调控民猪ZBED6基因转录元件的筛选与分析

ZBED6是锌指蛋白家族的一员,在胎盘哺乳动物中极其保守,可通过对IGF2的调控参与骨骼肌生长。为进一步探究ZBED6基因自身的表达调控机制,本研究以民猪基因组DNA为模板,通过常规PCR扩增ZBED6基因启动子区系列截短片段,构建克隆质粒,通过双酶切和连接反应定向连入pGL3-basic载体,利用PK15细胞和双荧光素酶检测系统测定重组质粒的相对荧光素酶活性;利用在线软件预测启动子区的转录因子结合位点,使用重叠PCR定点缺失转录因子结合位点,构建突变载体并在PK15细胞中检测突变载体的相对荧光素酶活性。结果表明:ZBED6基因启动子区-2053^-1777 bp存在多个转录因子结合位点,尤其是-1808^-1777 bp,该片段缺失造成启动子活性下降(P<0.01);利用在线软件在该区间预测到3个转录因子HINFP、Adf-1和CREB3,经实验验证后发现这3个转录因子均可调控ZBED6基因的转录,其中Adf-1效果最为明显。据此推测,民猪ZBED6基因的转录调控机制较为复杂,其启动子区存在HINFP、Adf-1和CREB3等多个调控元件的结合位点。     

基于高通量转录组测序的牦牛和犏牛附睾体部差异表达基因分析

本研究旨在通过转录组测序数据库筛选牦牛和犏牛附睾体部之间的差异表达基因(DEGs),了解DEGs对犏牛不育转录调控的影响。分别采集3头牦牛和犏牛的附睾体部,利用RNA测序分析(RNA-seq)技术,通过GO、KEGG富集等生物信息学方法分析筛选DEGs。结果表明,牦牛和犏牛附睾体部DEGs总数有82个,其中54个DEGs显著上调,28个DEGs显著下调;通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)验证了8个DEGs,与转录组测序结果一致;通过GO和KEGG对DEGs进行分析,SLC22A20、T2R65A、TKTL1的下调与精子获能、运动和抗氧化活性相关;磷酸戊糖通路和嗅觉转导是显著富集通路,OR9K2、OR1E1、OR10AG1、TKTL1的下调可能与犏牛不育相关。本研究揭示了牦牛和犏牛附睾体部基因区域特异性表达与功能特异性表达的密切关系,进而为探索雄性犏牛不育的分子机制以及提高高原哺乳动物繁殖力提供基础数据。     

ZBED6基因对巴马香猪脾发育的作用机制分析

ZBED6基因作为一个转录因子,能够与IGF2结合进而调节肌肉的生长发育。但其在脾生长发育中的作用尚不清楚,本研究利用RNA-seq测序技术比较ZBED6基因敲除巴马香猪（ZBED6-KO）和同日龄野生型巴马香猪（WT）的脾组织转录组,探究ZBED6基因对巴马香猪脾组织的发育影响。利用t检验对ZBED6-KO猪和WT猪脾组织大小的表型差异及ZBED6直接调控的靶基因IGF2的表达量进行显著性分析。提取ZBED6-KO猪和WT猪脾组织的总RNA,在Illumina Hiseq 2500平台进行RNA-seq分析。以猪Sus scrofa11.1为参考基因组,用转录组分析的标准流程筛选ZBED6-KO猪和WT猪脾组织中的差异表达基因。用DAVID在线网站对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。然后,随机选取7个差异表达的基因,利用实时荧光定量PCR技术验证测序结果的准确性与可靠性。结果显示,与WT猪相比,ZBED6-KO猪脾的重量和IGF2基因表达量均显著增加（P<0.05）,表明ZBED6基因的敲除对巴马香猪脾组织的生长发育有一定的促进作用。测序结果显示,各样本至少获得4G的数据量,每个样本的Clean Ratio及Q30比率均在90%以上,83.94%以上的reads可比对在猪的参考基因组上,表明测序数据质量良好,真实可靠;对测序数据进行转录组分析,共筛选到161个差异表达基因,其中上调基因90个,下调基因71个;差异表达基因的层次聚类分析显示,ZBED6-KO猪的3个个体（spleen1、spleen3、spleen6）的表达模式相似,WT的3个个体（spleen2、spleen4、spleen5）的表达模式相似,进一步证明测序数据的准确可靠;GO和KEGG富集分析中,富集到10条显著的GO条目以及5条显著的信号通路,2条与肌肉发育相关的通路;实时荧光定量PCR试验随机检测7个差异表达基因的表达模式与RNA-seq分析结果相一致,证实了测序数据的可靠性。以巴马香猪为模型,利用RNA-seq技术研究ZBED6基因的敲除对中国地方猪脾发育的作用影响,为挖掘ZBED6基因的更多功能提供了基础。     

