基于RNA-Seq绒山羊皮肤两种毛囊差异表达基因的分析

为了研究绒山羊皮肤初级毛囊和次级毛囊之间的表达基因模式的差异,筛选影响毛囊发育的重要基因,对6只内蒙古绒山羊阿尔巴斯型个体进行RNA-seq测序,利用生物信息学方法对转录组数据进行分析,在测序结果质量控制后的基础上,对差异表达基因进行筛选、功能注释和富集分析。共筛选到617个在初级毛囊和次级毛囊中差异表达的基因,其中,上调表达基因297个,下调表达基因320个。GO功能注释结果显示,上调表达基因主要行使电子传递链、呼吸链电子传递、线粒体电子传递、基因表达等生物学功能;下调表达基因主要行使细胞吞噬、蛋白质复性、中性粒细胞聚集、细菌真菌防御反应等生物学功能。利用KEGG数据库作为参考,这些基因主要参与半胱氨酸和蛋氨酸代谢、RNA聚合、RNA可变剪切、底物磷酸化等通路。PPP2R2A和CDK2AP1基因可能在皮肤毛囊发育中发挥重要作用,以上结果为今后深入研究皮肤毛囊发育相关基因及功能提供了依据。     

成年辽宁绒山羊皮肤毛囊周期性发育不同时期FGF_5 mRNA的表达分析

成纤维细胞生长因子(FGF_5)基因在次级毛囊的周期性发育过程中具有重要的调控作用。利用RT-PCR技术检测了FGF_5基因mRNA在成年辽宁绒山羊皮肤毛囊不同时期(兴盛前期、兴盛期、退行期和休止期)的表达规律。结果表明:FGF_5基因mRNA在不同时期的辽宁绒山羊皮肤组织中均有表达,表达量由高到低顺序依次为休止期、兴盛期、退行期和兴盛前期;在休止期表达量最高,兴盛前期表达量最低;其中休止期表达量与兴盛前期和退行期间差异均显著(P0.05),兴盛前期与其余3个时期间也差异显著(P0.05),但休止期与兴盛期、兴盛期与退行期间差异均不显著(P0.05)。因此,FGF_5基因表达可能控制着绒山羊的毛囊从兴盛期向退行期转换。     

绒山羊次级毛囊生长调控基因的筛选

旨在筛选绒山羊次级毛囊生长调控基因。本研究以遗传背景相似,有次级毛囊的绒山羊和无次级毛囊的奶山羊为试验动物,利用Illumina Hiseq2000对4只绒山羊与4只奶山羊3、6、9、12月的32个皮肤样品进行RNASeq测序。测序共获得38G数据,共筛选出20 780个基因。差异表达基因分析表明,绒山羊与奶山羊之间在不同时期共有2 409个差异表达基因,其中上调差异表达基因1 175个,下调差异表达基因1 234个,绒山羊之间在不同生长时期差异表达基因共550个,其中上调差异表达基因302个,下调差异表达基因248个。GO功能注释分类显示,差异表达基因主要在细胞与细胞部分、细胞器部分、结合、催化、生物调控、细胞过程、代谢过程等功能富集。KEGG pathway分析发现,42个差异表达基因富集在与毛囊生长相关的WNT、SHH、TGFβ、TNF、MAPK和Notch信号通路中,由此推测其可能为次级毛囊生长相关基因。本研究为深入开展次级毛囊生长相关基因功能验证提供丰富的资源,为揭示次级毛囊生长调控机制提供重要基础,为绒毛产量及品质的提升提供理论依据。     

Wnt10b参与外源褪黑激素促进绒山羊绒毛生长的研究

本实验旨在研究Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤中的表达变化规律和褪黑激素(MT)对其表达量的影响。每隔1个月按照2 mg/kg BW的剂量在受试内蒙古成年绒山羊耳后皮下埋植MT。连续采集12个月(从2009年8月到2010年7月)的肩胛部皮肤样品,应用实时荧光定量PCR技术检测Wnt10b的表达量。结果表明:Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤组织中毛囊生长中期和休止前期高表达;埋植MT提高了Wnt10b在内蒙古成年绒山羊皮肤组织中毛囊休止期和退行期的表达量。结果提示,Wnt10b参与内蒙古绒山羊毛囊生长的信号传递过程,并在退行期和休止期转变过程中发挥作用;Wnt10b参与了外源MT促绒毛生长的毛囊周期性变化过程。     

