基于RNA-Seq鉴定和分析蒙古牛抗寒过程中骨骼肌的可变剪接事件

为了鉴定和分析蒙古牛抗寒过程中骨骼肌发生的可变剪接(AS)事件,试验采用Illumina Novaseq^TM 6000测序平台对冬季组和夏季组蒙古牛的骨骼肌组织分别进行转录组测序,使用rMATS软件对样品中的AS事件与差异剪接基因(DSG)进行鉴定,并对DSG进行GO富集和KEGG信号通路分析。结果表明：转录组测序共获得272 950 322条原始读长,冬季组与夏季组中发生的AS事件分别为10 966,13 756个,两组的AS事件都以外显子跳跃(SE)事件为主,SE事件在冬夏两组的AS事件总数中所占比例分别为78.64%、82.48%。冬季组与夏季组间共检测到843个显著的DSG。DSG在生物过程、细胞组分和分子功能类别中分别富集到了380,105,174个GO条目。DSG共在20条信号通路中发生富集,其中PPAR信号通路、胰岛素抵抗、TCA循环及昼夜节律等与能量代谢密切相关的信号通路富集明显。说明冬夏两季蒙古牛骨骼肌可能在脂质代谢、氧化应激、胰岛素敏感性及昼夜节律方面存在较大差异。     

富营养饮食重塑代谢性疾病易感猪关键组织mRNA剪接模式研究

旨在探讨富营养饮食对代谢性疾病易感猪关键组织可变剪接（alternative splicing，AS）和剪接因子（splicing factors，SFs）的影响。本研究以健康状态、月龄和体重相同的12头代谢性疾病易感公猪为材料，随机将其分为两组，其中8头猪饲喂高脂高能量饲料2个月作为富营养饮食组（TG-HFHSD），4头猪饲喂正常饲料2个月作为对照饮食组（TG-CD）。对TG-HFHSD和TG-CD的脂肪、肝、肌肉和下丘脑组织进行RNA-seq测序，利用rMATS软件鉴定组间差异AS，对差异剪接基因（differential splicing genes，DSGs）进行GO和KEGG富集分析，并利用DESeq2软件和皮尔逊相关性系数分析肝组织中的SFs。结果显示，脂肪、肝、肌肉和下丘脑中分别鉴定到48 279、39 536、47 888和52 210个AS事件，均以SE类型为主，占比在77.09%～78.29%之间。脂肪、肝、肌肉和下丘脑中的DSGs数分别为528、1 070、570和600个，其中肝增加的DSGs部分主要是RI和MXE两种类型，分别为177和471个，而其它组织仅为12～28个和99～110个。GO和KEGG富集显示，肝DSGs除富集到细胞结构相关的过程外，还显著富集到可变剪接及mRNA代谢、脂质代谢、DNA损伤及修复、补体与凝血级联等过程。肝中筛选到56个差异表达的SFs，其中CLK1、PGC-1ɑ、USP4等与糖脂代谢和代谢性疾病密切相关。本研究表明，富营养饮食显著增加了肝DSGs，通过剪接调控、糖脂代谢以及DNA损伤来影响肝代谢性疾病的发生，将为肝代谢性疾病早期发生机制研究提供参考。     

基于RNA-seq筛选白藜芦醇致猪卵巢颗粒细胞凋亡的可变剪接基因

本研究旨在探究参与白藜芦醇（Resveratrol,RES）诱导猪卵巢颗粒细胞（Porcine Ovarian Granulosa Cells,pGCs）凋亡的可变剪接基因。实验以50、100μmol/LRES处理pGCs,并设置空白对照,利用转录组测序（RNA-seq）技术分析3组之间差异可变剪接基因的表达谱,对差异可变剪接基因进行GO和KEGG富集分析,通过qRT-PCR验证RNA-seq数据。结果表明,与对照组相比,低浓度组有198种基因参与了236个可变剪接事件,高浓度组有603种基因发生了779个可变剪接事件。在log2|FoldChange|>1、P<0.05条件下,分别在低浓度组筛选到6个、高浓度组筛选到35个差异可变剪接基因。GO分析显示,差异可变剪接基因主要参与生物学过程条目。KEGG分析发现,显著富集的通路均与激素分泌及代谢途径相关,如卵巢类固醇生成信号通路、氨基酸代谢相关信号通路等。进一步从中筛选出可能参与RES诱导pGCs凋亡的关键基因（AKR1C1、GLUL、SARDH、MADD基因）。综上,RES通过影响pGCs中基因的可变剪接,从而影响相关信号...     

