鹿茸顶端组织miRNA芯片制备及差异表达miRNA的筛选

为制备梅花鹿鹿茸顶端间充质组织及软骨组织miRNA芯片,分离鹿茸间充质和软骨组织细胞,利用TRIzol试剂法分别提取细胞的总RNA,并进行miRNA生物素标记,将标记的小RNA在miRNA芯片上进行杂交反应,再进行芯片扫描及数据处理,应用相对荧光定量Real-time PCR法验证部分miRNA芯片结果的可靠性。研究结果显示:筛选得到鹿茸间充质和软骨组织miRNA差异表达谱。间充质部位存在的miRNA为289个,软骨部位存在的miRNA条数为304条。其中间充质组织中117个miRNA表达上调,71个miRNA表达下调;软骨组织中97个miRNA表达上调,87个miRNA表达下调;两个组织中共同存在且具有显著差异性表达的miRNA为158个。Real-time PCR法验证结果显示,相对于间充质细胞,miR-1、miR-18a、miR-18b、miR-19a、miR-19b、miR-20b和miR-let-7f的表达均上调;而miR-99b、miR-130b及miR-184的表达均下调,与芯片结果一致。     

牦牛不同年龄肌肉组织microRNA表达谱及生物信息学分析

旨在挖掘牦牛不同年龄肌肉组织中miRNA表达谱,分析其生物学特征,以探索其在牦牛肌肉发育过程中的调节模式。本研究构建0.5、2.5、4.5和7.5岁肌肉组织的4个小RNA文库,利用Solexa技术进行测序,用生物信息学方法和RT-qPCR技术对测序结果进行分析和验证。结果,获得各miRNAs分别在4个年龄段肌肉组织中的表达量,在7.5岁肌肉组织中发现58个共同与0.5、2.5、4.5岁差异表达的miRNAs,其中53个miRNAs在7.5岁肌肉组织中显著下调,5个显著上调。运用R语言进行GO富集和KEGG信号通路分析,58个miRNAs可能通过PI3K-Akt、MAPK、Ras和肌动蛋白细胞骨架调节通路(regulation of actin cytoskeleton)参与调节牦牛肌肉细胞的增殖与分化,且PI3K-Akt、MAPK、Ras 3个信号通路共同靶向53个靶基因,说明3个信号通路相互关联。随机选择8个miRNAs进行RT-qPCR验证,结果表明其中7个miRNAs的表达趋势与测序结果一致。结果表明,牦牛肌肉发育可能受到多种miRNA的调控并涉及多个信号通路,有助于构建肌肉组织中miRNA的调控网络,为进一步研究miRNA调控哺乳动物肌肉发育奠定了理论基础。     

从江香猪miR-143-3P克隆及组织表达

为探究miR-143-3P对从江香猪的表达调控作用,本研究通过SWChen 2.3程序筛选出PRKAA1基因3'-UTR相关的miRNAs,利用生物信息学软件分析其保守性,采用茎环法设计引物克隆miR-143-3P序列,运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测该miRNA在从江香猪各组织中的表达水平。结果表明:通过SWChen2.3软件与高通量测序筛选出共同miRNAs有8个,以其中的miR-143-3P为研究对象;成功克隆出miR-143-3P成熟序列;生物信息学分析发现miR-143-3P在各物种中具有较高的保守性;miR-143-3P在从江香猪各组织均有表达,其中在肝、脾、胃组织中的表达量极显著高于其他组织。     