内蒙古绒山羊次级毛囊及其毛囊群结构的形态发生规律研究

以Ed70～150内蒙古绒山羊胚胎和一月龄羊羔的体侧部皮肤作为研究材料,通过石蜡切片和HE染色,研究内蒙古绒山羊胚胎期次级毛囊的群落结构以及形态发生规律.结果表明,内蒙古绒山羊次级毛囊（S0）的形态发生大约开始于Ed75表皮,位于初级毛囊的锐角侧,衍生次级毛囊（SD）以两种方式持续发生,出生后衍生次级毛囊发生更加活跃,最终构成三元结构毛囊群中的次级毛囊团;内蒙古绒山羊次级毛囊（S0）的形态发生从启动到成熟可划分为9个时期：毛基板前期、基板期、毛芽期、毛钉1～2期、毛囊1～4期;典型的三元结构毛囊群的初级毛囊在次级毛囊发生之前直径均一,此后因初级毛囊的夹角间发生次级毛囊,整个毛囊群被结缔组织膜包围,形成毛囊群,随着次级毛囊数目的增多,三元结构中两侧的初级毛囊直径变小,衍生次级毛囊发生越晚直径越小.     

辽宁绒山羊2品系皮肤毛囊周期性变化的比较研究

皮肤切片采用HE染色方法,对辽宁绒山羊常年长绒型品系和季节长绒型品系皮肤表皮厚、真皮厚、次级毛囊和初级毛囊深度、密度,次级毛囊和初级毛囊毛球宽度,S／P值等作了详细统计观察,从形态学方面研究了辽宁绒山羊皮肤毛囊在1年内的变化规律。结果表明：两品系辽宁绒山羊毛囊的兴盛期为4～10月,退行期为11～12月,休止期为1～3月,持续时间分别为7、2、3个月。兴盛期经历时间最长,退行期最短。但在毛囊的退行期,因为大多数毛囊的活性还很高,因此在退行期绒毛仍在生长,特别是在退行前期（10、11月份）还是绒毛的快速生长期。     

基于转录组测序的奶牛泌乳初期与干奶期肝脏差异表达基因分析

旨在通过对奶牛干奶期和泌乳初期肝脏组织进行转录组测序和生物信息学分析,探明其不同生理阶段的差异表达基因和差异代谢通路。选取305 d产奶量接近、干奶天数一致、怀孕天数接近的中国荷斯坦奶牛3头,分别在干奶期(产前50 d)和泌乳初期(产后15 d)活体采集肝脏组织,利用Illumina Hiseq~(TM)2500高通量RNA-seq测序技术对干奶期和泌乳初期肝脏RNA测序,使用TopHat2软件将测序得到的reads序列与牛(UMD3.1.66)参考基因组序列比对,在GO和KEGG数据库中进行聚类分析和富集分析。结果显示,泌乳初期和干奶期肝脏中差异表达基因共有409个,与干奶期相比,泌乳初期表达上调的基因有235个,下调的基因有174个。GO功能分类注释到生物学过程、细胞组成和分子功能数据库中的GO条目分别有63,41,15条。注释到KEGG的显著富集通路有21条(P0.05)。该研究结果为挖掘奶牛产奶性状的候选基因提供了技术依据。     

乾华肉用美利奴羊皮肤毛囊结构及周期性变化规律的研究

为了揭示绒毛生长不同时期乾华肉用美利奴羊皮肤毛囊结构与变化规律,进而为其毛囊发育的分子调控机制奠定组织学基础,本试验采用组织学方法,对乾华肉用美利奴羊绒毛生长的兴盛期、退行期、休止期毛囊结构及毛囊密度变化的差异进行比较研究。结果表明:不同时期的乾华肉用美利奴羊皮肤毛囊密度存在一定的差异,且各时期初级毛囊密度变化不明显(P0.05),次级毛囊密度兴盛期最大(42.73±4.71个/mm~2),其次为退行期(32.53±3.32个/mm~2),休止期次级毛囊密度最小(28.21±2.79个/mm~2),且不同时期次级毛囊密度差异显著(P0.05);绒毛生长兴盛期S/P值最大,退行期、休止期差异显著(P0.05)。     