应用RNA-seq数据开展鸭基因组可变剪接的鉴定与分析

可变剪接是畜禽增加转录组和蛋白质结构与功能多样性的一种重要机制。研究应用前期测定的不同发育时期(2、4、6周龄)北京鸭胸肌和皮脂RNA-seq数据,挖掘北京鸭胸肌和皮脂内可变剪接及其功能注释。结果显示:1 6个样品中共鉴定出30 465个可变剪接,这些事件发生在7 587个基因上,可变剪切类型以外显子跳跃、内含子滞留、可变的5′剪接位点和可变的3′剪接位点等为主;2可变剪接的发生具有组织和发育阶段特异性;3共有可变剪接的基因主要富集于物质合成、物质结合及酶活性相关的GO条目中,胸肌特有可变剪接基因显著富集到骨骼肌发育相关的GO条目中,而皮脂特有的可变剪接基因富集到油脂合成的GO条目中。研究系统鉴定了北京鸭胸肌和皮脂内的可变剪接和基因,为北京鸭分子育种提供理论基础。     

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)。     

不同鸡种胚胎腿肌差异表达mRNA和lncRNA的筛选及其竞争性调控网络的构建

旨在筛选藏鸡和大恒肉鸡胚胎期骨骼肌差异表达的mRNA和lncRNA,并构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,为进一步探讨两个鸡品种骨骼肌生长发育速度的差异机制奠定基础。随机选取已孵化18 d的藏鸡和大恒肉鸡胚胎各3个,采集胚胎腿肌组织进行转录组测序。筛选两个品种中差异表达的mRNAs和lncRNAs,对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,并对lncRNA的靶标miRNA以及靶向mRNA的miRNA进行预测,筛选与肌肉发育相关的mRNA和lncRNA构建lncRNA-miRNA-mRNA竞争性调控网络,最后利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)对测序结果进行验证。结果显示,共有106个mRNAs在两个品种中差异表达,其中上调表达mRNAs 48个,下调表达mRNAs 58个。差异表达lncRNAs共有28个,其中10个上调,18个下调。差异表达mRNA的GO富集结果显示,骨骼肌细胞分化条目被显著富集,KEGG富集分析中脂质代谢通路被显著富集。lncRNA靶基因的KEGG富集结果显示,在10个显著富集通路中,有基因显著富集于类固醇生物合成和脂肪酸生物合成等与脂质代谢...     

不同性别大白猪肌肉全基因组高分辨率单碱基甲基化差异分析

旨在通过不同性别大白猪的全基因组高分辨率单碱基甲基化差异分析,检测差异甲基化区域(DMR)和差异甲基化基因(DMG),为进一步解析公母猪骨骼肌发育差异奠定基础。本研究采用全基因组重亚硫酸盐测序(WGBS)技术分析了4头210日龄长白猪(公、母各半)背最长肌全基因组DNA的甲基化程度和差异甲基化区域,探讨性别间DNA甲基化水平的差异。结果表明,全基因组范围约有5%的胞嘧啶(C)发生了甲基化(mC);母猪和公猪的总体甲基化水平基本一致。共检测到1 629个DMRs和841个DMGs。母猪的DMRs平均甲基化水平明显高于公猪。通过基因本体分析(GO)和相关信号通路(KEGG)分析,共检测到171个GO条目和10个信号通路,显著富集在轴突导向、细胞连接、细胞粘附、ECM受体互作等相关过程中;筛选出5个与不同性别肌肉调节相关的候选基因。本研究绘制了不同性别大白猪的高分辨率单碱基全基因组甲基化图谱,为不同性别表观遗传研究以及肌肉发育和肉质相关候选基因的筛选提供了信息参考。     