香猪皮肤转录组衰老相关病毒源基因的筛选和鉴定

皮肤是哺乳动物抵御致病因素的第1道防线,在皮肤衰老的过程中,整合到哺乳动物基因组中的病毒源基因序列会被重新激活,影响宿主基因的表达,激起细胞对病毒的反应,引起慢性炎症、促进细胞衰老。本研究旨在探究病毒源基因表达与皱皮香猪皮肤皱纹形成的关系,选取12～18月龄皱皮香猪和普通香猪各5头进行转录组测序和生物信息学分析,采用RT-qPCR方法对皱皮香猪中差异表达的病毒源基因进行验证。2组中皮肤组织差异表达基因与病毒整合位点数据库进行比对分析,筛选出612个差异表达的病毒源基因。以普通香猪为对照,得到上调基因182个,下调基因430个,这些差异表达的病毒源基因主要富集在皮肤发育、炎症反应等GO条目,以及长寿调控途径、FoxO信号通路、细胞衰老等KEGG通路。经猪-人同源基因转换,与免疫、衰老、人类皮肤相关的基因取交集,筛选出高表达的候选基因6个：AGT、CAT、CTNNB1、JUP、KRT75和LIPE,采用RT-qPCR验证了皮肤中这6个基因的差异表达,与转录组测序结果趋势一致。研究结果表明,皱皮香猪皮肤皱纹的形成与病毒源基因的异常表达有紧密联系,本研究可为后期皱皮香猪皮肤褶皱形成的分子机制及...     

猪肌内脂肪沉积相关基因的筛选及其表达特性分析

【目的】通过分析马身猪和大白猪背最长肌转录组测序数据,筛选肌内脂肪沉积相关基因,并对其表达特性进行分析。【方法】采集180日龄马身猪和大白猪背最长肌,采用RNA-Seq技术对其进行转录组测序,筛选差异表达基因并进行GO功能和KEGG通路富集分析;采用GeneCards在线查询基因功能,进一步筛选与肌内脂肪沉积相关的差异基因;采用实时荧光定量PCR技术检测差异基因在2个品种猪不同组织以及肌内脂肪细胞成脂分化过程中的表达变化。【结果】获得2个品种猪背最长肌差异表达基因共280个,其中128个表达显著上调,152个表达显著下调。GO功能富集分析注释到46个条目,其中生物过程24条,分子功能8条,细胞组分14条。KEGG通路分析显著富集到PPAR信号通路、MAPK信号通路和脂肪细胞因子信号等脂肪沉积相关通路。GeneCards功能查询获得TRAF2、DUSP1、ACOT4、NR4A1、SLC27A6、PLIN5共6个与脂肪沉积相关的基因。实时荧光定量PCR分析表明,马身猪和大白猪背最长肌中NR4A1、DUSP1、PLIN5基因表达量差异显著或极显著(P<0.05;P<0.01),T...     

热应激下公兔睾丸组织形态和精液转录组分析

旨在深入了解公兔在热应激环境中睾丸组织形态改变及相应基因谱,对揭示热应激下公兔精液质量下降的机理具有重要意义。本研究选取了6只具有相同饲养水平,体况和体重相近的8月龄新西兰种公兔,通过建立热应激模型得到热应激组(8月份,HS)和未热应激组(5月份,NHS)各3只,分别采集2组公兔的睾丸和精液。通过HE染色,比较不同条件下睾丸组织结构的差异,并利用Illumina Hiseq高通量测序技术对精子进行转录组测序分析,通过生物信息学方法对2组样本间的差异表达基因进行GO、KEGG富集分析,并通过RT-qPCR方法验证转录组测序数据。公兔睾丸组织切片结果显示,与NHS组相比,HS组的睾丸中央出现明显的空泡化和撕裂,生精上皮较薄,受损情况显著,精子细胞数量下降。进一步以■和P<0.05为阈值,共筛选出与精子热应激响应相关的差异表达基因1 676个,包括ATP5MC1、MDH2、ALDH7A1、GAPDHS、PRPS1等,其中上调基因894个,下调基因782个。GO分析结果显示,差异表达基因富集在应激反应、蛋白质代谢过程、催化活性等相关条目上,KEGG结果显示,差异表达基因富集到MAPK、P...     

