用高通量测序技术研究松辽黑猪与长白猪背最长肌mRNA和lncRNA的差异表达

【背景】肌肉生长和脂肪沉积是猪生产中非常重要的经济性状,同时也是复杂的数量性状,受到众多因素的影响。长白猪原产于丹麦,是目前世界上使用最为广泛的瘦肉型猪种之一,具有生长速度快,瘦肉率高等特点,但肉质欠佳。松辽黑猪是以民猪、长白猪和杜洛克猪为素材经过三元杂交育成的黑色母系地方培育品种,具有繁殖率高、肉质优良、适应性强、耐粗饲等特性。二者在肉质方面存在较大差异。【目的】采用高通量测序技术对松辽黑猪和长白猪的背最长肌转录组进行分析,筛选影响猪肌肉生长、肉质和脂肪沉积的关键mRNA和长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA),为猪肉品质研究提供新的参考信息。【方法】采集6头松辽黑猪和6头长白猪的背最长肌作为样本,提取其RNA,将每个品种内的个体取等量RNA混池,采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对混池后的样本RNA进行测序,然后对所获得的Reads进行比对、注释和差异表达等分析,筛选出差异表达mRNA和lncRNA并进行相关生物学功能富集分析。而后在筛选出的差异表达mRNA和lncRNA中各挑选10个基因,包括5个上调基因和5个下调基因,采用荧光定量PCR(Real-time PCR, RT-PCR)方法鉴定所选mRNA和lncRNA的表达水平,并验证测序结果的可靠性。【结果】将得到的原始数据进行质量控制后,每个样本分别得到103 M和150 M reads,其中98%以上reads质量较高,满足进行下一步分析的要求。将reads比对到参考基因组上,共得到26 774个转录本,其中包括8 428个新的转录本。采用edgeR软件包进行差异表达分析,参考标准是错误发现率(false discovery rate, FDR)小于0.05和差异倍数大于2(fold change, FC)。在2个猪种中共得到4 239个显著差异表达的mRNA,其中在松辽黑猪肌肉中2 023个上调,2 216个下调。其中HLCS、BTD、DGKα、LPIN1、FGF1、FGF10、FGFR1和ZNF7等基因参与脂类代谢和肌肉发育相关的调控。差异表达的mRNA的生物学功能富集分析发现,其主要富集在细胞发育、生物代谢调控、肌肉发育、脂类代谢等相关的信号通路和生物代谢途径上。同时,在2个猪种中还检测到的178个差异表达显著的lncRNAs,其中在松辽黑猪肌肉组织中有84个上调,94个下调。联合差异表达lncRNAs的靶基因预测和差异表达基因结果分析,显示有4个差异表达的lncRNA与差异表达mRNA存在潜在的调控关系,分别是TCONS-00041713、TCONS-00041712、ENSSSCT00000034982、ENSSSCT00000034269。同时10个差异表达mRNA和10个差异表达lncRNA的RT-PCR结果显示:其表达水平在两组中同样差异显著,且与转录组测序中表达的趋势相似,表明高通量测序结果具有可靠性。【结论】获得了影响猪肌肉生长、肉质和脂肪沉积的关键mRNA和lncRNA,同时发现了几对差异表达lncRNA和mRNA之间可能存在着潜在的调控关系。这些潜在调控关系的发现,可能对于研究调控肌肉组织代谢活动的分子机制的具有一定意义,并为其提供新的参考信息。     

猪lncRNA TCONS-00035174基因全长克隆及组织表达

[目的]为探明lncRNA TCONS-00035174对猪肉品质影响作用.[方法]PCR、RACE-PCR扩增和序列拼接获得TCONS-00035174基因全长编码序列,用NCBI-BLAST、DNAMAN、CPC、CNCI等生物信息学软件进行序列和分子特征分析;qPCR分析在松辽黑猪和长白猪各组织的表达情况.[结果]lncRNA TCONS-00035174全长为3889 bp,位于chr2:5855637～5859868区间;与雪貂同源性最高;在松辽黑猪的脾脏组织中表达最高,在长白猪中肺脏组织中表达最高,相同组织中,除肾脏外,松辽黑猪的表达均显著高于长白猪.[结论]lncRNA TCONS-00035174可作为猪肉肉质性状机制研究的候选基因,该基因的发掘可以为后续遗传育种提供参考.     