BMP_2 mRNA在不同时期成年辽宁绒山羊皮肤毛囊中的表达

辽宁绒山羊是全世界公认的高产绒量的绒山羊品种之一,其皮肤次级毛囊是山羊绒生长的"发源地"。在次级毛囊周期性发育过程中,骨形态发生蛋白(BMP_2)基因对其起重要调控作用。本研究利用RT-PCR技术检测BMP_2基因mRNA在成年辽宁绒山羊皮肤毛囊不同时期(兴盛前期、兴盛期、退行期和休止期)表达规律。研究结果表明:BMP_2基因mRNA在不同时期的辽宁绒山羊皮肤组织中均有表达,在时期1表达量达到最高,呈逐渐下降趋势,但在时期3有一个小的上升趋势,且相邻时期之间(时期2和时期3,时期3和时期4)表达量几乎没有差异(P 0. 05),但时期1和时期2,时期1和时期3之间表达量差异显著(P 0. 05)。其中时期1和时期4表达量差异极显著(P 0. 01),而时期2和时期4之间表达量几乎没有差异(P 0. 05)。     

内蒙古绒山羊皮肤毛囊差异表达序列标签的筛选及分析

旨在筛选和分析内蒙古绒山羊与毛和绒生长相关的差异基因,本研究采用mRNA差异显示技术(DDRT-PCR)研究内蒙古绒山羊胎儿期不同日龄皮肤中控制初级毛囊和次级毛囊不同分化的差异表达序列标签。结果,共筛选了15条差异表达序列标签(dbEST登录号JK711022-JK711036),其中3条ESTs与毛囊发育有关,5条ES-Ts与次级毛囊和皮脂腺的发育有关。生物信息分析显示,JK711036与甲状腺激素受体相互作用蛋白12(TRIP12)基因有关,其他ESTs功能未知。结果表明,胎儿期初级毛囊和次级毛囊在多种代谢途径上都存在差异表达的基因,这将为进一步研究山羊毛和绒的形成分子机制奠定基础。     

外源褪黑激素（MT）对内蒙古绒山羊皮肤中BMP2基因表达的影响

研究旨在检测骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein2,BMP2）基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育一个完整周期内的表达规律及体内埋植褪黑激素（Melatonin,MT）后对其表达的影响。选取背景相同的内蒙古绒山羊成年母羊8只,随机分为4组,其中1～3组为埋植MT的试验组,第4组为不埋植MT的对照组,采集12个月的体侧部皮肤样品,通过实时定量PCR法检测BMP2基因在发育毛囊周期内的表达量。结果表明,在毛囊发育兴盛期和休止期,BMP2基因的表达量呈缓慢增加。且休止期的表达量高于生长期的表达量;埋植MT后降低了该基因在休止期的表达量,且在整个生长周期内表达量差异不显著。内蒙古绒山羊皮肤中BMP2基因的表达量与毛囊周期性生长密切相关,埋植MT后改变了BMP2基因在毛囊生长周期过程中的表达模式,推测该基因参与调节内蒙古绒山羊皮肤毛囊生长发育。     

基于RNA-Seq分析褪黑激素对绒山羊皮肤基因表达的影响

为了研究褪黑激素（melatonin,MT）对绒山羊皮肤毛囊基因表达的影响,筛选与皮肤毛囊发育相关的重要基因．选取处于皮肤毛囊发育生长起始点（5月）的内蒙古绒山羊罕山型个体6只,分别作为埋植组（皮下埋植MT,n=3）和对照组（不埋植MT,n=3）,以绒山羊个体皮肤组织为试验材料,对其进行RNA—Seq测序,利用生物信息学方法对转录组数据进行分析．在测序数据质量控制的基础上,对差异表达基因进行筛选、功能注释和富集分析。结果表明,共筛选获得了462个在埋植组与对照组中差异表达的基因,其中,上调表达208个,下调表达254个;KEGG富集性分析表明差异表达基因主要参与：代谢途径、不饱和脂肪酸生物合成、脂肪酸代谢、癌症信号通路、鳞状细胞癌信号通路、黑色素合成、Wnt信号通路以及补体和凝血级联反应等,Wnt信号可能在褪黑激素调控皮肤毛囊发育中发挥重要作用．、研究结果为进一步阐明褪黑激素影响毛囊生长的分子机理提供了依据。     