羊传染性脓疱病毒感染山羊皮肤成纤维上皮细胞差异表达miRNA分析

旨在研究羊传染性脓疱病毒(orf virus,orfv)感染山羊皮肤成纤维细胞(goat skin fibroblasts cell, GSF)对GSF细胞microRNA(miRNA)表达谱影响,探究miRNA在orfv感染过程中的作用及调控机制。分别提取感染和未感染orfv的GSF细胞总RNA,构建miRNA文库,利用高通量测序技术进行miRNA差异表达分析,对差异表达miRNA靶基因进行预测,并进行GO和KEGG分析,随机选取10个差异miRNA进行RT-qPCR验证。结果显示,orfv感染组和未感染GSF细胞组相比共有678个显著差异表达的miRNA(fold change≥1.5),其中,上调表达miRNA有509个,下调表达miRNA有169个,uniq_miRNA的Venn图分析显示,感染组和对照组共有的miRNA仅占8.21%;GO和KEGG分析显示,差异表达miRNA主要参与脂质代谢、受体及细胞因子信号转导等细胞生物学过程,RT-qPCR验证结果与高通量测序结果一致。本研究结果表明,orfv感染GSF细胞对其编码的miRNA有显著影响,获得大量GSF细胞编码的与orfv感染相关的差异miRNA,为进一步从宿主miRNA层面揭示orfv感染和致病机制提供了参考依据。     

羊传染性脓疱病毒感染山羊皮肤成纤维上皮细胞差异表达miRNA分析

旨在研究羊传染性脓疱病毒（orf virus，orfv）感染山羊皮肤成纤维细胞（goat skin fibroblasts cell，GSF）对GSF细胞microRNA（miRNA）表达谱影响，探究miRNA在orfv感染过程中的作用及调控机制。分别提取感染和未感染orfv的GSF细胞总RNA，构建miRNA文库，利用高通量测序技术进行miRNA差异表达分析，对差异表达miRNA靶基因进行预测，并进行GO和KEGG分析，随机选取10个差异miRNA进行RT-qPCR验证。结果显示，orfv感染组和未感染GSF细胞组相比共有678个显著差异表达的miRNA（fold change≥1.5），其中，上调表达miRNA有509个，下调表达miRNA有169个，uniq_miRNA的Venn图分析显示，感染组和对照组共有的miRNA仅占8.21%；GO和KEGG分析显示，差异表达miRNA主要参与脂质代谢、受体及细胞因子信号转导等细胞生物学过程，RT-qPCR验证结果与高通量测序结果一致。本研究结果表明，orfv感染GSF细胞对其编码的miRNA有显著影响，获得大量GSF细胞编码的与orfv感染相关的差异miRNA，为进一步从宿主miRNA层面揭示orfv感染和致病机制提供了参考依据。     

感染产肠毒素大肠杆菌的猪小肠上皮细胞microRNA表达谱分析

试验旨在探索产肠毒素大肠杆菌（enterotoxigenic Escherichia coli，ETEC）感染猪小肠上皮细胞（IPEC-J2）诱导的microRNA （miRNA）表达谱变化，为解析宿主miRNA在ETEC感染过程中的调控作用提供理论基础。利用Illumina 6000 Novoseq SE50测序平台分别对ETEC感染前后的IPEC-J2进行高通量测序，用Bowtie与参考基因组比对，用DESeq R Package进行miRNA差异性分析。通过miRanda和RNAhybid共同预测差异表达miRNA的靶基因，对差异表达miRNA靶基因进行GO功能和KEGG通路分析。随机选取5个miRNAs，对测序结果进行实时荧光定量PCR验证。结果显示，IPEC-J2在感染前后的sRNA文库经过滤分别得到12 889 260和11 203 056条clean reads。感染前后文库中，miRNA所占比例最高，分别为73.16%和54.10%；分别有97.98%和69.83%长度为18~40 nt的sRNA可比对到参考基因组，表明测序质控良好。长度在22~24 nt的序列大部分首位碱基偏向U，2~8位点出现频率最高的碱基分别为AGCUUAU。共发现311个已知miRNAs，128个新miRNAs。在2个文库中，长度为23 nt的miRNA序列占比最高，分别为41.42%和23.56%。感染后共筛选到140个差异表达miRNAs，其中74个表达上调，66个表达下调。GO分析表明，miRNA靶基因显著富集于代谢过程、正向调节代谢过程、细胞成分或生物合成、免疫系统、细胞内部分和细胞器等功能。KEGG分析表明，差异表达miRNA靶基因显著富集于赖氨酸降解、生产IgA的肠道免疫网络、NF-κB信号通路和T细胞受体信号通路等。实时荧光定量PCR验证结果表明，随机选取的5个miRNAs表达趋势与测序结果一致，表明测序准确可靠。综上所述，IPEC-J2的miRNAs参与了ETEC感染过程，为进一步揭示调控ETEC感染的关键miRNA及其作用机制提供科学依据。     