大尾寒羊和小尾寒羊尾部脂肪lncRNA差异表达分析

【目的】通过识别影响绵羊尾部脂肪沉积的长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA),深入研究lncRNA参与绵羊尾部脂肪沉积的规律。【方法】采集大尾寒羊和小尾寒羊2个品种各3只公羊的尾部脂肪组织样本，通过Illumina NextSeq500高通量测序技术对样本RNA进行转录组测序，对所获得的reads进行lncRNA分析，筛选出差异表达lncRNA,通过GO和KEGG富集分析挖掘lncRNA靶基因参与的生物学过程和代谢途径。【结果】研究共筛选获得22个差异表达的lncRNA,对其进行靶基因预测，获得20个顺式靶基因。通过对靶基因功能分析，检测到包括调控血管生成、细胞迁移、胰岛素反应和MAPK级联反应正调控的4条生物学过程，以及胞外区、细胞外间隙的2条细胞组分。KEGG富集分析筛选到20个靶基因参与脂肪细胞因子信号通路、进入脂质代谢、代谢途径、AMPK信号通路和磷脂酶D信号通路等19条信号通路。【结论】本研究鉴定了影响绵羊尾部脂肪沉积的差异表达lncRNA及其靶基因，为进一步研究绵羊尾部脂肪沉积过程的作用机理奠定基础。     

东方蜜蜂微孢子虫孢子中长链非编码RNA的竞争性内源RNA调控网络及潜在功能

【背景】长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类长度200 nt且不具有编码能力的转录本,能够在真核生物的转录水平和转录后水平通过顺式(cis)、反式(trans)或竞争性内源RNA(competing endogenous RNA,ceRNA)机制调控基因的表达,已被证明在生物体的生长和发育等生物学过程中发挥重要的调控作用。【目的】结合测序得到的东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)纯化孢子的small RNA(sRNA)组学数据和前期获得的lncRNA组学数据对lncRNA的调控方式进行深入细致的分析和探讨,揭示lncRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的潜在功能。【方法】利用small RNA-seq(sRNA-seq)技术对东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子进行测序,通过相关的生物信息学软件对测序数据进行质控。根据lncRNA与mRNA的位置关系预测lncRNA的上下游基因;使用Blast软件比对GO和KEGG数据库,对上下游基因进行功能和代谢通路注释;利用Target Finder软件预测lncRNA-miRNA及lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.2软件对调控网络进行可视化;利用RT-PCR对调控网络中的部分lncRNA、miRNA和mRNA的表达进行验证。【结果】东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子样品的sRNA-seq分别得到16 597 883、15 451 791和12 248 316条raw reads,经质控分别得到15 608 370、14 249 255和11 440 684条clean reads,各样品的Q30≥98.58%。共预测出lncRNA的上下游基因310个,它们可注释到代谢进程、细胞进程、催化活性、结合和细胞等相关的35个功能条目;此外还可注释到56条代谢通路,涉及嘌呤代谢、碳代谢和丙酮酸代谢等物质代谢通路,以及甲烷代谢、氧化磷酸化和糖酵解/糖异生等能量代谢通路。上述结果表明相应的lncRNA可能通过cis作用调节上下游基因的表达,从而参与调控东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢以及细胞生命活动。进一步构建lncRNA-miRNA调控网络,分析结果显示MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1可靶向结合4个miRNA(nce-miR-7729、nce-miR-7502、nce-miR-8639和nce-miR-8565),说明此3个lncRNA可作为ceRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中发挥潜在作用。LncRNA-miRNA-mRNA调控网络分析结果显示,三者之间形成较为复杂的调控网络关系,miRNA处于调控网络的中心并联系lncRNA和mRNA,nce-miR-7502和nce-miR-8639结合的mRNA最多,达到28个;与MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1存在靶向关系的miRNA结合多个mRNA,表明上述3个lncRNA可能通过ceRNA机制发挥作用,从而影响东方蜜蜂微孢子虫孢子中的新陈代谢和生命活动。【结论】lncRNA可能通过cis作用调控上下游基因的表达,以及作为ceRNA通过吸附miRNA间接影响靶基因的表达,从而参与调节东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢等基本生命活动。     

