随着畜禽育种研究从“基因组变异”逐步走向“转录调控机制”研究者对转录本结构解析的需求也日益精细。可变剪接、融合转录本、非编码RNA以及不同组织/发育阶段的异构体表达正在成为解析生长、繁殖、免疫和肉品质等复杂性状的重要线索。三代全长转录组技术能够直接获得更完整的转录本序列在新基因与新异构体鉴定、可变剪接分析、转录本结构注释等方面具有突出优势二代转录组则凭借高通量、较高定量准确性和成熟的数据分析体系为差异表达与大样本验证提供可靠支撑。很多研究将三代和二代联合应用可实现从“看清转录本结构”到“精准评估表达变化”的互补闭环。本期将聚焦畜禽领域的相关研究文献分享三代全长转录组在鸡、猪、牛、羊等畜禽物种中的应用案例探讨其如何助力完善转录组注释、挖掘性状相关候选基因并解析关键生物学过程。我们也希望借此为不同研究目标下的技术方案选择提供参考。案例一 云南三个猪种沿海拔梯度的内脏转录组综合分析标题Comprehensive visceral transcriptome profiling of three pig breeds along altitudinal gradients in Yunnan发表期刊Scientific dataIF7.2发表时间2025发表单位云南农业大学研究对象滇南小耳猪、保山猪和迪庆藏猪心、肾、肝、肺、脾主要内容平原移民适应高原低氧环境需要复杂的生理调节然而其遗传机制目前仍不清楚。云南省独特的垂直气候带以及分布于不同海拔的本土猪种为研究低氧适应性提供了极佳的模型。研究以三个云南地方猪种为研究对象分别为滇南小耳猪DSE海拔500米、保山猪BS海拔1500米和迪庆藏猪DT海拔3200米。利用三代长读长测序技术研究获得了这三个猪种五个组织心、肾、肝、肺、脾的高质量全长转录组共鉴定出51,774个转录本其中包括34,813个新转录本并在10,686个可变剪接基因中发现了74,843个可变剪接AS事件同时通过加权基因共表达网络分析WGCNA筛选出了5个肌动蛋白结合基因。研究显著提升了家猪基因组的注释质量为探索高原低氧适应的遗传机制提供了高质量的转录组资源也为未来遗传学、进化生物学和环境适应性研究奠定了坚实基础。图鉴定和表征猪品种中的异构体案例二长读长RNA测序揭示大型家牛复杂性状在转录本异构体水平和环境特异性下的调控架构标题Long-read RNA-seq resolves isoform-level and context-specific regulatory architecture of complex traits in cattle发表期刊BioRxiv预印本发表时间2026发表单位中国农业大学与丹麦奥胡斯大学研究对象奶牛4个泌乳时期的外周血主要内容传统的短读长RNA测序缺乏足够的分辨率来完整捕获全长异构体和复杂的选择性剪接导致现有分子图谱中存在“调控机制缺失”的空白。在此研究利用来自432头处于四个不同泌乳阶段的奶牛的匹配深度全基因组重测序30×、长读长与短读长RNA测序以及代谢组数据对家牛复杂性状进行了群体规模的多组学剖析。研究通过13,177个全新的异构体扩展了家牛转录本图谱并在11种不同的分子表型中精细定位了1,088,900个调控效应。值得注意的是长读长比对发现了606个具有异构体表达数量性状位点12.8%eQTL的基因和1,116个具有详细剪接数量性状位点31.8%sQTL的基因而这些在传统的短读长比对中均被遗漏。研究进一步表明泌乳特异性调控深受代谢微环境46.8%和细胞组成4.3%的介导。在针对90个家牛复杂性状的全基因组关联研究GWAS中异构体水平和环境特异性的调控效应捕获了短读长eQTL和sQTL分析遗漏的GWAS位点将共定位位点的比例从35.2%提升至60.3%。这些调控变异还表现出与人类免疫及代谢位点的演化约束。研究建立了一个宝贵的资源库https://cattleblr.farmgtex.org表明长读长转录组学对于解析哺乳动物生理学潜在调控机制的复杂性至关重要。图长读长血液组CattleGTEx 资源的实验设计与分析框架案例三 半野生大额牛Bos frontalis的无参考转录组组装与注释标题De novo transcriptome assembly and annotation of the semi-wild Gayal (Bos frontalis)发表期刊Scientific dataIF7.2发表时间2025发表单位云南农业大学研究对象大额牛心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、瘤胃、皱胃、十二指肠、回肠和直肠主要内容大额牛Bos frontalis是一种生活在印度支那半岛恶劣环境中的稀有半野生牛科物种。