山羊副流感病毒3型感染MDBK细胞的miRNA表达谱变化分析

本研究旨在分析山羊副流感病毒3型(CPIV3)感染MDBK细胞和正常MDBK细胞差异表达的miRNA,以探索miRNA在CPIV3感染过程中的作用及其调控机制。将CPIV3感染MDBK细胞,利用高通量测序技术检测分析MDBK细胞中miRNA表达谱,并筛选差异表达的miRNA。对靶基因进行GO注释和KEGG富集。结果显示,有37个miRNA显著差异表达(P0.001),其中18个miRNA在病毒感染中上调,19个miRNA在病毒感染中下调。经RT-qPCR方法验证5个差异表达的候选miRNA,结果与高通量测序分析有很好的一致性。进一步GO功能注释表明:差异表达的miRNA靶基因生物学功能相对集中在免疫调节、细胞生物调控及细胞新陈代谢等生物过程。这些靶基因参与多种细胞的信号通路,包括细胞黏附分子、B细胞受体信号通路、MAPK信号通路、代谢通路、黏合斑、钙离子信号通路和趋化因子信号通路等。本研究为进一步探讨CPIV3致病机制奠定了基础。     

猪完整发育阶段microRNA组图谱研究

家猪对农业有重要的意义,也是研究人类疾病良好的模式动物,而猪microRNA(miRNA)组图谱研究滞后,有必要建立一个汇总micRNA调节功能和相互作用的文库以便对其信息进行解读。本研究收集了猪从胚胎到成年发育的全部代表性时期共10个阶段的样品,建立了miRNA序列库,并对其miRNA进行了研究。测序结果与哺乳动物miRNA、前体发夹序列(pre-miRNA)、首次公布的猪基因组序列,以及表达序列标签(EST)进行比对分析。该研究结果使猪miRNA组序列数增至867条(623条与基因组序列相匹配),可编码1004个miRNA,其中777个是特异性序列。该研究还运用实时定量PCR技术从47个特异组织样品中选择30种miRNA进行试验,定量结果与测序结果完全一致。本研究成果提供了很多关于miRNA的末端序列变异、miRNA前体结构、染色体定位、特定发育阶段的miRNA表达和保守序列的信息;为猪miRNA组图谱、miRNA种类及异构体和miRNA特征的研究提供了很多宝贵的数据资源;也将大大促进猪生物学和以猪作为模式动物进行的人类生物学和生物医学的发展。     

利用Solexa测序技术鉴定策勒黑羊microRNA

试验旨在挖掘、分析策勒黑羊卵巢组织microRNA(miRNA),为进一步研究特定miRNA参与策勒黑羊卵泡发育及激素分泌等相关生殖活动的机制奠定理论基础。从策勒黑羊卵巢组织中提取总RNA,分离、构建小片段RNA文库,进行Solexa测序和生物信息学分析。结果表明,共获得9527311条干净序列读数,小RNA序列长度主要分布在21~23 nt;共鉴定出434个策勒黑羊卵巢组织表达的保守miRNA,其中表达量在100以上有167个;鉴定出57个候选miRNA,其中表达量在100以上有8个。测序成功获取了策勒黑羊卵巢组织miRNA序列及表达谱,卵巢组织miRNA表达丰富且表达量各异。     

牛种布鲁菌sRNA的预测与鉴定

为了对牛种布鲁菌2308株基因组中的sRNA进行预测和鉴定,提取牛种布鲁菌2308株的总RNA,进行RNA-Seq高通量测序,基于测序结果采用sRNA-Detect算法进行sRNA的预测,并采用反转录PCR对sRNA进行验证。结果显示,共预测筛选出3 523条候选的sRNA,采用反转录PCR验证出14个sRNA可以表达,其中13个sRNA的正常表达与Hfq伴侣蛋白密切相关。本研究在牛种布鲁菌中预测出3 523条sRNA,Hfq蛋白可以调控部分sRNA的正常表达。     