南阳黑猪肌内脂质沉积相关lncRNA鉴定和功能预测

为了探讨长链非编码RNA(Long non-coding RNA,lncRNA)在南阳黑猪肌内脂肪沉积中的重要作用，通过分析已发表的南阳黑猪高脂组和低脂组背最长肌转录组数据，通过编码潜能预测获得可能的lncRNA,结合DESeq2软件筛选出在南阳黑猪高脂组和低脂组背最长肌差异表达基因和lncRNA,并通过GO和KEGG通路富集分析，找出与南阳黑猪肌内脂肪沉积相关的差异表达lncRNA。结果表明，通过编码潜能预测获得61个新的lncRNAs,新鉴定lncRNAs和已知lncRNAs与编码基因相比较表现出一些典型特征，如转录本长度较短、外显子数较少。差异表达分析发现，814个编码基因和98个lncRNA在低脂和高脂组背最长肌间差异表达。差异表达的基因参与了多种与脂质代谢相关的信号通路，如甘油三脂代谢、PPAR信号通路、脂肪酸生物合成、脂肪酸降解等。联合差异表达lncRNAs的靶基因预测和差异表达基因结果分析表明，一些lncRNA可能作用于潜在的靶基因，参与脂质代谢过程，调控背最长肌脂质沉积。研究结果为进一步深入研究与猪脂质沉积相关的lncRNA生物学功能及调控机制奠定了基础，在未来育种中改...     

东方蜜蜂微孢子虫孢子中长链非编码RNA的竞争性内源RNA调控网络及潜在功能

【背景】 长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）是一类长度>200 nt且不具有编码能力的转录本,能够在真核生物的转录水平和转录后水平通过顺式（cis）、反式（trans）或竞争性内源RNA（competing endogenous RNA,ceRNA）机制调控基因的表达,已被证明在生物体的生长和发育等生物学过程中发挥重要的调控作用。【目的】 结合测序得到的东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）纯化孢子的small RNA（sRNA）组学数据和前期获得的lncRNA组学数据对lncRNA的调控方式进行深入细致的分析和探讨,揭示lncRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中的潜在功能。【方法】 利用small RNA-seq（sRNA-seq）技术对东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子进行测序,通过相关的生物信息学软件对测序数据进行质控。根据lncRNA与mRNA的位置关系预测lncRNA的上下游基因;使用Blast软件比对GO和KEGG数据库,对上下游基因进行功能和代谢通路注释;利用Target Finder软件预测lncRNA-miRNA及lncRNA-miRNA-mRNA调控网络,进而通过Cytoscape v3.7.2软件对调控网络进行可视化;利用RT-PCR对调控网络中的部分lncRNA、miRNA和mRNA的表达进行验证。【结果】 东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子样品的sRNA-seq分别得到16 597 883、15 451 791和12 248 316条raw reads,经质控分别得到15 608 370、14 249 255和11 440 684条clean reads,各样品的Q30≥98.58%。共预测出lncRNA的上下游基因310个,它们可注释到代谢进程、细胞进程、催化活性、结合和细胞等相关的35个功能条目;此外还可注释到56条代谢通路,涉及嘌呤代谢、碳代谢和丙酮酸代谢等物质代谢通路,以及甲烷代谢、氧化磷酸化和糖酵解/糖异生等能量代谢通路。上述结果表明相应的lncRNA可能通过cis作用调节上下游基因的表达,从而参与调控东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢以及细胞生命活动。进一步构建lncRNA-miRNA调控网络,分析结果显示MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1可靶向结合4个miRNA（nce-miR-7729、nce-miR-7502、nce-miR-8639和nce-miR-8565）,说明此3个lncRNA可作为ceRNA在东方蜜蜂微孢子虫孢子中发挥潜在作用。LncRNA-miRNA-mRNA调控网络分析结果显示,三者之间形成较为复杂的调控网络关系,miRNA处于调控网络的中心并联系lncRNA和mRNA,nce-miR-7502和nce-miR-8639结合的mRNA最多,达到28个;与MSTRG.3636.1、MSTRG.4498.1和MSTRG.4883.1存在靶向关系的miRNA结合多个mRNA,表明上述3个lncRNA可能通过ceRNA机制发挥作用,从而影响东方蜜蜂微孢子虫孢子中的新陈代谢和生命活动。【结论】 lncRNA可能通过cis作用调控上下游基因的表达,以及作为ceRNA通过吸附miRNA间接影响靶基因的表达,从而参与调节东方蜜蜂微孢子虫孢子中的物质和能量代谢等基本生命活动。     

