基于GC/MS技术的产后卵巢静止奶牛血浆代谢谱分析

• 作者: 夏成 张江 王刚 白云龙 肖鑫焕 舒适 范子玲 许楚楚 赵畅
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 气相色谱/质谱联用技术 奶牛 卵巢静止 多元统计分析 差异代谢物
• 年，卷（期）: 2017,（15）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·资源昆虫
• 页码范围: 3042-3051
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2017.15.018

摘要

[目的]运用代谢组学中气相色谱/质谱联用技术(GC/MS)筛选卵巢静止奶牛和正常发情奶牛的血浆差异代谢物,探究奶牛发生卵巢静止时其体内代谢的变化.[方法]在黑龙江省某集约化牛场选取产后6 0-90 d,年龄、胎次、体况相近的经产高产奶牛为实验动物.根据奶牛的发情表现、直肠检查、B超检查及激素检测的结果,将奶牛分为发情组(A) 22头和卵巢静止组(B)20头.应用GC/MS对两组奶牛的血浆样品进行检测得到其代谢组图谱,利用Chroma T0F软件对得到的峰图进行分析,得到原始数据.将标准化的GC/MS数据矩阵导入SIMCA-P+14.0软件包中,进行多元统计分析,先进行无监督的主成分分析PCA来观察各样本之间的总体分布和整个分析过程的稳定性,然后用有监督的(正交)偏最小二乘法分析(0) PLS-DA来区分各组间代谢轮廓的总体差异,找到组间的差异代谢物.为防止模型过拟合,采用七次循环交互验证和2 00次响应排序检验的方法来考察模型的质量.采用多维分析(0) PLS-DA和单维分析(t-test)相结合的办法,来筛选组间差异代谢物.在(0) PLS-DA分析中,变量权重值VIP＞1的变量为差异变量;在t-test中,P＜0.05的变量为差异变量.筛选VIP＞1且P＜0.05的代谢物作为差异代谢物,最后采用KEGG途径数据库对两组奶牛血浆样本进行代谢组学差异代谢物通路富集及互作网络构建分析.[结果]与正常发情奶牛相比,卵巢静止奶牛血浆中共有20种代谢产物表现异常,其中1 7种差异表达代谢物与奶牛卵巢静止的发生密切相关,包括水平增加的胆酸,水平下降的香草扁桃酸、烟酸甘氨酸、6-羟基烟酸、β-丙氨酸、L-酪氨酸、苯丙酮酸等,这些代谢产物参与了苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成,并参与了丙酸乙酯、烟酸烟碱、苯丙氨酸和酪氨酸的代谢,它们通过单一途径或综合途径对奶牛卵泡的正常生长产生干扰,从而引起卵巢静止.另外3种化合物亚氨基二乙酸、N-甲基-L-谷氨酸、3-氨基异丁酸可能与氨基酸代谢和细胞能量转运有关,其在奶牛卵巢静止中的生物学作用有待进一步证实.[结论]应用GC/MS技术有效的筛选出正常发情奶牛和卵巢静止奶牛之间的血浆差异代谢物,这些差异代谢物提示奶牛产后发生卵巢静止与体内多种物质代谢紊乱有关.这为今后深入探索奶牛产后卵巢静止的发病机理以及防治策略奠定了基础.