HGT KAPs基因家族在辽宁绒山羊皮肤毛囊中的表达研究

为进一步探索高甘氨酸/酪氨酸角蛋白关联蛋白基因家族(HGT KAPs)与辽宁绒山羊羊绒品质——绒毛纤维直径的关系,本研究运用半定量RT-PCR检测KAP6-1.2、KAP6.2、KAP7.1、KAP8.1和KAP8.2在皮肤及各组织中的表达,通过原位杂交对其进行定位分析,采用实时荧光定量PCR检测兴盛期、退行期基因的相对表达量。结果表明:5个基因特异地表达于皮肤,在初、次级毛囊的皮质层、内根鞘中有明显的表达信号。KAP6-1.2和KAP8.1在兴盛期初次级毛囊的表达量差异不显著,KAP6.2在兴盛期、退行期初级毛囊的表达量均高于次级毛囊,而KAP7.1、KAP8.2在兴盛期次级毛囊的表达量高于初级毛囊,而退行期与之相反。因此推测,HGT KAPs基因家族在调控辽宁绒山羊绒毛纤维直径方面具有重要的作用,是编码羊绒结构蛋白的基因。     

BMPR-IB基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊中的表达

利用地高辛标记探针的组织原位杂交技术将BMPR-IB基因特异性定位于内蒙古绒山羊各发育阶段皮肤毛囊中,电镜下观察其表达情况.结果表明BMPR-IB基因在胚胎期和成年羊初级毛囊、次级毛囊的内根鞘均有表达,有可能影响内蒙古绒山羊出生前后毛囊的分化和增生.     

内蒙古阿尔巴斯白绒山羊皮肤毛囊的发生发育规律

绒山羊毛囊包括初级毛囊和次级毛囊,试验以内蒙古阿尔巴斯白绒山羊45~150日龄胎儿为研究材料,从体侧部取皮肤进行切片。经Sacpic法染色后发现胎儿期体侧部皮肤初级毛囊在50日龄前已开始发育,而次级毛囊数目上迅速增加的时期为70~90日龄间。90日龄后主要为毛干的生长期。     

内蒙古绒山羊次级毛囊组织形态周期性变化研究

[目的]了解成年绒山羊次级毛囊组织形态的周期性变化过程,为研究绒山羊绒毛生长的分子调控机理奠定组织学基础.[方法]制作内蒙古绒山羊1年周期内每个月的皮肤组织切片,染色后显微镜下观察照相.[结果]成年绒山羊次级毛囊形态在1年中呈周期性变化,在兴盛期、退行期和休止期的形态各不相同.从4月份开始,次级毛囊外根鞘细胞向下分裂延伸,开始了毛囊的重建;8-9月毛囊完成重建,毛囊结构完整;10月毛球细胞停止分裂,毛乳头萎缩,大量细胞程序化死亡,毛根上移,毛囊进入退行期;12月毛囊根部上升到皮脂腺附近不再变化;翌年1-3月毛囊的形态基本没有变化.[结论]了解了成年绒山羊次级毛囊1年内形态的周期性变化过程,为绒山羊绒毛相关领域的研究提供一定的借鉴.     