美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达分析

旨在对美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达进行分析。本试验将美国短毛黑水貂45、90日龄各3只健康公貂的胸肌组织作为试验材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2500高通量测序平台建立转录组文库,对两个生长阶段差异显著性的基因进行GO功能富集和KEGG Pathway分析,寻找调控水貂快速生长期的相关候选基因和代谢通路,并利用qRT-PCR对转录组测序结果进行验证。结果表明,以P0.05,|log_2FC|1为条件筛选到279个显著差异基因,对这些差异基因进行GO和KEGG分析,筛选到与肌肉生长相关显著富集GO条目有66条、相关差异表达基因44个,其中上调20个,下调24个;与肌肉生长相关显著富集KEGG通路12条,如p53信号通路、PPAR信号通路、FOXO信号通路等。这些差异基因可能在水貂的快速生长过程中起到调控作用,可以作为后续研究水貂生长发育的候选基因。本研究结果为探究水貂生长发育调控机制及培育大体型水貂品种奠定基础。     

藏鸡与白羽肉鸡垂体转录组差异表达研究

试验旨在通过对藏鸡和白羽肉鸡垂体转录组测序和生物信息学分析,筛选出与鸡生长发育相关的差异表达基因（differentially expression genes,DEGs）及信号通路。本研究选用42日龄健康藏鸡和白羽肉鸡各3只,分别采集垂体组织利用Illumina HiSeq 2000平台进行转录组mRNA测序,对筛选到的DEGs筛选DEGs,GO和KEGG数据库功能注释和富集分析,实时荧光定量PCR验证随机挑选的DEGs表达水平。结果显示,藏鸡和白羽肉鸡分别获得126 094 302和125 666 442条clean reads。与白羽肉鸡相比,藏鸡垂体组织中共有DEGs 392个,其中196个为上调基因,196个为下调基因（P<0.05）,其中包括生长激素（GH）基因、生长激素释放激素受体（GHRHR）基因和胰岛素样生长因子2 mRNA结合蛋白1（IGF2BP1）基因。GO和KEGG富集分析发现,DEGs显著富集于细胞黏附分子信号通路和神经活性配体-受体相互作用信号通路等细胞通讯相关的信号通路,GH、GHRHR和IGF2BP1基因也显著富集于神经活性配体-受体相互作用信号通路。实时荧光定量PCR结果显示,转录组测序结果准确可靠。综上研究,本研究初步揭示了影响藏鸡和白羽肉鸡生长发育速度差异的关键候选基因和信号通路,为了解鸡垂体组织调节生长发育的分子机制提供了理论依据。     

全基因组重测序探究晋南牛优势性状的分子基础

【目的】探究晋南牛优势性状所基于的遗传基础，为后续晋南牛种质资源利用以及分子育种提供参考。【方法】采集12头健康的纯种晋南牛耳缘组织，提取基因组DNA进行全基因组重测序，将测序数据以及NCBI数据库12头红安格斯牛基因组数据比对到牛参考基因组(ARS-UCD1.2),检测群体SNPs位点，采用ANNOVAR软件对变异位点进行注释；对晋南牛与红安格斯牛变异基因进行韦恩分析，筛选晋南牛特异性变异基因并进行GO功能和KEGG通路富集分析，采用Cytoscape软件将显著富集的变异基因进行功能互作分析。【结果】晋南牛基因组DNA测序共获取clean reads 2 621 153 222条，Q30平均值达93.5%,碱基分布均匀且无明显偏向性，平均测序深度11.19×,覆盖率(≥4×)平均值为92.64%;检测到SNPs位点117 773 201个，注释外显子区域获得nonsynonymous、stopgain/stoploss SNPs共405 506个，覆盖于16 690个基因，筛选出晋南牛特异性变异基因5 289个。GO功能和KEGG通路分析表明，基因广泛富集于线粒体、核糖体、细胞器膜相...     

产蛋和停产武定鸡卵巢转录组SNP分析

为提高武定鸡生产性能,探索繁殖相关差异基因,对270日龄产蛋和停产一周以上的武定鸡卵巢组织进行转录组测序,将获得的数据进行SNP检测,利用GO富集和KEGG富集分析SNP所在基因。结果显示:产蛋武定鸡特有的SNP有116235个,停产武定鸡特有的SNP有156020个,两者共有的SNP有276467个;GO富集分析发现,SNP所在基因大量富集在生物进程中;KEGG富集分析发现,SNP所在基因显著富集在代谢途径、剪接、细胞周期、细胞凋亡、基础转录因子等通路;对GnRH信号通路中的5个基因SNP分析发现,有9个SNP位于外显子区,其中有4个SNP位于编码区并引起了氨基酸的改变。研究结果为武定鸡繁殖性能的相关研究提供了理论依据。     