猪Nramp 1基因多态性与免疫功能的相关性

【目的】探讨Nramp1基因第6内含子多态在大白猪和松辽黑猪（是由杜洛克、长白猪和民猪合成）中的分布及其与猪免疫抗病的关系。【方法】采用PCR-RFLP法对165头大白猪和109头松辽黑猪Nramp 1基因第6内含子多态性与免疫功能（中性粒细胞还原力和单核细胞细胞毒百分率）的相关性进行了研究。【结果】两个品种在该位点均存在多态性,品种间、合并基因型间免疫功能差异不大,但同一品种内不同基因型间差异显著;大白猪BB基因型个体的单核细胞细胞毒百分率显著高于AB基因型个体（P＜0.05）,BB基因型个体的中性粒细胞NBT还原力值极显著高于AB基因型个体（P＜0.01）,而在松辽黑猪中则是AB基因型个体的中性粒细胞NBT还原力值显著高于BB基因型个体（P＜0.05）;从断奶到出栏的死亡率分析显示大白猪BB基因型个体死亡率明显低于AB基因型个体,松辽黑猪则是AB基因型个体的死亡率明显低于BB基因型个体。【结论】品种内不同Nramp1基因型与免疫功能间存在着显著相关,Nramp1基因可作为抗病力性状的一个主要候选基因。     

基于RNA-seq技术对不同品种猪背最长肌差异表达基因的筛选与注释

【目的】筛选皖南花猪和大约克猪背最长肌组织差异表达基因。【方法】采集皖南花猪和大约克猪背最长肌(各3头),测定其肉质性状指标,并提取其RNA,采用高通量转录组测序(RNA-seq)技术进行测序,对所获序列进行GO和Pathway显著性富集分析。【结果】测序后皖南花猪3个样本得到的总序列数分别为65 584 126,64 327 738和59 244 502,其中有效序列达到94.4%,94.3%和94.2%;大约克猪3个样本得到的总序列数分别为57 969 134,68 254 168和72 298 142,其中有效序列达到93.8%,93.7%和93.8%。测序饱和度良好,证明测序数据真实可靠。差异表达分析结果显示,共筛选到347个差异表达基因,其中包含94个上调基因,253个下调基因。GO功能显著性富集和Pathway显著性富集分析发现,差异表达基因富集在与糖酵解代谢和肌肉发育相关的生物学过程中以及与脂肪酸代谢和生长性状、胴体性状相关的信号通路上。【结论】获得了猪背最长肌组织基因表达谱,筛选出了一些与肉质性状和生长性状有关的候选基因。     

亚洲棉短纤维发育相关长链非编码RNA的鉴定及表达

【目的】长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一类无蛋白质编码能力，但参与许多重要生命活动调控过程的长度大于200 nt的RNA。通过对亚洲棉无短纤维突变体（GA0149）和野生型（GA0146）纤维发育早期的转录组数据进行分析，挖掘调控短纤维发育的lncRNA，并明确其调控网络，为进一步解析棉花纤维发育机制奠定基础。【方法】选择GA0146和GA0149 2个材料在开花后当天（0 DPA）及花后3 d(3 DPA)、5 d(5 DPA)和8 d(8 DPA)的胚珠和纤维为材料进行转录组测序。鉴定lncRNA并预测其调控的靶基因；通过mRNA和lncRNA的差异表达分析，比较2个材料在不同纤维发育时期的差异。进一步利用KOBAS软件预测对差异lncRNA的靶基因进行富集分析并预测其参与的生物过程；最后通过实时荧光定量（RT-qPCR）技术对25个差异表达的lncRNA转录组数据进行验证。【结果】共鉴定获得15 339个lncRNA，其中11 595个lncRNA位于基因间区，包括2 428个反义lncRNA、350个内含子lncRNA及966个正...     