内蒙古阿尔巴斯白绒山羊毛囊生长周期性变化的研究

本试验以内蒙古阿尔巴斯白绒山羊为研究材料,研究其1年内毛囊生长变化特点。利用Sacpic染色法对体侧部皮肤横、纵切片进行染色。由切片可见5—8月份次级毛囊逐渐进入兴盛前期、8—12月份为兴盛期、1月份大部分进入退行期、2—4月份为休止期;次级毛囊深度在8月份最深,毛球宽、毛囊宽在8月份最宽;退行期的毛囊仍具有活性,绒生长变慢而休止期毛囊失去活性,绒不再生长;兴盛期毛球末端扁平,真皮乳头层细胞(DPCs)内陷;退行期、休止期的毛球末端呈尖状,乳头层细胞向外突出。绒长测量结果表明:最早于6月下旬绒长出体表,绒生长的最快时期为10月份,并非为最冷时期;绒长出体表即使在同一品种内因个体不同而有差异,同一个体的不同部位也具有不同步性:绒先在股部长出,然后是体侧部,最后是肩胛部。     

椰子油对育成猪肝脏转录组高通量测序的影响

试验设计了椰子油组和对照组2个处理。采集育成猪肝脏组织,进行转录组高通量测序,找出2种处理间的差异表达基因及差异代谢通路。利用Illumina Hi SeqTM2 500高通量RNA-seq测序技术测序,使用Top Hat2软件将测序得到的reads序列与猪参考基因组(Sscrofa10.2)序列比对,找出差异表达基因,并在Nr、GO和KEGG数据库中进行功能注释、富集分析和聚类分析。结果表明:椰子油组和对照组肝脏中差异表达基因共有487个,与对照组相比,椰子油组表达上调的基因有222个,下调的基因有265个。在差异表达上/下调前15位基因中,有多个基因是参考基因组中没有的新基因和功能未知基因。GO功能分类注释到细胞组成、分子功能和生物学过程数据库中的差异表达基因数分别有398、368个和398个;注释到KEGG通路中差异表达基因数188个。     

基于高通量转录组测序的红花籽油对肥育猪肝脏差异表达基因的影响

18头肥育猪按饲粮均分为2组,添加红花籽油组和不添加油脂组(对照组)。试验期60d结束,全部屠宰,分别采集肝脏组织样品,进行高通量转录组测序,找出2处理组间的差异表达基因和差异代谢通路。利用Illumina HiSeqTM2500高通量RNA-seq测序技术对2组肥育猪肝脏RNA测序,使用TopHat2软件将测序得到的reads序列与猪(Sscrofa10.2)参考基因组序列比对,找出差异表达基因,在Nr、GO和KEGG数据库中进行功能注释、富集分析和聚类分析。结果显示,红花籽油组和对照组肝脏中差异表达基因共有1 114个,与对照组相比,红花籽油组表达上调的基因有579个,下调的基因有535个。GO功能分类注释到细胞组成、生物学过程和分子功能数据库中的差异表达基因分别有902,903,857个。注释到KEGG通路中差异表达基因414个,显著富集通路4个(P0.05)。     

欧亚葡萄“魏可”不同着色期果皮转录组差异分析

为探明欧亚葡萄“魏可”在果皮转色过程中转录组水平的变化，于果皮转色期、转色后15天以及完熟期采集果实样品，利用RNA-Seq测序技术，对转色过程中相关基因表达量的变化规律进行探讨。结果得到葡萄转色不同阶段在转录组水平上存在显著差异表达基因。转色后15天vs转色期、完熟期vs转色期以及完熟期vs转色后15天之间的显著差异基因数分别为3096个、4444个和 1156个，且均含有显著上调和显著下调基因。 GO富集分析表明，转色后15天vs转色期在整体上以及下调差异表达基因间、完熟期vs转色期在整体上以及上下调差异表达基因间、完熟期vs转色后15天在上调差异表达基因间存在显著富集过程。鉴定出KEGG富集的代谢通路有10条，分别在转色后15天vs转色期下调差异表达基因、完熟期vs转色期上下调差异表达基因、完熟期vs转色后15天下调差异表达基因之间，主要涉及光合作用和半乳糖代谢途径。转录因子分析共鉴定出62个转录因子基因家族的446个转录因子。欧亚葡萄“魏可”果皮转色过程中转录组水平上相关基因表达量存在显著差异，且GO和KEGG注释分析均鉴定出显著富集的过程及代谢途径。为进一步大量挖掘与“魏可”葡萄果皮转色相关重要表达基因奠定一定的数据基础和科学参考。