尽管大额牛的起源在很大程度上仍是一个谜团但解决其缺乏全面转录组数据的问题对于理解其遗传和分子特征至关重要这也是制定有效保护和管理计划的基础。研究对大额牛10个不同器官和组织心脏、肝脏、脾脏、肺、肾脏、瘤胃、皱胃、十二指肠、回肠和直肠的样本进行了三代二代转录组整合分析。这一全面分析共鉴定出30,760个全长转录本长度介于363bp至7,157bp之间其转录本信息在七个常用数据库中得到了比对与注释。基因家族聚类和系统发育分析涵盖了包括大额牛在内的9种牛科物种的完整数据集。此外研究还在所有采样组织中鉴定出了长链非编码RNAlncRNA并开展了全面的基因表达谱分析和差异表达基因分析。这些发现提供了丰富的遗传信息宝库为深入开展功能基因组学研究奠定了基础并为揭示大额牛的分子机制铺平了道路从而深化了我们对其转录组结构的认识并为保护工作及实际应用提供了关键数据。图异构体注释和分析案例四 采用纳米孔测序技术对牦牛与犏牛的背最长肌进行全长转录组测序标题Full-length transcriptome sequencing of the longissimus dorsi muscle of yak and cattle-yak using nanopore technology发表期刊International Journal of Biological MacromoleculesIF8.7发表时间2025发表单位中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所研究对象牦牛和犏牛的背最长肌主要内容短读长RNA测序已被用于牦牛和犏牛骨骼肌转录组的测序然而利用该测序方法无法获得全长转录本也无法推断可变剪接AS事件。研究采用牛津纳米孔技术全长测序技术对牦牛和犏牛的背最长肌转录组进行了测序。共鉴定出20,323个新基因和172,870个新转录本其中159,700个新转录本获得成功注释。共检测到157,812个AS事件、58,073个简单重复序列、57,468个完整开放阅读框、2,296个转录因子以及20,404个lncRNA。牦牛和犏牛背最长肌中的差异表达转录本DET主要参与了与肌肉发育和生长相关的MAPK及JAK-STAT信号通路。DET的蛋白质-蛋白质相互作用分析表明TNNI2可能对牦牛和犏牛之间的肌肉生长与肉质性状差异起到了重要作用。该研究结果丰富了背肌转录组数据为转录调控过程的研究提供了新思路同时也为提高牦牛肉产量提供了有价值的参考信息。图新型转录本的功能注释案例五纳米孔长读长RNA测序技术揭示了调控鸡卵巢中前层级卵泡发育的关键基因标题Nanopore long-read RNA sequencing reveals key genes regulating pre-hierarchical follicle development in the chicken ovary发表期刊Poultry ScienceIF4.5发表时间2026发表单位山东农业大学研究对象三个不同发育阶段的卵泡主要内容在母鸡的产蛋期会有一个直径约为6–8毫米的等级前卵泡被挑选进入排卵前等级序列以进行排卵阶段的发育。这些卵泡是由直径为2–5毫米的白卵泡发育而来的。尽管已有大量研究探讨了卵泡的选择机制但等级前卵泡发育与募集的分子机制仍尚不明确。研究利用牛津纳米孔长读长转录组测序技术对卵巢基质OS中≤ 2毫米的卵泡、3–4毫米的小白卵泡SWF以及6–8毫米的小黄卵泡SYF进行RNA测序以探究调控鸡卵巢等级前卵泡发育的相关基因。在此研究从这三个阶段中获得了2,164个差异表达转录本DET。与卵巢基质相比类固醇生成和血管生成信号通路在小白卵泡中显著富集。相比之下与小白卵泡发育阶段相比内吞作用、p53、FoxO以及卵母细胞减数分裂信号通路在小黄卵泡发育过程中显著富集。而黏着斑、Apelin和TGF-β信号通路在所有三个阶段中均显著富集。差异表达转录本的时间进程分析和KEGG聚类富集分析揭示了等级前卵泡发育过程中基因表达的动态变化。关键代表包括与卵泡初始募集和发育相关的基因AMH、GDF9、INHBB、BMPR1B、StAR和FST、血管生成相关基因ANGPT2、VEGFA、VEGFC、VEGFD和VEGFRs、细胞外基质重塑相关基因MMP2和MMP10以及Wnt信号通路基因WNT4、WNT9A、CTNNB1、RSPO3和WIF1。此外RSPO3上调了体外培养的鸡等级前卵泡颗粒细胞中FSHR和StAR的表达并激活了Wnt信号通路。研究获得的结果揭示了小卵泡发生过程中的转录动态特征所鉴定出的信号通路和差异表达转录本可作为深入研究鸡等级前卵泡发育的候选靶标。图新转录本与可变剪接事件的鉴定