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)。     

猪ERK6基因编码区的克隆及组织表达谱分析

利用RT-PCR方法扩增了猪ERK6基因编码区的序列，将扩增产物与pMD18-T载体连接，构建了重组质粒；重组质粒经PCR、酶切鉴定后进行测序；采用Northern杂交和半定量RT-PCR方法在猪不同部位骨骼肌中分析了ERK6基因转录本的个数、大小及组织表达谱。结果显示，所克隆的猪ERK6基因片段长1113bp，含有1个1104bp的开放阅读框（ORF），该ORF编码367个氨基酸；该基因与已报道的人ERK6基因核苷酸序列相似性为90％；猪ERK6基因在肌肉组织中只有一个转录本，大小约1．5kb。此基因在骨骼肌中的表达量最高，心、子宫次之，卵巢最低；而在脂肪、胃、肝、脾、肺、肾、十二指肠和胰腺中未见表达。结果表明，猪ERK6基因与已报道的小鼠和人ERK6基因一样，主要在骨骼中特异表达。     

海南地方猪IGFBP6基因多态性分析

采用PCR-SSCP技术,对五指山猪、海南地方猪2个品系(临高猪、屯昌猪)等猪种的IGFBP6基因的多态性进行研究。结果表明,引物P1和P2的PCR片断SSCP分析表现有多态性,且出现3种基因型。随后的测序结果表明,它们都在相应的区域存在着变异;引物P1在海南地方猪种大多表现BB基因型和以B等位基因为主,引物P2大多表现CC基因型和以C等位基因为主。SPSS软件分析五指山猪IGFBP6基因多态性与其3个生长阶段的关联程度,结果发现,引物P1 AA基因型和引物P2 DD基因型的猪个体在2月龄、8月龄、12月龄的生长体重高于其它基因型,但个体差异均不显著(P0.05)。     

猪白细胞介素-6基因的非融合原核表达研究

用DNA重组技术，将已克隆的猪IL-6基因阅读框片段插入非融合原核表达质粒pBV220中的适当位置，获得重组质粒pBVpIL-6，转化大肠杆菌DH5α后，42℃诱导阳性表达菌。经SDS-PAGE检测发现目的蛋白获得了高效表达，表达量约占总蛋白的20％。表达的蛋白以包涵体形式存在，包涵体经过变性溶解和复性后用酶联免疫吸附试验（ELISA）做定性定量检测。ELISA结果证实了所表达的蛋白为猪IL-6，复性后具有一定活性．并测出了复性后活性蛋白的浓度。     

