贵州白山羊抗捻转血矛线虫病关键因子的挖掘与鉴定

Gastrointestinal nematode disease which is one of the biggest worldwide distributions of parasitic diseases are the most common and harmfulness in cattle and sheep. Based on the situation of this disease of serious harmful to livestock production and livestock have significant differences between protective response. Our project is able to build artificial infection model in Guizho white goat and to study blood physiological and biochemical indexes. Based on the goat genome sequencing map and the immune genetic information, this project aims to identify candidate genes which greatly determine host genetic resistance to Haemonchus contortus infection. Positional candidate genes will be identified and molecular mechanisms of genetic resistance of Haemonchus contortus infection in Guizhou white goats will be illuminated according to the results from fine-mapping, expression analysis. The study could assist to accumulate data to develop the theory basis for molecular breeding and to solve the programs which are bring by current control methods ,such as drug resistance, drug residues and environmental pollutions.

捻转血矛线虫病是是牛、羊体内最常见、危害性最大的一种世界性分布的寄生虫病。基于捻转血矛线虫病对畜牧业生产危害严重的现状，以及家畜对捻转血矛线虫病的保护性反应存在品种间的显著差异。本项目试图建立人工单次感染捻转血矛线虫的贵州白山羊感染模型，通过血液生理生化指标的测定以及利用高通量测序技术（mRNA-Seq测序和miRNA-Seq测序），在山羊基因组测序草图的基础上，从已注释免疫基因信息入手，挖掘和关联潜在的抗病基因，解析免疫系统的分子组成和免疫基因间的调控关系，鉴定贵州白山羊抗捻转血矛线虫病的关键基因，结合分子生物学和生物信息学的方法，初步阐明羊抗捻转血矛线虫病的分子机理。本研究将解决贵州白山羊自身防御捻转血矛线虫感染的分子机制问题，并为羊抗捻转血矛线虫病的分子育种提供理论依据，同时也是解决目前该病以药物防控为主所带来的诸如抗药性、药物残留及环境污染等问题的途径之一。

山羊捻转血矛线虫病是一种世界性分布且危害巨大的寄生虫病之一，近年呈现高感染率状态，对山羊产业及经济造成重大损失。由于药物治疗存在的诸多弊端及疫苗研制的困难，使得挖掘山羊品种抗性基因并通过育种手段提高山羊群体的抗病性成为必要手段。目前，虽然对捻转血矛线虫病的免疫机理有初步认识，但山羊抗捻转血矛线虫病的主效基因及作用的确切机理仍不明了。因此，本项目利用高通量测序技术对捻转血矛线虫病相关抗性基因进行挖掘并分析内在的作用机制。本项目主要包括两部分内容，一部分是研究感染组与对照组贵州白山羊血液生理生化指标的差异，一部分是应用高通量测序技术对血液、皱胃及皱胃淋巴结中差异表达的主要抗病候选基因及关键因子的筛选、鉴定与分子水平和蛋白水平验证。结果表明：对感染捻转血矛线虫的感染组和对照组10项血液指标的分析，WBC和LYM差异显著，RBC、HGB、MID、LYM、HCT、MCV、MCH、MCHC差异极显著，说明贵州白山羊血液指标的变化与捻转血矛线虫的感染强度有关。对感染组和对照组贵州山羊血液、皱胃和皱胃淋巴结的高通量测序及分析表明，3种组织间并未发现明显的由Th2型免疫反应为主的基因的表达，但在易感个体中仍有大量和炎症反应相关的基因，可能由捻转血矛线虫引起的炎症反应仍然存在，宿主可能通过诸如GBP蛋白家族、LCN2、PGLYRP1、FKBP4、CD96等一系列宿主防御蛋白对抗炎症反应。本项目还检测到ND1、ND2、ND4、COX1、COX3等和线粒体电子呼吸链传递相关的基因，这些基因可能由于捻转血矛线虫感染导致的宿主贫血及皱胃局部的炎症引起表达量或功能发生变化，从而参与炎症调控过程，但具体的机制仍需深入研究。以上结果对贵州白山羊抗捻转血矛线虫的分子机制具有重要的科学意义。