基于转录组学分析代乳粉饲喂量对42日龄断奶牦牛犊牛脾脏和胸腺发育的影响

doi:10.11686/cyxb2025212

草业学报 ›› 2026, Vol. 35 ›› Issue (5): 196-211.DOI: 10.11686/cyxb2025212

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基于转录组学分析代乳粉饲喂量对42日龄断奶牦牛犊牛脾脏和胸腺发育的影响

周亚楠(), 徐玉麟(), 别欣亚, 袁金泉, 谷颖超, 王紫莹, 杨得玉, 孙璐, 闫忠心, 刘书杰, 崔占鸿()

青海大学畜牧兽医科学院，农业农村部青藏高原放牧牦牛藏羊动物营养与饲草料重点实验室，青海省牦牛工程技术研究中心，青海省高原放牧家畜动物营养与饲料科学重点实验室，青海西宁 810016

收稿日期:2025-05-27 修回日期:2025-07-07 出版日期:2026-05-20 发布日期:2026-03-11
通讯作者: 崔占鸿
作者简介:Corresponding author. E-mail： cuizhanhong27@126.com
周亚楠（1997-），女，河南项城人，在读博士。E-mail： yanan_zhou0312@163.com
徐玉麟（1999-），女，天津人，在读硕士。E-mail： xuyulin0524@163.com。第一联系人：共同第一作者These authors contributed equally to this work.
基金资助:
青海省科技计划项目(2025-NK-124)

Transcriptomics-based analysis of the effect of feeding weaned yak calves with milk replacer powder on their spleen and thymus development

Ya-nan ZHOU(), Yu-lin XU(), Xin-ya BIE, Jin-quan YUAN, Ying-chao GU, Zi-ying WANG, De-yu YANG, Lu SUN, Zhong-xin YAN, Shu-jie LIU, Zhan-hong CUI()

Academy of Animal Husbandry and Veterinary Science，Qinghai University，Key Laboratory of Qinghai-Tibet Plateau Grazing Yak and Tibetan Sheep Animal Nutrition and Feed-Forage，Ministry of Agriculture and Rural Affairs，Qinghai Yak Engineering Technology Research Center，Qinghai Provincial Plateau Grazing Livestock Animal Nutrition and Feed Science Key Laboratory，Xining 810016，China

Received:2025-05-27 Revised:2025-07-07 Online:2026-05-20 Published:2026-03-11
Contact: Zhan-hong CUI

摘要/Abstract

摘要：

本研究基于转录组学技术，以14头42日龄健康公牦牛犊牛［体重（36.30±1.09） kg，遗传背景一致］为研究对象，随机分为低（dC组，代乳粉饲喂量为平均体重的0.8%）和高（dH组，代乳粉饲喂量为平均体重的1.2%）代乳粉饲喂量两组，探究其对脾脏和胸腺免疫功能的影响。试验期间犊牛自由采食开食料及苜蓿干草，经30 d预试期后，当体重达60 kg以上且固体饲料日采食量超过1 kg时，每组随机选取5头屠宰取样，采集脾脏和胸腺组织样品用于相关指标的测定分析。结果表明：1）转录组学结果显示，牦牛犊牛脾脏中，高代乳粉饲喂量显著促进脾脏免疫相关基因（如CXCL14、CXCL11、CXCL9）的上调，且差异表达基因显著富集在病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用、细胞DNA感应途径、趋化因子信号通路、RIG-Ⅰ样受体信号通路等，增强了脾脏的抗病能力。2）牦牛犊牛胸腺中，高代乳粉饲喂量中抗原呈递相关基因（HSPA6、HSPA1A）及Toll/Imd通路基因（MAPK10）表达增强，且差异表达基因显著富集在抗原处理和表达、细胞色素P450对外源物质代谢的影响、Toll和Imd信号通路等。3）牦牛犊牛胸腺和脾脏组织实时荧光定量PCR结果与测序结果一致，表明测序结果可靠。综上所述，相较于低代乳粉饲喂量，高代乳粉饲喂量组犊牛脾脏调节病毒蛋白与宿主免疫系统的相互作用影响病毒-宿主互作，同时还能影响病毒防御相关通路（如干扰素信号通路）的激活程度；胸腺能够优化抗原呈递细胞的加工和表达功能，进而提高犊牛的免疫能力，为牦牛犊牛早期免疫发育的营养干预提供理论依据。