用ZBED6基因敲除猪研究心脏发育的分子机制

【目的】ZBED6基因是一个调控肌肉生长发育的转录因子,为了探讨 ZBED6 在心肌生长发育中的调控机制,利用RNA Sequencing（RNA-Seq）技术比较ZBED6基因敲除巴马小型猪（ZBED6-KO)和同日龄正常巴马小型猪（ZBED6-WT)的心脏组织转录组,挖掘ZBED6基因的敲除对家猪心脏组织发育及基因表达的影响。【方法】利用t-test对ZBED6-KO猪和ZBED6-WT猪心脏组织大小的表型特征进行显著性分析,利用实时荧光定量PCR对ZBED6基因的靶基因IGF2的表达量进行定量。通过制作石蜡组织切片对心肌进行组织学分析,比较其组织结构的差异。提取ZBED6-KO猪和ZBED6-WT猪心脏组织的总RNA,以Illumina Hiseq 2000平台进行RNA-Seq分析。以猪Sus_scrofa10.2为参考序列,用转录组的标准流程筛选ZBED6-KO猪和ZBED6-WT猪心脏组织中的差异表达基因,对差异基因进行GO和IPA富集分析。随机选择9个差异表达基因,利用实时荧光定量PCR验证RNA-Seq结果的可靠性。【结果】ZBED6-KO猪心脏重以及IGF2表达量均显著高于ZBED6-WT猪（P＜0.05）,与ZBED6-WT猪相比,ZBED6-KO猪肌纤维的宽度较宽,结缔组织较少,ZBED6基因的敲除对家猪心脏的生长发育有一定的促进作用;测序结果显示,各样本获得至少10 G的数据量,每个样本clean ratio、Q30 data均达到90%以上,其中62.8%-80.1%的reads能比对到猪的基因组上,表明测序饱和度良好,测序数据真实可靠;对测序数据进行分析,筛选到 184个差异基因,其中上调的基因114个,下调的基因70个,注释的141个,未注释的43个;差异基因层次聚类分析显示,ZBED6-KO组（x1、x3、x6）的3个个体表达模式相似,ZBED6-WT组（x2、x4、x5）的3个个体表达模式相似;GO和IPA富集分析得到13个显著的GO条目,33条显著的pathway通路,差异基因主要富集在免疫反应、肌肉发育和RhoA信号等相关的通路;qRT-PCR 检测9个差异表达基因的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。【结论】首次以ZBED6-KO巴马小型猪为模型,利用RNA-Seq技术探究了ZBED6敲除对心脏发育和功能的影响,丰富了ZBED6 对心脏发育和功能的研究。     

槐猪和杜洛克猪背最长肌差异表达基因的筛选与注释

为了筛选槐猪和杜洛克猪背最长肌中的差异表达基因,对槐猪和杜洛克猪背最长肌进行转录组测序,并进行生物信息学分析.结果表明,槐猪和杜洛克猪分别获得36 177 844和34 496 450条可用读段,且与猪参考基因组的比对率分别为78.71%和80.09%.槐猪和杜洛克猪间共有953个差异表达基因,以杜洛克猪为对照组,槐猪与之相比,有589个上调基因和364个下调基因.槐猪和杜洛克猪的差异表达基因共分类到48个基因本体(GO)条目中,其中,细胞组分13个、分子功能12个和生物学过程23个.显著富集的KEGG通路共计6个,其中,PPAR信号通路是与调节脂类代谢显著相关的通路.     

猪背最长肌与腰大肌microRNA表达谱分析

【目的】为研究microRNA在猪肌肉生长发育中的作用。【方法】采用Illumina高通量测序技术对猪背最长肌和腰大肌的microRNA转录组进行测定,并鉴定差异表达的microRNA。【结果】在猪背最长肌和腰大肌文库中分别产生了15.22M和17.52M的序列;两个文库共检测到的695个microRNA,其中有363个共表达、193个差异极显著(P<0.01)。【结论】说明microRNA在不同骨骼肌类型中存在差异表达。     

