云南微型鸡沙门氏菌感染免疫应答分子机理研究

The development of immunue system and disease resistanceare the most economically important traits for poultry production. Daweishan Mini Chicken is a special genetic resource of fowl originating Yunnan Province of China. The Mini Chickens showed strong innate immune system and abilites of disease resistance due to the high immune organ indexes，lymphocyte numbers and higer mRNA expressions of defensins and cathelicidins in muscle, especially for β-defensins mRNA expression in Mini cheickens compare with other local breeds. It has been hypothesized that there are distinctive hereditary characters in thedevelopment of innate immune system. However, the molecular mechanism of innate immune and immune responses is unclear. Therefore, the objective of this study was to investigat the molecular mechanism of immune responses, revieal the mojor genes function involving cell signaling pathway in immune responses of infected with Salmonella by comparative transcriptomics, proteomics approachs and immunohistochemical analysis. Further study is focus on the investigation biological functions of candidate genes in innate immunlity in Mini chickes. It will help to reveal new molecular mechanism of immune responses in immune system in Fowl Science. Moreover, it will provide some useful basal data for local native chicken genetic selection and molecular breeding for disease resistance in Yunnan Province.

抗病性状是家禽生产中的重要经济性状，抗病育种对家禽业发展具有重要意义。大围山微型鸡是云南省独具的家禽资源，该鸡具有较高的免疫器官指数、免疫细胞水平，较低家禽易感细菌的感染率；肌肉组织中显示较高的抗菌肽mRNA表达量，尤其以β-防御素家族抗菌肽较为显著。显示出较强的先天性抗病、抗逆能等优质特性。推测其先天性免疫系统发育存在独特的遗传特性，但其先天性免疫防御机理尚不清楚。本研究将模拟自然感染肠炎沙门氏菌的途径，采用比较转录组学、蛋白组学及免疫组学等研究方法：1）阐明微型鸡抗感染沙门氏菌免疫应答的特异性免疫机制;2）明确免疫应答过程中的关键功能基因及细胞信号分子调控机理。围绕微型鸡免疫机能的研究及成果均为原始创新，可丰富和创新家禽免疫学理论，为抗病育种提供必要的理论基础和重要家禽资源；同时，为微型鸡的选育与开发利用奠定科学理论基础；揭示云南特有畜禽资源的种质特性，培育优良抗病家禽品种具有重要意义

基于大围山微型鸡先天性免疫防御机理尚未阐明的科学问题，本研究以大围山微型鸡为研究对象，以科宝肉鸡为对照，进行口服沙门氏菌（SE）感染，通过比较两个鸡种在沙门氏菌感染后不同阶段免疫器官的发育规律、血液免疫球蛋白含量的变化以及免疫器官的组织病理学差异，并采用比较转录组学技术，比较分析两个鸡种感染肠炎沙门氏菌后脾脏以及小肠组织的差异基因表达谱，筛选并鉴定家鸡沙门氏菌感染免疫应答相关候选基因，以阐明微型鸡感染 SE 细菌后免疫应答机理。结果表明，SE感染对雏鸡阶段的生长性能和免疫指标影响较大，随着周龄的增加，家鸡对SE感染具有一定的抵抗力；SE感染对微型鸡的生长性能、免疫性能的影响均低于肉鸡，且肉鸡中更多的器官受到沙门氏菌感染的影响，可见微型鸡表现出较强的沙门氏菌抗感染能力。两个鸡种感染沙门氏菌的转录组学研究共计筛选并鉴定出影响家鸡沙门氏菌感染应答机制的差异表达基因47个。结合免疫生理学和比较转录组学，沙门氏菌感染对家鸡生长性能和免疫性能的影响主要通过调节细胞、代谢相关的信号通道；且肉鸡感染沙门氏菌后，先天然免疫系统很快被攻破，病原菌进入血液，机体适应免疫系统对病原菌产生免疫应答作用。而通过总结小肠组织中微型鸡和肉鸡SE感染后的免疫应答相关基因表达，说明微型鸡小肠中具有较强的物理或化学的先天然屏障阻止SE感染，肉鸡小肠的先天然屏障弱于微型鸡，当肉鸡感染SE后，开启免疫应答机制。不同鸡种存在特异性的肠道抗SE感染免疫应答机制。其中，TLR3、TLR5、CD14、CAMP、MBL2、IFITM1、EGR1等基因在免疫应答机制中发挥着重要的作用。基于本研究，发表学术论文10篇，其中SCI收录学术论文5篇，中文核心学术论文5篇；授权实用新型专利6项，申请发明专利2项；项目组成员1人晋升二级教授，1人晋升副教授；培养博士研究生2人、硕士研究生2人；新增科研项目1项，新培育省级创新团队1个。本研究对揭示云南特有畜禽资源的种质特性、培育优良抗病家禽品种具有重要意义。