断奶仔猪F18大肠杆菌抗性的遗传探秘：基因、lncRNA筛选与调控机制解析.docxVIP

断奶仔猪F18大肠杆菌抗性的遗传探秘：基因、lncRNA筛选与调控机制解析

一、引言

1.1研究背景与意义

在现代养猪业中，断奶仔猪的健康与生长状况对整个养殖效益起着关键作用。然而，断奶仔猪F18大肠杆菌病作为一种常见且危害严重的疾病，给养猪业带来了巨大的经济损失。F18大肠杆菌主要通过其菌毛粘附于仔猪小肠黏膜上皮细胞刷状缘，进而定居、大量繁殖并分泌肠毒素，刺激小肠分泌大量水分和电解质，最终导致仔猪腹泻和水肿病的发生。患病仔猪通常表现出腹泻、生长迟缓、饲料转化率降低等症状，严重时甚至会导致死亡。据相关研究表明，在一些规模化养猪场中，断奶仔猪F18大肠杆菌病的发病率可高达30%-50%，死亡率也在10%-30%左右，这不仅增加了养殖成本，还影响了猪肉的供应和质量。

目前，针对断奶仔猪F18大肠杆菌病的防治，主要依赖于抗生素和疫苗。然而，随着时间的推移，这些传统防治方法逐渐暴露出诸多问题。一方面，抗生素的长期大量使用导致耐药菌株不断出现，使得抗生素的治疗效果逐渐下降。有研究指出，某些地区的F18大肠杆菌对多种常用抗生素的耐药率已超过50%，这使得临床治疗变得愈发困难。另一方面，抗生素的使用还会破坏猪肠道内的微生物平衡，影响猪的健康。同时，抗生素在猪肉产品中的残留也对人类健康构成了潜在威胁，引起了消费者的广泛关注。而疫苗的防控效果也不尽如人意，由于F18大肠杆菌的血清型复杂多样，不同地区的优势血清型存在差异，使得疫苗的通用性受到限制，难以对所有菌株产生有效的保护作用。

在此背景下，开展抗病育种成为解决断奶仔猪F18大肠杆菌病问题的迫切需求。通过选育具有天然抗性的猪品种或品系，可以从根本上提高猪群对F18大肠杆菌的抵抗力，减少疾病的发生。而深入研究断奶仔猪对F18大肠杆菌的抗性机制，筛选出与之相关的抗性基因和lncRNA，是实现抗病育种的关键所在。

近年来，随着分子生物学技术的飞速发展，人们对基因和lncRNA在生物体内的作用机制有了更深入的认识。基因作为遗传信息的基本单位，直接参与生物体内各种生理过程的调控。在动物抗病过程中，抗性基因能够通过编码特定的蛋白质，影响病原体的粘附、入侵、繁殖等过程，从而发挥抗病作用。而lncRNA作为一类长度大于200nt的非编码RNA，虽然不编码蛋白质，但可以通过多种方式参与基因表达的调控，如在转录水平、转录后水平以及表观遗传水平等影响基因的表达。研究表明，lncRNA在动物的免疫应答、细胞分化、发育等过程中发挥着重要作用，其异常表达与多种疾病的发生发展密切相关。因此，从基因和lncRNA的角度深入研究断奶仔猪对F18大肠杆菌的抗性机制，具有重要的理论和实践意义。通过筛选出关键的抗性基因和lncRNA，不仅可以揭示断奶仔猪抗F18大肠杆菌的分子机制，为抗病育种提供坚实的理论基础，还可以为开发新的诊断方法和治疗策略提供潜在的靶点，具有广阔的应用前景。

1.2国内外研究现状

在断奶仔猪F18大肠杆菌抗性基因的研究方面，国内外学者已取得了一定的成果。国外早期研究发现，FUT1基因与F18大肠杆菌受体的形成密切相关，其M307位点的遗传突变可作为国外猪大肠杆菌F18腹泻的抗病育种标记。通过对不同猪种FUT1基因多态性的分析，发现携带特定基因型的猪对F18大肠杆菌具有较高的抗性。国内学者也对FUT1基因进行了深入研究，证实了该基因在国内猪种中同样与F18大肠杆菌抗性存在关联。除了FUT1基因，TAP1基因也逐渐受到关注。有研究表明，TAP1基因编码的膜蛋白能够调节细胞内肽类抗原的转运，参与抗原处理和递呈过程，在哺乳动物免疫系统中发挥重要作用。对断奶仔猪TAP1基因的研究发现，其过度表达可以显著提高断奶仔猪对F18大肠杆菌的抵抗力，同时促进细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的活性，增强猪的免疫能力。

随着高通量测序技术的快速发展，长链非编码RNA（lncRNA）的研究逐渐兴起，成为当前生命科学研究的热点之一。在畜禽领域，lncRNA的研究也取得了一定进展，主要集中在脂肪生成代谢、组织器官发育、胚胎发育等机体生理生命活动。近年来，一些研究开始关注lncRNA在动物机体感染细菌、病毒等病原体后的免疫应答过程中的作用。针对断奶仔猪F18大肠杆菌抗性的lncRNA研究，江苏省现代农业（生猪）技术体系良种繁育创新团队以中国地方猪品种梅山猪和培育品种苏太猪为研究素材，通过F18菌株攻毒试验等一系列验证，筛选与获得了断奶仔猪F18大肠杆菌抗性型与易感型个体。在此基础上，基于组学测序及数据分析筛选出1个与大肠杆菌抗性相关的重要lncRNA分子：FUT3-AS1。通