HMGCS1基因对猪肌肉生长发育的影响及 miRNA-18a/b对HMGCS1基因的调控

【目的】研究HMGCS1基因对猪骨骼肌生长发育的影响及其靶标的验证。【方法】采用real-time PCR对通城猪不同组织以及背最长肌不同发育时间点的HMGCS1基因的表达变化进行检测。【结果】①HMGCS1基因在成年猪肺组织中的表达量最高;②在背最长肌发育中,该基因分别在胚胎期33 和65 d高表达,出生后20、30、40和60 d低表达;③双荧光素酶试验显示,转染miR-18a/b minics组荧光素酶活性低于对照组。【结论】HMGCS1参与了猪骨骼肌生长发育过程,并受miR-18a/b的调控,是猪的产肉性状的潜在候选基因。     

不同温度下TMV侵染枯斑三生烟的LncRNA差异表达

【目的】 筛选不同温度下烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）侵染后枯斑三生烟（Nicotiana tabacum var. Samsun NN）差异表达的长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）,研究lncRNA在枯斑三生烟抗性反应中的作用。【方法】 N基因的温度敏感性使枯斑三生烟在25℃时具备对TMV的抗性、在31℃抗性丧失,在这两个温度条件下对枯斑三生烟接种TMV和磷酸盐缓冲盐水（phosphate buffered saline,PBS）,48 h后提取系统叶总RNA,构建链特异性文库后进行深度测序。对测序结果进行过滤后利用HTSeq将有效数据与近缘品种TN90（N. tabacum var. TN90）基因组比对,筛选得到lncRNA后利用FPKM法估计lncRNA的表达水平。通过edgeR筛选差异表达lncRNA（differentially expressed lncRNA,DElncRNA）,并利用qRT-PCR技术对这一结果进行验证。通过共定位及共表达分析预测DElncRNA的靶基因,通过参考基因组注释、GO和KEGG富集分析研究靶基因的功能。【结果】 4个处理共12个样本经lncRNA-seq各测得约8 000万条clean reads,共获得4 737条已知lncRNA、40 169条新lncRNA。其中64个lncRNA在不同温度条件下TMV侵染后存在差异表达,qRT-PCR测定结果显示这些lncRNA的测序正确率在80%左右,表明本研究所得测序数据具备较高的可信度。对DElncRNA进行靶基因预测,发现一些基因同时被25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶向。靶基因注释功能丰富,主要参与植物抗病、激素和代谢等生理过程。部分可能与激素通路相关的lncRNA,在25℃下TMV侵染时呈现下调趋势,而在31℃下TMV侵染则呈现上调趋势。GO富集分析显示靶基因主要参与构成膜、囊泡等组分,具备钙、钾离子通道抑制剂活性等分子功能,使相应离子得以转运引发随后的反应,同时也参与发病、抗原加工和呈现、细胞分裂素代谢等生理过程。KEGG分析发现靶基因显著富集在植物激素信号转导通路,25℃下调和31℃上调的DElncRNA靶基因同时富集在激素信号传导、ABC运输蛋白、苯丙烷类生物合成等通路。【结论】 不同温度（25℃和31℃）条件下TMV侵染枯斑三生烟后,长链非编码RNA差异表达,DElncRNA通过作用于激素信号传导、物质转运等过程参与寄主系统获得性抗性反应。研究结果可为揭示植物系统获得性抗性中lncRNA的调控功能以及新型抗病毒技术开发提供依据。     

