊周邊皮膚附屬物構(gòu)建相關(guān)的基因，尤其是CTNNB1的表達(dá)，毛囊進(jìn)入興盛期的主要原因可能是外源MLT引發(fā)一系列分子信號的轉(zhuǎn)導(dǎo)激活WNT/β-catenin途徑，決定毛囊進(jìn)入興盛期，但其具體的分子機(jī)理是仍需進(jìn)行更加深入的研究。本研究結(jié)果為褪黑激素相關(guān)信號通路對于毛囊生長的促進(jìn)作用的分子機(jī)制提供證據(jù)，并為人工增絨方法在畜牧業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

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(編輯 程金華)

Exogenous Melatonin Promotes Expression Differences of Skin Hair Follicles Related Genes in Cashmere Goat

LIU Bin1，2，YANG Jun3，A Yun-ga4，WU Ri-gexilatu4，NA Shun-qimuge4，HAO Ba-yasihuliang5，ZHAO Cun-fa1*，LI Yu-rong1*

(1.InnerMongoliaAcademyofAgricultural﹠AnimalHusbandrySciences,Hohhot010031,China;2.KunmingInstituteofAnimalScience,ChineseAcademyofSciences，Kunming650223,China;3.EtuokeqianqiBureauofAgricultureandAnimalHusbandry,Erdos016200,China;4.EtuokeqianqiBureauofVeterinary,Erdos016200,China;5.EtuokeqianqiArcticGodResearchInstituteofCashmereandLivestock,Erdos016200,China)

Effects of embedding melatonin for Arbas Cashmere goats in telogen phase on control of cashmere growth cycle were conducted in order to extend anagen phase and increase the cashmere production. Cashmere goats were selected and randomly divided into 2 groups,each group with 3 goats( the experiment group (T1,T2,T3) and the control group (C1,C2,C3)). Skin tissues of the treatment and control groups were taken and tissue sections were observed for the influence of embedding melatonin on the induction of hair follicle growth. The total RNA was extracted from the 2 groups of samples and synthesized marked cDNA probes by reverse transcription, and had microarray hybridization on 8×15 K(Agilent) sheep genome-wide expression profile to screen differentially expressed genes. The results were verified by real-time fluorescent quantitative PCR technology. Histological analysis showed that embedding melatonin could obviously promote hair follicle growth. Microarray data showed that there were 95 differently expressed genes, including 61 up-regulated and 34 down-regulated. GO analysis indicated that the genes of 47.78% participated in the molecular function, those of 33.89% were involved in biological processes, and those of 18.33% were associated with the composition of cell. Compared with the control groups, differential expression of related genes in treatment groups were involved in the hair follicle morphogenesis and biological processes of surrounding skin appendages. These differently expressed genes provide valuable reference to research Cashmere goat hair follicle growth and the function of the cyclical controlling genes.

Cashmere goat；melatonin；gene microarray；gene differential expression

10.11843/j.issn.0366-6964.2016.11.008

2016-04-01

內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2014BS0333)；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260545)；國家公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201303059)；內(nèi)蒙古農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2013QNJJM05)

劉 斌(1979-)，男，博士，副研究員，主要從事絨毛用羊分子數(shù)量遺傳育種研究，E-mail：liubin0613@126.com

*通信作者：趙存發(fā)，研究員，主要從事絨毛用羊遺傳育種研究，E-mail：zhaocunfa@163.com；李玉榮，研究員，主要從事絨毛用羊遺傳育種研究，E-mail：yurong622003@126.com

S827.2

A

0366-6964(2016)11-2210-08