基于瘤胃转录组探究双峰驼沙漠适应性分子机制

旨在比较胚胎期和成年期双峰驼瘤胃在组织形态、编码基因表达上的变化,挖掘影响双峰驼瘤胃发育的关键基因和通路,从消化系统探究双峰驼的沙漠适应性机制。本研究选取3峰10~12岁健康状况良好的成年期阿拉善双峰驼,以及3峰9~10月龄健康状况良好的胚胎期阿拉善双峰驼,采集瘤胃组织样品,制作石蜡组织切片,观察成年期与胚胎期双峰驼瘤胃,比较其组织结构之间的差异。分别提取成年期和胚胎期双峰驼的瘤胃组织总RNA,利用Illumination Hiseq 2000测序平台分别进行转录组测序,对转录组数据进行质控、比对、差异基因筛选、GO、KEGG富集分析。随机选择6个差异表达基因进行荧光定量试验,关联转录组数据与荧光定量试验的表达趋势。结果表明,胚胎期瘤胃组织中上皮细胞和肌纤维细胞清晰可见,分布密集,在成年期的瘤胃组织中,可见明显的肌纤维,肌纤维直径较宽,肌纤维间的空隙较大。转录组测序结果显示,每个样本获得至少10G的数据量,各样本的质控率都在90%以上,Q30数据都在88%以上。对测序数据进行分析,以胚胎期为对照组,成年期为试验组,筛选到1 207个差异表达基因,其中上调基因456个,下调基因751个;对差异表达基因进行层次聚类分析,结果显示,成年期的3个个体（M1、M2、M3）表达模式接近,胚胎期的3个个体（T1、T2、T3）表达模式接近。对差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,结果显示,上调差异表达基因显著富集到62条显著的GO条目,下调差异表达基因显著富集到366条显著的GO条目,73条显著的KEGG通路。差异表达基因主要富集在代谢过程的负调控、RNA生物合成过程的负调控、基因表达的负调控等GO条目中,KEGG主要富集到MAPK信号通路、PI3K-Akt信号通路、糖尿病并发症中的AGE-RAGE信号、胰岛素信号通路、醛固酮的合成与分泌等通路中。同时筛选到MAPK12、MAPK13、FABP5、PPARγ、CaMK1等与双峰驼沙漠适应性相关的基因。荧光定量结果显示,差异基因在成年期和胚胎期瘤胃组织中的表达模式与RNA-Seq的结果一致。上述结果表明,双峰驼的瘤胃组织可能与脂肪细胞分化有关。在沙漠环境中,双峰驼可能降低瘤胃组织代谢效率、通过胰岛素抵抗作用提高血糖耐受性以及促进醛固酮的合成与分泌以调节血压平衡,以更好地在沙漠干燥缺水的环境中生存。     

基于转录组测序挖掘广西麻鸡生长发育相关基因

【目的】通过对1和60日龄广西麻鸡腿肌进行转录组测序(RNA-Seq),筛选出广西麻鸡生长发育关键基因。【方法】选择1和60日龄健康母鸡各3只,分别采集腿肌组织,利用Illumina Novaseq^TM 6000平台进行mRNA转录组测序,利用DESeq2软件进行差异表达基因的分析,并对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析,进一步筛选出生长发育相关基因,并用实时荧光定量PCR验证转录组测序结果。【结果】转录组测序结果显示,6个样本分别获得34 296 198～41 647 642条clean reads。与1日龄腿肌相比,60日龄腿肌共获得2 304个差异表达基因,其中998个基因上调,1 306个基因下调。GO功能富集分析发现,共获得富集条目572条,其中生物过程381条,细胞组分70条,分子功能121条。KEGG通路富集分析发现,共获得34个显著富集的信号通路,其中心肌收缩、MAPK信号通路、紧密连接、肌动蛋白细胞骨架信号通路、心肌细胞中的肾上腺素能信号传导等与生长发育相关。通过GO功能和KEGG通路富集分析获得5个生长发育相关基因,分别为肌球蛋白重...     

我国地方鹅种就巢性状相关转录组研究进展

随着转录组测序技术的发展,利用组学技术解析我国地方鹅就巢性的研究逐渐深入.在不同品种鹅的各个繁殖阶段,围绕下丘脑-垂体-卵巢轴的不同水平进行转录组分析,可以深入解析鹅就巢的遗传机制.文章针对转录组解析我国地方鹅繁殖性能的研究进行综述,分析不同品种鹅在各产蛋阶段的基因表达图谱,汇总与鹅繁殖性状显著相关的差异表达基因,总结...     