关键词: 牦牛犊牛, 代乳粉饲喂量, 脾脏, 胸腺, 转录组学

Abstract:

This study investigated the effects of feeding weaned yak calves with milk replacer at a range of levels on the immune function of the spleen and thymus， using a transcriptomics approach to analyze gene transcript profiles. Fourteen healthy male yak calves were selected for this experiment. The calves were 42 days old at the start of the experiment， had a consistent genetic background， and an average weight of （36.30±1.09） kg. The calves were randomly assigned to either a low milk replacer group （dC， 0.8% of average body weight） or a high milk replacer group （dH， 1.2% of average body weight）. The calves had ad libitum access to calf starter and alfalfa （Medicago sativa） hay. After a 30-day preliminary period， when calves reached a body weight of more than 60 kg and a daily solid feed intake exceeding 1 kg， five calves from each group were randomly selected for slaughter and sample collection. Spleen and thymus tissues were collected for analysis. The main results were as follows： 1） Transcriptomics analysis of spleen tissue revealed significant upregulation of immune-related genes （e.g.， CXCL14， CXCL11， CXCL9） in the spleen of the dH group. Differentially expressed genes （DEGs） between the dH and dC groups were significantly enriched in pathways such as viral protein interaction with cytokine and cytokine receptor， cellular DNA-sensing pathway， chemokine signaling pathway， and RIG-Ⅰ-like receptor signaling pathway， suggesting enhanced antiviral capacity of the spleen. 2） In thymus tissue， the dH group exhibited increased transcript levels of antigen presentation-related genes （HSPA6， HSPA1A） and Toll/Imd pathway genes （MAPK10）. Furthermore， the DEGs were significantly enriched in pathways including antigen processing and presentation， cytochrome P450 xenobiotic metabolism， and the Toll and Imd signaling pathway. 3） Quantitative real-time PCR （qRT-PCR） analyses of thymus and spleen tissues corroborated the transcriptomic sequencing results， confirming the accuracy of the sequencing data. In conclusion， compared with the dC group， the dH group displayed changes in gene expression in the spleen indicative of enhanced immune responses to viral proteins， including the activation of virus defense-related pathways such as the interferon signaling pathway. Similarly， antigen-presenting cell processing and presentation functions were improved in the thymus of calves in the dH group， indicative of increased immune competence. These findings provide a theoretical basis for nutritional interventions aimed at promoting early immune development in yak calves.

Key words: yak calves, milk replacer feeding level, spleen, thymus, transcriptomics

周亚楠, 徐玉麟, 别欣亚, 袁金泉, 谷颖超, 王紫莹, 杨得玉, 孙璐, 闫忠心, 刘书杰, 崔占鸿. 基于转录组学分析代乳粉饲喂量对42日龄断奶牦牛犊牛脾脏和胸腺发育的影响[J]. 草业学报, 2026, 35(5): 196-211.

Ya-nan ZHOU, Yu-lin XU, Xin-ya BIE, Jin-quan YUAN, Ying-chao GU, Zi-ying WANG, De-yu YANG, Lu SUN, Zhong-xin YAN, Shu-jie LIU, Zhan-hong CUI. Transcriptomics-based analysis of the effect of feeding weaned yak calves with milk replacer powder on their spleen and thymus development[J]. Acta Prataculturae Sinica, 2026, 35(5): 196-211.

图/表 13

参考文献 43

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营养水平 Nutrient levels	代乳粉 Milk replacer	开食料 Starter	苜蓿干草 Alfalfa hay
粗蛋白质Crude protein （CP，%）	26.24	21.34	13.68
粗脂肪Ether extract （EE，%）	27.79	7.01	5.79
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber （NDF，%）	-	15.55	43.00
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （ADF，%）	-	4.90	29.39
钙Calcium （Ca，%）	2.50	0.80	1.45
磷Phosphorus （P，%）	1.40	0.55	0.34
钙/磷 Ca/P	1.79	1.45	4.26

