摘要
在现代奶牛养殖系统中，奶牛在整个生命周期内的持续产奶量在很大程度上取决于其在多次泌乳周期中的繁殖效率。然而，反复的泌乳和产犊次数会增加代谢和炎症压力，这通常会损害生育能力并缩短其生产寿命。越来越多的证据表明，免疫系统的失调会导致与产犊次数相关的繁殖能力下降，这表明持续产奶可能需要适应性免疫调节。我们假设，那些能够实现长期繁殖能力的奶牛会经历与产犊次数相关的免疫重塑，从而支持持续的繁殖功能和延长的产奶期。为了验证这一假设，我们分析了131头荷斯坦奶牛从第1胎到第9胎的血液转录组数据。通过对17,422个表达基因的分析，发现了六种与产犊次数相关的表达模式，显示出随着繁殖经历的增加，转录组发生了协调性的重塑。差异表达分析确定了1,405个与免疫和应激相关的基因，包括MAPK和Rap1信号通路。加权基因共表达网络分析进一步表明，这些免疫调节模块与产犊次数和关键繁殖指标之间存在强烈相关性，这表明免疫适应在维持繁殖效率中起着核心作用。通过对256个在P值调整后小于0.05的显著富集通路中的基因进行机器学习分析，我们确定了PDE4C、APLN和CDH15作为潜在的关键预测因子，这些基因可能与繁殖持久性有关。结合共表达网络的结果表明，这些基因可能在免疫和应激响应模块中充当高度连接的枢纽节点。总体而言，这些结果表明，协调的免疫信号通路与繁殖持久性相关，从而有助于延长奶牛的产奶期。本研究提供了关于支持生产寿命的免疫机制的分子层面的见解，并确定了具有潜在应用价值的候选生物标志物，可用于基因组选择和精准群体管理。
图形摘要
本研究收集了131头产犊次数为1至9次的奶牛的血液转录组数据。差异表达基因（DEGs）分析确定了1,405个差异表达基因，并从中选出了用于机器学习分析的显著KEGG通路基因，同时筛选了3个候选分子标志物。结合WGCNA分析和转录分析，发现了9个与产犊间隔相关的差异表达基因。根据这些基因的已知功能，推测这些相关模块可能有助于奶牛的繁殖持久性。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
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