陆川猪和杜长大猪Nrf2基因克隆及其在背最长肌中的表达分析

【目的】明确核因子NF-E2相关因子(Nrf2)基因生物学特性,并探究其在陆川猪和杜长大猪背最长肌中的表达差异,为深入研究陆川猪优质肌肉抗氧化性能的分子机制打下基础。【方法】以150日龄的陆川猪和杜长大猪背最长肌组织总RNA为模板,分段克隆Nrf2基因编码区(CDS)序列,并通过ExPASy ProtScale、ExPASy ProtParam及SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,同时应用实时荧光定量PCR和Western blotting检测Nrf2基因在150日龄陆川猪和杜长大猪背最长肌中的表达差异。【结果】陆川猪和杜长大猪Nrf2基因CDS序列长1686 bp,与GenBank中已公布的野猪、杜长大猪、牛、绵羊、黑猩猩、猕猴、狼、人类、家鼠、大白鼠、鸵鸟和普通家鸡的Nrf2基因CDS序列的同源相似性分别为99.7%、99.5%、91.2%、90.6%、90.5%、90.1%、89.5%、86.5%、81.9%、81.7%、72.0%和70.6%。陆川猪与杜长大猪的遗传距离最近,与狼的遗传距离最远。陆川猪和杜长大猪的Nrf2蛋白都由561个氨基酸组成,且以丝氨酸含量最高,占比12.5%,色氨酸含量最低,仅占0.4%,均具有较强的亲水性。在Nrf2蛋白二级结构中,杜长大猪Nrf2蛋白的无规则卷曲占57.75%,α-螺旋占34.05%,延伸链占5.35%,β-转角占2.85%;陆川猪Nrf2蛋白的无规则卷曲占57.93%,α-螺旋占33.51%,延伸链占6.06%,β-转角占2.50%。150日龄陆川猪背最长肌中Nrf2基因相对表达量显著高于同日龄杜长大猪背最长肌中Nrf2基因的相对表达量(P<0.05);且陆川猪Nrf2蛋白表达量极显著高于同日龄杜长大猪背最长肌中Nrf2蛋白表达量(P<0.01)。【结论】成功克隆陆川猪和杜长大猪Nrf2基因CDS序列,陆川猪背最长肌中Nrf2基因表达量显著高于同日龄杜长大猪,推测陆川猪肌肉具有比杜长大猪更加优良的抗氧化性能。     

蜜蜂球囊菌菌丝和孢子中长链非编码RNA的比较及潜在功能分析

[背景]蜜蜂球囊菌(Ascosphaera apis,简称球囊菌)是一种专性侵染蜜蜂幼虫的真菌病原,可引起成年蜜蜂数量和蜂群群势的急剧下降.长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)是一类新近发现的非编码RNA,在表观遗传、细胞周期、剂量补偿等众多生命活动中发挥重要生物学功能.[目的]明确...     

意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中长链非编码RNA的差异表达分析

【目的】长链非编码RNA(lncRNA)在真核生物的基因表达、表观遗传和细胞周期调控等方面发挥重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂中肠发育过程中lncRNA的表达谱及其作用。【方法】利用RNA-seq技术和链特异性建库方法对意蜂7和10日龄工蜂中肠(Am7、Am10)进行深度测序,下机的原始数据经过Perl脚本过滤得到高质量有效读段。利用bowtie工具将有效读段比对核糖体数据库,进一步利用Top Hat2软件将未比对到核糖体数据库上的数据比对到参考基因组。利用CPC和CNCI软件对转录本的编码能力进行预测。通过RT-PCR对部分lncRNA进行鉴定。利用edgeR软件进行差异表达lncRNA(DElncRNA)分析,进而预测lncRNA的上下游基因,并对上下游基因进行GO及KEGG代谢通路富集分析。联用RNAhybrid、Miranda和Target Scan软件预测DElncRNA靶向结合的mi RNA及mi RNA靶向结合的靶基因,并通过Cytoscape软件构建DElncRNAs-mi RNAs-m RNAs的调控网络。最后,通过RT-qPCR验证测序数据的可靠性。【结果】Am7和Am10的深度测序分别获得134 802 058和147 051 470条原始读段,经严格过滤分别得到134 166 157和146 293 288条有效读段;共得到3 890个DElncRNA,包括2 005个上调lncRNA与1 885个下调lncRNA。RT-PCR验证结果显示共有8个lncRNA能扩增出符合预期的目的片段,表明预测出的lncRNA真实存在。DElncRNA的上下游基因数为1 793个,它们涉及42个GO条目,包括代谢进程、发育进程、细胞进程、应激反应和免疫系统进程等;这些上下游基因还涉及251条代谢通路,包括碳代谢、嘌呤代谢和脂肪酸的生物合成等物质代谢通路,硫代谢、甲烷代谢和氧化磷酸化等能量代谢通路,Hippo信号通路、Wnt信号通路和Notch信号通路等信号通路,溶酶体、内吞作用和泛素介导的蛋白水解等细胞免疫通路,以及MAPK信号通路、Jak-STAT信号通路和NF-kappa B信号通路等体液免疫通路,上述结果表明DElncRNA在意蜂中肠发育过程中参与物质和能量代谢、细胞生命活动和免疫调控。进一步分析发现TCONS_00020918可通过调控西方蜜蜂王浆主蛋白1编码基因在意蜂工蜂中肠的营养吸收、级型分化中发挥功能。DElncRNA的调控网络分析结果显示DElncRNA与mi RNA、m RNA间存在复杂的调控关系,部分DElncRNA处于调控网络的中心位置且能靶向结合较多的mi RNA,也有部分mi RNA可被多个DElncRNA共同靶向,表明这些DElncRNA可能在中肠发育中发挥重要作用。随机挑取5个DElncRNA进行RT-qPCR验证,结果显示它们的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序数据的可靠性。【结论】差异表达长链非编码RNA(DElncRNA)广泛参与意蜂工蜂中肠的新陈代谢、细胞活动和免疫调控并作为竞争性内源RNA(ce RNA)发挥作用,研究结果为关键lncRNA的筛选和功能研究提供了必要的数据支持。     