利用miRNA芯片筛选不同月龄香猪肝脏中差异表达的miRNA

为研究miRNA在香猪发育时期的调控功能,试验对3和7月龄香猪肝脏组织中存在表达差异的miRNA进行了筛选。提取3和7月龄香猪肝脏组织总RNA,通过与miRNA芯片杂交,经统计学分析,以变化倍数≥2倍（P<0.05）为阈值,筛选3和7月龄香猪肝脏中表达丰度差异的miRNA,并运用实时荧光定量PCR进行验证。结果发现,与3月龄相比,7月龄香猪肝脏中有11条miRNA表达下调和9条miRNA表达上调,下调倍数最多的是miR-27b,上调倍数最多的是miR-155。对选取的4条差异表达的miRNA进行实时荧光定量PCR反应,结果显示,4条miRNA表达变化趋势与芯片结果一致。本研究结果表明,不同月龄香猪肝脏中的miRNA表达丰度有差异,其中一些可能参与了机体生长发育时期肝细胞的脂肪代谢过程。     

miRNA-10基因家族序列分析及其在鹅卵巢组织表达分析

为探明鹅卵巢miRNA-10基因家族(miRNA-10s)在生殖周期内的表达变化规律,从Solexa深度测序鹅卵巢miRNA表达谱中获取miR-10s家族成员(miR-10、miR-10a、miR-10b、miR-10c、miR-10d、miR-100、miR-100a、miR-100b)成熟序列,并进行序列分析,选择表达丰度较高的miR-10s家族成员(miR-10a、miR-10d、miR-100a)进行RT-qPCR检测。结果发现,鹅卵巢miRNA-10s的成熟序列同源性很高,序列长度(20~24 nt)相近,保守碱基14个,其前体序列具有典型的二级茎环结构。RT-qPCR检测结果显示,miR-100a在排卵前期和就巢期卵巢表达量极显著高于开产前期和排卵后期(P0.01),而miR-10a和miR-10d在各个生殖周期内表达变化不大(P0.05),提示鹅卵巢miR-100a在生殖周期内发挥了一定作用。     

感染二分浓核病毒家蚕相关MicroRNA的筛选与鉴定

二分浓核病毒(bidensovirus,BDV)是家蚕病毒病的主要病原之一。为了筛选和鉴定家蚕体内与BDV感染相关的差异表达microRNA(miRNA),对家蚕品种JS的3龄起蚕添食BDV,36 h后收集家蚕并提取总RNA,采用高通量测序技术分析家蚕感染BDV后应答的miRNA,从中筛选出24个显著差异表达的miRNA,其中14个为已知miRNA,10个为新发现的miRNA。进一步利用反转录PCR(RT-PCR)技术对上述24个miRNA进行验证,发现这些miRNA均在家蚕幼虫体内表达;利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测家蚕感染BDV后这些miRNA的表达情况,发现其中9个miRNA表达上调,15个miRNA表达下调,其中表达上调倍数最高的为bmo-miR-1923,相对表达上调了8.87倍,表达下调倍数最高的为bmo-miR-13b-3p,相对表达下调了6.97倍。此外,根据测序结果进行生物信息学预测和分析差异表达miRNA的靶基因,并利用GO分析对靶基因进行功能分类,发现这些靶基因主要参与了细胞过程、催化、结合和代谢过程。研究结果将为阐明家蚕抗BDV的分子机制提供数据参考和技术支持。     

牦牛发情期卵巢比较转录组学研究

旨在进一步了解牦牛发情期卵巢的分子机制,解析牦牛繁殖的特殊性。本研究应用RNA-seq技术对牦牛和平原黄牛发情期卵巢进行转录组高通量测序及全基因组差异表达模式比对分析。通过比较分析牦牛和黄牛卵巢转录组数据,共筛选出1 307个差异表达基因,其中661个基因表达量上调和646个基因表达量下调。进一步功能分析表明,这些差异基因涉及多种GO分类及KEGG通路。其中GO分类注释显示,差异基因与细胞粘附、激素调控等生物学过程存在密切关联,同时钙离子结合、阳离子跨膜转运等分子事件表现活跃。KEGG通路分析显示,补体和凝血级联通路的富集水平最高,其次为细胞色素P450相关通路。昼夜节律等一些新型通路,尽管与生殖功能没有明显关联,但也表现出显著富集。本研究首次对比牦牛和黄牛发情期卵巢转录组数据,筛选并分析相关差异基因。该研究结果为进一步阐述牦牛卵巢的基本分子机理提供基础,同时也为全面理解牦牛繁殖特异性提供新的思路。     