营养水平 Nutrient levels	代乳粉 Milk replacer	开食料 Starter	苜蓿干草 Alfalfa hay
粗蛋白质Crude protein （CP，%）	26.24	21.34	13.68
粗脂肪Ether extract （EE，%）	27.79	7.01	5.79
中性洗涤纤维Neutral detergent fiber （NDF，%）	-	15.55	43.00
酸性洗涤纤维Acid detergent fiber （ADF，%）	-	4.90	29.39
钙Calcium （Ca，%）	2.50	0.80	1.45
磷Phosphorus （P，%）	1.40	0.55	0.34
钙/磷 Ca/P	1.79	1.45	4.26

基因名称 Gene name	引物序列 Primer sequences （5′-3′）	长度 Length （bp）
C-X-C基序趋化因子配体9 C-X-C motif chemokine ligand 9 （CXCL9）	S：AATGGGAATGAAGCCTGCCTA	208
C-X-C基序趋化因子配体9 C-X-C motif chemokine ligand 9 （CXCL9）	A：AACACAAGATAGTGGTTGGTGAAGT	208
C-X-C基序趋化因子配体11 C-X-C motif chemokine ligand 11 （CXCL11）	S：GGCCCTGGAGTAAAAGCAGT	154
C-X-C基序趋化因子配体11 C-X-C motif chemokine ligand 11 （CXCL11）	A：TAGCTTTCGCTTGCTTTGCC	154
C-X-C基序趋化因子配体14 C-X-C motif chemokine ligand 14 （CXCL14）	S：CACCACCAAGAGCATGTCCA	168
C-X-C基序趋化因子配体14 C-X-C motif chemokine ligand 14 （CXCL14）	A：TCCCAACCGGTGTGAAGTTT	168
DExD/H-box解旋酶58 DExD/H-box helicase 58 （DDX58）	S：TAAGTTCCAACAAGGGGCTGAT	145
DExD/H-box解旋酶58 DExD/H-box helicase 58 （DDX58）	A：TTCTCTACCATCCACAGTTCGCT	145
环鸟苷酸-腺苷酸合成酶 Cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase （CGAS）	S：TTAGAAGGGGGAATCTTATCGGC	144
	A：TCTAATCAGAAGTGTTACAGCAGGG	144
Z-DNA结合蛋白1 Z-DNA binding protein 1 （ZBP1）	S：TAAAGCCCTGATGATCGCCA	288
Z-DNA结合蛋白1 Z-DNA binding protein 1 （ZBP1）	A：ACAGAGCCCATTTGTCTCACTAG	288

基因名称 Gene name	引物序列 Primer sequences （5′-3′）	长度 Length （bp）
C-X-C基序趋化因子配体9 C-X-C motif chemokine ligand 9 （CXCL9）	S：AATGGGAATGAAGCCTGCCTA	208
C-X-C基序趋化因子配体9 C-X-C motif chemokine ligand 9 （CXCL9）	A：AACACAAGATAGTGGTTGGTGAAGT	208
C-X-C基序趋化因子配体11 C-X-C motif chemokine ligand 11 （CXCL11）	S：GGCCCTGGAGTAAAAGCAGT	154
C-X-C基序趋化因子配体11 C-X-C motif chemokine ligand 11 （CXCL11）	A：TAGCTTTCGCTTGCTTTGCC	154
C-X-C基序趋化因子配体14 C-X-C motif chemokine ligand 14 （CXCL14）	S：CACCACCAAGAGCATGTCCA	168
C-X-C基序趋化因子配体14 C-X-C motif chemokine ligand 14 （CXCL14）	A：TCCCAACCGGTGTGAAGTTT	168
DExD/H-box解旋酶58 DExD/H-box helicase 58 （DDX58）	S：TAAGTTCCAACAAGGGGCTGAT	145
DExD/H-box解旋酶58 DExD/H-box helicase 58 （DDX58）	A：TTCTCTACCATCCACAGTTCGCT	145
环鸟苷酸-腺苷酸合成酶 Cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase （CGAS）	S：TTAGAAGGGGGAATCTTATCGGC	144
	A：TCTAATCAGAAGTGTTACAGCAGGG	144
Z-DNA结合蛋白1 Z-DNA binding protein 1 （ZBP1）	S：TAAAGCCCTGATGATCGCCA	288
Z-DNA结合蛋白1 Z-DNA binding protein 1 （ZBP1）	A：ACAGAGCCCATTTGTCTCACTAG	288