藏猪和杜藏猪生长、肉质性状及脂肪沉积相关基因的表达差异分析

【目的】明确藏猪和杜藏猪(杜洛克父本与藏猪母本杂交F₁代)的生长和胴体性状及肉质指标等表型差异,并分析背最长肌中脂肪沉积相关基因的表达差异,为藏猪种质资源利用及猪脂肪沉积规律研究提供参考依据。【方法】以藏猪和杜藏猪为研究对象,分别测定其体长、体高和胸围等生长性状,屠宰率、背膘厚及眼肌面积等胴体性状,以及pH、肉色、蒸煮损失及肌内脂肪含量等肉质指标;并通过荧光实时定量PCR检测脂肪沉积相关基因在2种猪背最长肌中的表达情况。【结果】杜藏猪的左胴体重、右胴体重、屠宰前重、胴体长、体长、体高、管围和胸围均高于藏猪,且差异显著(P<0.05,下同),眼肌面积(33.00±3.84 cm2)也显著大于藏猪(16.83±1.81 cm2),背膘厚(13.15±2.48 mm)则显著低于藏猪(22.83±2.80 mm),藏猪与杜藏猪的皮厚、腹围和屠宰率无显著差异(P>0.05,下同);杜藏猪肌肉的pH-24 h、熟肉率、剪切力和含水率显著高于藏猪肌肉,而杜藏猪肉色的a-24 h值(10.30±1.06)和肌内脂肪含量[(2.48±1.44)%]显著低于藏猪。除GHR基因外,其他脂肪沉积相关基因的相对表达量均表现为杜藏猪低于藏猪,其中,ADIPOQ基因和FASN基因的相对表达量显著低于藏猪,IGF1基因、TNFa基因和Leptin基因的相对表达量极显著低于藏猪(P<0.01)。相关分析结果显示,GHR基因相对表达量与杜藏猪肌内脂肪含量呈显著正相关,FASN基因相对表达量与藏猪肌内脂肪含量呈显著正相关,IGF1基因相对表达量与藏猪背膘呈显著负相关。【结论】杜藏猪的肉质性状与藏猪相似,但杜藏猪具有更佳的生长性能,说明以杜洛克为父本与藏猪母本杂交得到的杜藏猪具有更优的生产效率。藏猪和杜藏猪的肌内脂肪含量差异与脂肪沉积相关基因的表达差异有关,即猪的肌内脂肪含量受多种脂肪沉积相关基因调控。     

猪泛素C端水解酶L1基因的克隆与序列分析

从人泛素C端水解酶L1(UCH_L1)基因出发,在dbEST数据库中同源搜索,找到1条与人UCH_L1基因编码氨基酸同源性较高且在香猪背最长肌中表达的EST(BM194679).通过电子克隆和进一步RT-PCR试验验证,获得猪UCH_L1基因全长cDNA序列,其全长 1 105 bp,开放阅读框(ORF)位于60～728 bp,编码223个氨基酸.同源性分析结果表明,与人、鼠UCH_L1基因cDNA编码区(CDS)同源性分别为91.2%和86.5%,蛋白质序列同源性均为96.6%.对该基因编码蛋白的结构和功能预测显示含有2个典型的疏水性区域,不含有信号肽,存在1个UCH_L1(pfam01088)保守结构域和多个磷酸化位点,属UCH_L1蛋白家族,故将该基因命名为猪泛素C端水解酶L1基因(登录号AY495532).