感染马传染性贫血病毒的巨噬细胞差异表达microRNA分析

为研究马传染性贫血病毒(EIAV)感染靶细胞-马单核巨噬细胞(eMDM)后细胞内microRNA (miRNA)表达的变化,本研究采用EIAV强毒株EIAVDLV34感染eMDM,并以未感染组作为对照,提取细胞内总RNA,通过高通量测序分析细胞内miRNA表达谱的变化。结果显示,与对照相比,感染EIAVDLV34后eMDM有16个miRNA发生差异表达,其中8个miRNA上调表达,8个miRNA下调表达,通过荧光定量PCR技术对这16个miRNA的表达进行了验证,结果与高通量测序一致,最后利用生物信息学方法对这16个miRNA的靶基因及其参与的生物学过程进行了分析,显示靶基因主要参与转录调控、信号转导、细胞凋亡等生物学过程。本研究为进一步分析EIAV与其宿主相互作用、致病机制以及慢病毒相关疾病的预防提供了参考依据。     

牛多个组织microRNA Solexa测序与生物信息学分析

本研究旨在发掘牛更多的microRNA(miRNA)信息及新的miRNA序列,为进一步研究miRNA的生物学功能奠定理论基础。运用高通量测序技术对来自一头西门塔尔公牛和一头荷斯坦母牛的多个组织的小RNA进行混池测序,对测序结果进行了生物信息学分析。随机选取了一条成熟miRNA:bta-miR-2346-5p和两条新预测的miRNAs:novel_miR-48和novel_miR-86,采用茎环RT-PCR进行验证。共鉴定了604条miRNAs,其中429条为牛的已知miRNAs,175条为新预测的miRNAs。通过茎环RT-PCR发现选取的这3条miRNAs在背最长肌、心肌、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠中均有表达,证明了高通量测序结果的准确性。本试验得到的数据在一定程度上丰富了牛miRNA的数量和种类,为后续牛或其他物种的miRNA相关生物学研究提供了更加详实的信息。     

牛多个组织microRNASolexa测序与生物信息学分析

本研究旨在发掘牛更多的microRNA(miRNA)信息及新的miRNA序列,为进一步研究miRNA的生物学功能奠定理论基础.运用高通量测序技术对来自一头西门塔尔公牛和一头荷斯坦母牛的多个组织的小RNA进行混池测序,对测序结果进行了生物信息学分析.随机选取了一条成熟miRNA:bta-miR-2346-5p和两条新预测的miRNAs:novel_miR-48和novel_miR-86,采用茎环RT-PCR进行验证.共鉴定了604条miRNAs,其中429条为牛的已知miRNAs,175条为新预测的miRNAs.通过茎环RT-PCR发现选取的这3条miRNAs在背最长肌、心肌、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠中均有表达,证明了高通量测序结果的准确性.本试验得到的数据在一定程度上丰富了牛miRNA的数量和种类,为后续牛或其他物种的miRNA相关生物学研究提供了更加详实的信息.     

奶山羊发情期与间情期卵巢中CircRNA差异性表达谱分析

circRNAs参与许多重要的生物过程,并作为miRNA的"分子海绵"发挥重要作用。目前关于卵巢中circRNA的种类、数量、功能及其对卵巢发育的调控机理研究报道很少。本研究以发情期与间情期的奶山羊卵巢为研究对象,通过样品提取总RNA后并对其进行处理之后制备整个文库的策略,利用IlluminaHiSeq进行高通量测序并进行分析、生物信息学方法,采用RT-qPCR等检测技术,研究了奶山羊发情期与间情期卵巢组织中差异的circRNA表达谱。结果表明,奶山羊发情期和发情间期卵巢组织中候选的circRNA有22,333个,可分为六类;奶山羊发情期卵巢相对发情间期有772个circRNA差异性表达,268个上调,504个下调;奶山羊卵巢组织中除了Y染色体,circRNAs在其他所有染色体上均广泛分布,大多数circRNA长度约为500nt。因此本研究对奶山羊发情期和发情间期卵巢组织中circRNA表达谱进行检测和分析,为进一步探索circRNA在奶山羊发情周期卵巢发育中的调控机理提供试验依据,也为提高奶山羊的繁殖率提供新的思路与方法。     