京海黄鸡生长早期骨骼肌可变剪切分析

为揭示鸡骨骼肌生长发育过程中关键的可变剪切（Alternative splicing,AS）,试验分别采集4(M4)、8(M8)和12(M12)周龄京海黄鸡胸肌用于转录组测序,筛选差异的AS(FDR≤0.05),并进行功能分析。结果显示：在M4 vs M8、M8 vs M12和M4 vs M12比较组中得到786、1 649和1 721条差异AS,分别对应了637、1 239和1 259条来源基因,其中228条为共有基因;GO功能富集分析发现TOP20条目中富集到蛋白质定位调节和细胞内蛋白质转运正调控等多条蛋白相关的生物学过程;KEGG通路分析显著富集到紧密连接和泛素介导的蛋白质水解等通路;利用蛋白互作网络结合GO和KEGG筛选到GAPDH、TRIP12、PDLIM7、CEP290、PTPRC、VTI1B和MYL1等多条关键来源基因。综上可知,可变剪切在鸡骨骼肌发育过程中普遍存在,且不同发育阶段可受相同的AS调控,同时,试验筛选的多条关键基因及其可变剪切在鸡骨骼肌发育过程中发挥重要作用。     

高能饲粮对育成期蛋鸡肝脏miRNA表达谱的影响

本研究利用高能和低能饲粮饲喂育成期蛋鸡,运用small RNA测序方法对肝脏中miR-NA进行检测,对其表达量进行分析,对差异表达miRNA进行靶基因预测,并对差异表达的预测靶基因进行基因本体论(GO)功能和京都基因与基因组百科全书(KEGG)信号通路富集分析.结果表明:与低能组相比,高能组有2个miRNA表达显著上调...     

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。     

可变剪接在农业动物中的研究进展

可变剪接(alternative splicing, AS)是由单个前体mRNA形成多个成熟mRNA的过程,从同一基因产生多个转录本,增加转录组和蛋白质组的多样性,此过程是调节基因组表达和产生蛋白组多样性的重要机制。同种生物经可变剪接产生不同表型,在不改变基因序列的情况下调控蛋白质的生物学功能,对于理解生命活动的调控过程有重要意义。文章对可变剪接的发生机制及其在农业动物中的研究进展进行了综述,以期为在农业动物中进一步研究可变剪接奠定基础。     

郏县红牛和安格斯牛18月龄背最长肌差异表达基因的筛选与分析

旨在通过转录组学分析筛选出影响牛肌肉发育的候选基因。对5头18月龄的郏县红牛背最长肌进行转录组测序,获得转录组数据后与3头18月龄安格斯牛背最长肌的转录组数据(GSE57327)进行联合分析。结果：与安格斯牛相比,郏县红牛背最长肌中4 945个基因表达显著上调(FDR<0.05), 2 186个基因显著下调(FDR<0.05)。GO功能富集分析显示差异基因主要富集在与代谢相关生物学过程中。KEGG信号通路分析显示差异表达的基因主要富集到氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)等通路上。从氧化磷酸化通路中筛选出两品种间差异表达最显著的20个基因,通过反刍动物基因组数据库(ruminant genome database, RGD)查看该20个基因的组织表达情况,其中泛素-细胞色素c还原酶复合物Ⅲ亚基Ⅺ(UQCR11)、细胞色素c氧化酶亚基7A1(COX7A1)、细胞色素c铜伴侣蛋白(COX17)、NADH氢酶辅酶Q铁硫蛋白5(NDUFS5)和线粒体ATP酶合成体ε亚基(ATP5F1E)这5个基因在牛骨骼肌组织中的表达量高于其他组织,推测这5个基因在牛的...     