大型迪庆藏猪不同生长阶段肌内脂肪沉积差异表达基因及其调控通路分析

【目的】筛选大型迪庆藏猪不同生长阶段肌内脂肪含量差异的关键基因并分析其调控途径。【方法】选择胎次相同、出生日期及体重相近的大型迪庆藏猪36头,随机分为3组,在相同条件下进行育肥试验,分别在体重达40、80及120 kg左右时屠宰,每组采集3头猪的背最长肌,采用RNA-Seq技术进行转录组测序,测序数据进行拼接、比对和注释,筛选与脂肪沉积相关的差异显著基因进行功能富集、STEM分析,构建基因互作网络,并进行实时荧光定量PCR验证。【结果】40 kg vs 80 kg、80 kg vs 120 kg与40 kg vs 120 kg阶段分别检测到730、981及735个基因差异显著表达;STEM分析共有4个差异显著模块,模块11、14的基因集先显著上调后轻微下调;模块9、10的基因集先显著上调后显著下调。差异基因互作网络显示,40 kg vs 80 kg阶段,EGR1、EGR2、PRKAG2、NOR-1和ATF3基因位于网络核心,EGR1和EGR2基因表达下调,PRKAG2、NOR-1和ATF3基因表达上调;80 kg vs 120 kg阶段,FOXO1、PDK4、PPARD、PPARGC-1、LIPE、ATF3和STAT1基因位于网络核心,FOXO1、PPARD、PPARGC-1基因表达下调,PPARG基因通过级联调控引起STAT1基因表达下调,LIPE和ATF3基因表达上调;40 kg vs 120 kg阶段,ATF3、NOR-1、EGR1、EGR2和STAT1基因位于网络核心,EGR1、EGR2和STAT1基因表达下调,ATF3和NOR-1基因表达上调。ATF3、FOXO1等10个基因的实时荧光定量PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】EGR1、FOXO1等基因作为核心基因参与大型迪庆藏猪肌内脂肪调控,不同生长阶段参与调控的核心基因并不完全相同,结果可丰富中国地方猪肌内脂肪调控基础数据,为大型迪庆藏猪肌内脂肪含量的遗传改良提供参考。     

转录组测序技术在猪繁殖与呼吸综合征病毒研究中的应用

猪繁殖与呼吸综合征病毒(porcine reproductive and respiratory syndrome virus,PRRSV)能导致母猪繁殖障碍及仔猪呼吸困难等症状,严重威胁全球养猪业的健康发展。目前,PRRSV的致病机制及其与宿主的互作机理并不完全清楚。近年来,随着高通量测序技术的快速发展,转录组测序技术已被广泛应用于PRRSV的研究中,为深入解析PRRSV的致病机理及其与宿主的互作机制提供了一种全新的研究工具。作者从感染应答、蛋白功能、毒株、疫苗、抗病品种5个方面对近年来转录组测序技术在PRRSV研究中的应用进行了综述分析,对其筛选的差异表达基因(DEGs)和通路进行总结,以期为未来PRRSV转录组学研究提供参考。     

金黄色葡萄球菌在生物被膜态与浮游态的转录组差异表达分析

金黄色葡萄球菌是引起奶牛细菌性乳腺炎的主要原因,生物被膜的形成是金黄色葡萄球菌在不利环境条件下持久性存在的关键因素。探索同一株菌在生物被膜态与浮游态生长状态下的耐药性与其生长状态的相关性,可为进一步探究金黄色葡萄球菌的耐药性机制奠定基础。本研究培养了金黄色葡萄球菌的生物被膜,使用光学显微镜和扫描电镜观察其形成过程。测定并比较了9种抗菌药物对32株金黄色葡萄球菌在生物被膜态和浮游态的最小抑菌浓度,并对两种状态下的金黄色葡萄球菌进行转录组学测序,筛选出具有显著性差异的细胞信号通路和表达基因,同时对主要差异表达的基因进行RT-qPCR验证。结果发现,在生物被膜形成前期,随着培养时间的延长,显微镜下观察到的生物被膜态菌聚集面积越来越大,结构也越来越紧密,培养至72 h后,生物被膜逐渐开始分散。MIC测定结果显示浮游态菌的抑菌浓度低于生物被膜态菌。转录组结果显示两种状态菌的差异表达基因共1 512个,其中,生物被膜态菌中上调基因760个,下调752个。GO与KEGG富集分析显示,相比于浮游态菌,生物被膜态菌中与代谢相关的通路显著富集,其次为氨基酸的生物合成和ABC转运蛋白通路。与生物被膜形成相关的基因,如编码ABC转运蛋白的基因表达上调,而与代谢途径相关的基因下调。RT-qPCR验证了10个主要差异基因,其表达差异趋势与转录组测序结果一致。这些差异可能对金黄色葡萄球菌生物被膜态的高耐药性和细菌毒力的研究有所帮助。