基因名称Gene name	引物序列Primer sequences （5′-3′）	长度Length （bp）
热休克蛋白家族A（Hsp70）成员1A Heat shock protein family A （Hsp70） member 1A （HSPA1A）	S：CTACGTGGCCTTCACCGATAC	220
	A：AACGCCTTGGTCTCCCTTGTA	220
丝裂原活化蛋白激酶10 Mitogen-activated protein kinase 10 （MAPK10）	S：GGAGCTGATGGATGCTAACTTGT	88
丝裂原活化蛋白激酶10 Mitogen-activated protein kinase 10 （MAPK10）	A：ACACAACATTTGGTAGAGCAGGTAA	88
热休克蛋白家族A（Hsp70）成员6 Heat shock protein family A （Hsp70） member 6 （HSPA6）	S：ATCTTCTGCTGCTGGATGTGG	133
	A：TTGTCTGAATAGGTGGTGAAAGTC	133
双氧化酶1 Dual oxidase 1 （DUOX1）	S：AGGAAGAACGGCAAGTGATGG	164
双氧化酶1 Dual oxidase 1 （DUOX1）	A：GGAGAAAAGGTGCCTGAAAAAG	164
T细胞受体α可变区基因8-3 T cell receptor alpha variable gene 8-3 （TRAV8-3）	S：CATCAACGTCTCTGAAGGAAACC	207
	A：GCTTTCATCAGGTGGAAGGAGTT	207
杀伤细胞凝集素样受体C1 Killer cell lectin like receptor C1 （KLRC1）	S：CAAGGGAATGAGGAGAACTACCA	291
杀伤细胞凝集素样受体C1 Killer cell lectin like receptor C1 （KLRC1）	A：AGAAGCACAGGCTGTCAAACTC	291

基于转录组学分析代乳粉饲喂量对42日龄断奶牦牛犊牛脾脏和胸腺发育的影响

Transcriptomics-based analysis of the effect of feeding weaned yak calves with milk replacer powder on their spleen and thymus development

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KEGG通路名称 KEGG pathway name	N_DEG	主要差异表达基因名称 Name of major differentially expressed genes	调控 Regulation
病毒蛋白与细胞因子和细胞因子受体的相互作用 Viral protein interaction with cytokine and cytokine receptor	3	CXCL14， CXCL11， CXCL9	上调Up
细胞DNA感应途径Cytosolic DNA-sensing pathway	3	DDX58， ZBP1， CGAS	下调Down
趋化因子信号通路Chemokine signaling pathway	4	CXCL14， CXCL11， CXCL9	上调Up
趋化因子信号通路Chemokine signaling pathway	4	腺苷酸环化酶8 Adenylate cyclase 8 （ADCY8）	下调Down
RIG-Ⅰ样受体信号通路RIG-Ⅰ-like receptor signaling pathway	3	DDX58，干扰素刺激基因15 Interferon-stimulated gene 15 （ISG15）	下调Down

KEGG通路名称 KEGG pathway name	N_DEG	主要差异表达基因名称 Name of major differentially expressed genes	调控 Regulation
抗原处理和表达Antigen processing and presentation	4	热休克蛋白家族A （Hsp70）成员6和1A Heat shock protein family A （Hsp70） member 6 and 1A（HSPA6， HSPA1A），杀伤细胞凝集素样受体C1 Killer cell lectin like receptor C1 （KLRC1）	上调Up
抗原处理和表达Antigen processing and presentation	4	T细胞受体α可变区基因8-3 T cell receptor alpha variable gene 8-3 （TRAV8-3）	下调Down
细胞色素P450对外源物质代谢的影响Metabolism of xenobiotics by cytochrome P450	2	细胞色素P450家族2亚家族F成员3 Cytochrome P450 family 2 subfamily F member 3（CYP2F3），谷胱甘肽S-转移酶Alpha 1 Glutathione S-transferase alpha 1 （GSTA1）	上调Up
Toll和Imd信号通路Toll and Imd signaling pathway	2	丝裂原活化蛋白激酶10 Mitogen-activated protein kinase 10 （MAPK10）	上调Up
Toll和Imd信号通路Toll and Imd signaling pathway	2	双氧化酶 1 Dual oxidase 1 （DUOX1）	下调Down