禽巴氏杆菌环丙沙星耐药株转录组测序与分析

为鉴定禽源多杀性巴氏杆菌(Avian Pasteurella multocida,Pm)敏感株与环丙沙星(Cip)耐药株的差异表达基因,本研究采用高通量转录组测序的RNA-seq技术对敏感株与Cip耐药株进行检测,参考Pm70株基因组(NC_002663.1)进行拼接与质量评估,测序数据处理后获得表达差异基因,利用GO和KEGG数据库对表达差异基因进行注释与富集性分析,并利用荧光定量PCR对转录组测序中的差异表达基因进行验证。结果显示,所有样品测序数据参考Pm70全基因组匹配率均达到95.87%以上,对基因差异表达进行分析后鉴定得到19个差异表达基因,其中15个上调,4个下调。通过GO功能富集分析显示差异表达基因主要为转运运输功能,并对差异表达基因进行信号通路富集性分析,结果表明最具代表性的信号通路为"ABC转运蛋白"(ko02010)。推测禽源Pm中的ABC转运蛋白超家族可能在Cip耐药机制中具有重要作用。     

鸡胚胎期肌纤维形成相关miRNAs的筛选与分析

研究旨在挖掘鸡胚胎期肌纤维形成相关miRNAs,为进一步探究miRNA在肌肉发育过程中的调控机制提供理论基础。研究采集玫瑰冠鸡、科宝鸡胚胎期第8天（E8）和第14天（E14）腿肌组织进行HE染色和small RNA测序,通过生物信息学分析差异表达miRNAs,随机选择14个差异表达的miRNAs进行荧光定量PCR(qRT-PCR)验证结果的准确性。结果显示,玫瑰冠鸡、科宝鸡E8的肌纤维直径和横截面积极显著小于E14(P<0.01),E8的肌纤维密度极显著高于E14(P<0.01)。通过生物信息学分析,在12个测序文库中共鉴定出2 455个已知miRNAs和329个新的miRNAs,其中在E8和E14(C8T vs C14T＿R8T vs R14T)中筛选出499个差异表达miRNAs。GO富集结果显示,差异miRNA靶基因在细胞迁移、代谢过程、细胞增殖、细胞发育和小分子结合等GO条目中显著富集。KEGG富集分析发现,大量的靶基因富集到与细胞周转和代谢相关的信号通路中,同时富集到TGF-β、Notch、Hedgehog、Wnt、FoxO等与肌肉发育相关的信号通路。miRNA-...     

禽白血病病毒感染鸡肝脏的转录组变化与新基因分析

试验以禽白血病病毒感染汶上芦花鸡和正常汶上芦花鸡肝脏为研究对象,利用RNA-Seq技术对其进行高通量转录组测序,分析基因组结构信息及挖掘新转录本及新基因的功能,6个样品共获得254 413 928条有效数据(Clean Reads),总计32.05 Gb。得到可靠的SNP位点673 689个,其中位于基因区的SNP位点469 160个,基因间的SNP位点204 544个。6个样品中平均8 249个基因涉及可变剪接,其中外显子跳跃事件比例最大,其次为第一个外显子可变剪接事件,并对6 283个基因结构进行了优化,修正基因的边界。与所选鸡的参考基因组序列进行对比,共发掘新基因1 446个,其中1 058个新基因得到功能注释。研究进一步完善汶上芦花鸡的基因结构信息,为发掘潜在的新抗白血病基因提供分子水平依据。     

miR-192进化分析、靶基因预测及组织表达分析

【目的】研究miR-192的生物进化进程和潜在靶基因功能,以及miR-192在大围子猪(脂肪型猪)和大约克夏猪(瘦肉型猪)脂肪组织中的差异表达。【方法】利用miBase数据库获取miR-192成熟序列,并利用Ensembl数据库定位miR-192在不同物种基因组的分布特征;采用Mega 11.0软件程序构建miR-192系统进化树;通过实时荧光定量PCR检测miR-192在大围子猪和大约克夏猪背部脂肪组织中的表达情况,并比较表达差异;利用不同在线网站预测猪miR-192靶基因,并对靶基因进行GO功能和KEGG通路富集分析。【结果】miR-192在生物进化过程中具有高度保守性;实时荧光定量PCR结果显示,miR-192在大围子猪背部脂肪组织的表达量极显著高于大约克夏猪(P<0.01));GO功能和KEGG通路富集分析结果表明,miR-192靶基因主要起转录前调节和结合的作用,且主要在染色质和细胞核中发挥作用,多数基因富集在与脂肪代谢相关的信号通路;对3个网站不同物种预测结果取交集共获得猪miR-192保守靶基因5个。【结论】miR-192在生物进化过程中具有高度保守性,可能通过靶向...