采用间歇式冷刺激建立肉鸡冷适应及分子机制研究

Cold stress is very common for livestock and poultry in the cold areas. How to enhance animal’s ability to tolerate cold temperatures is the hotspot problem in production. Cold acclimation is a process by which animal acquire a tolerance to cold after a period of exposure to low temperatures. In order to get the reasonable scheme to establish cold acclimation in broiler, we apply different intermittent cold stimulus at the early growth stage of broilers and use aggregative indicator including body condition, production performance, oxidation resistance, immunity and anti-stress capability as the parameter to evaluate the cold acclimation. Results of this study will provide a scientific basis for appropriate cold stimulation training in poultry production..We will use modern omics technologies including proteome and transcriptome to identify differentially expressed genes and proteins in liver tissue and the hypothalamus tissues of broilers from cold acclimation group and control group. The bioinformatics analysis will be carried out on differentially expressed genes and proteins. Some genes and proteins that have a significant impact and important regulatory role will be screened and the pathway that may have greater research values for brolier's cold acclimation will be found. These results will be able to reveal the mechanism underlying cold acclimation from two aspects of gene and protein. Using combined analysis on the results of transcriptome and proteome, we can obtain results that is complementary and integration of mRNA and protein. Results of this study will contribute to fully reveal the molecular mechanism of cold acclimation.

寒冷是高寒地区畜禽的一种普遍应激因素，如何提高机体耐寒能力是生产者关注的热点问题。机体对寒冷的适应叫冷适应，指经过反复的冷刺激，使机体对低温产生适应性，从而促进机体耐寒性增强。本研究拟在肉鸡的生长早期给予不同的间歇式冷刺激，采用体况、生产性能、抗氧化能力、免疫力和抗应激性等综合指标作为筛选冷适应建立的参数，获得使肉鸡建立冷适应的合理方案。本研究结果在生产上为实施适宜的冷刺激训练提供科学依据。.采用现代组学技术，包括转录组学和蛋白组学技术，对冷适应组和对照组的肝脏组织和下丘脑组织进行差异基因和差异蛋白的筛选，并对其进行生物信息学分析，筛选出对建立冷适应可能有重大影响和重要调控作用的基因和蛋白质以及有较大研究价值的Pathway，并将蛋白组与转录组研究结果进行关联分析，实现mRNA和蛋白质的互补和整合，系统全面的揭示肉鸡建立冷适应的分子机制。

寒冷是高寒地区畜禽的一种普遍应激因素，如何提高机体耐寒能力是生产者关注的热点问题。. 本课题通过研究间歇式冷刺激对肉鸡体况、生产性能、免疫力和抗应激能力的影响，获得使肉鸡建立冷适应的合理方案是饲养温度比对照组低3℃，刺激时间为5h，刺激频率为1次/2天，评价肉鸡建立冷适应的适宜指标为免疫力。. 对肉鸡的肝脏组织和下丘脑组织进行转录组学和蛋白组学研究。筛选出肝脏组织中参与肉鸡冷适应的基因有327个，其中上调基因215个，下调基因112个，这些基因主要参与代谢过程、生物调节、对刺激的反应等生物学过程；主要富集在丙酮酸代谢、PPAR信号通路、脂肪酸降解、AMPK信号通路和细胞因子信号通路等。筛选出下丘脑组织中参与肉鸡冷适应的基因有100个，其中上调基因52个，下调基因48个，这些基因主要参与对外界刺激的反应、免疫系统过程、对病毒的防御反应、免疫应答的细胞因子产生的正调控等生物学过程；主要富集在MAPK信号通路、类固醇激素生物合成通路、色氨酸代谢通路、心肌细胞肾上腺素信号通路和PPAR信号通路等。筛选出肝脏组织中参与肉鸡冷适应的蛋白50个，其中上调蛋白31个，下调蛋白19个，这些蛋白主要参与代谢过程、对刺激的反应和免疫系统过程等生物学过程，主要富集在ECM受体相互作用、维生素B6代谢和Apelin信号通路等。研究结果表明冷适应建立过程是机体通过基因水平和蛋白水平的调节来影响机体内的生理生化反应过程以及多种信号通路，使机体内环境建立新的稳态。. 初步研究了适度冷刺激可增强肉鸡免疫力和抗寒性的分子机制，结果表明冷诱导分子CIRP和TRPM8协同调控MAPK/NF-κB信号通路来实现肉鸡冷适应的免疫机能增强和冷应激的保护作用。. 本研究在理论上从分子水平系统解析冷适应的发生机制，丰富冷适应/冷应激理论；生产上为建立适宜的冷刺激训练方法提供科学依据，为利用冷适应原理提高肉鸡健康养殖技术提供科学指导。