单增李斯特菌生物被膜形成不同时段sRNA的筛选

为了筛选与单增李斯特菌(LM)生物被膜形成相关的非编码小RNA(sRNA),并初步探索sRNA及其靶基因生物学功能，本研究通过高通量测序和实时荧光定量PCR比较LM浮游菌和生物被膜形成不同时段sRNA的差异情况，筛选与LM生物被膜形成相关的sRNA;预测sRNA的靶基因及分析其可能参与生物被膜形成的调节通路。结果表明：与LM浮游菌相比，预测到38个新的sRNA,其中sRNA00085、sRNA00019、sRNA00058在LM生物被膜形成中显著上调，sRNA00054、sRNA00081、sRNA00111显著下调；3个上调sRNA和3个下调sRNA的靶基因可能参与碳代谢、不同环境中微生物代谢、核糖体、糖代谢、氨酰基-tRNA生物合成及脂肪酸代谢6条调控通路，是潜在的LM生物被膜调控因子。研究结果为深入研究LM生物被膜sRNA调控机制提供了理论依据。     

沐川乌骨黑鸡肌内脂肪沉积相关microRNAs的筛查与鉴定

试验旨在挖掘高肌内脂肪（IMF）含量和低IMF含量鸡胸肌中差异表达的microRNA（miRNA）（DEM）,以期从miRNA角度探究鸡IMF沉积的分子调控机制。以120只沐川乌骨黑鸡为研究对象,采用高通量测序分别完成3个IMF含量极高（H组）和极低（L组）鸡胸肌组织的miRNA测序,测序结果经生物信息学分析,鉴定H和L组中差异表达的miRNAs,随机选择6个miRNAs进行实时荧光定量PCR验证。IMF含量测定结果表明,每只鸡平均100 g胸肌中IMF含量为4.08 g,H和L组IMF含量存在极显著差异（P<0.01）;6个测序文库结果表明,每个测序文库获得Clean reads均超过10 000 000条,Clean reads占Raw reads的百分比>93%,21~23 nt的small RNA（sRNA）数量占总sRNA的百分比>50%,其中22 nt长度的sRNA所占比例最高,平均GC碱基含量为48.95%,获得的测序数据可靠;6个测序文库中sRNA注释为rRNA、tRNA、snRNA、snoRNA以及重复序列的比例较低,分别为2.74%、1.85%、6.21%、1.58%、2.82%和2.81%;6个测序文库共鉴定已知miRNAs成熟体578个,miRNAs前体500个,鉴定差异表达的miRNAs 23个,其中H组中上调表达的miRNAs有16个,下调表达的miRNAs有7个;miRNA靶基因预测分析结果表明,23个差异表达miRNAs共预测靶基因628个;GO分析结果表明,共鉴定了30个显著富集GO条目,包括6个细胞成分、13个生物学过程和11个分子功能;KEGG富集分析表明,差异表达miRNA的靶基因显著富集于胰岛素信号通路、半乳糖代谢、脂肪细胞因子信号通路、鞘糖脂生物合成、糖酵解及淀粉和蔗糖代谢;实时荧光定量PCR结果表明,gga-miR-124a-3p、gga-let-7a-5p在H组中表达量极显著或显著高于L组（P<0.01;P<0.05）;gga-miR-19a-3p在H组中表达量极显著低于L组（P<0.01）,gga-miR-6553-3p和gga-miR-128-3p在H组中的表达量显著低于L组（P<0.05）,其表达趋势与测序结果一致。以上结果表明,差异表达的miRNA gga-miR-124a-3p、gga-let-7a-5p、gga-miR-6553-3p、gga-miR-128-3p和gga-miR-19a-3p参与脂肪生成,是鸡IMF含量调控重要的候选miRNAs,为阐释miRNA调控鸡IMF沉积分子机制提供理论基础。