不同繁殖力绵羊睾丸组织新转录本注释及功能解析

【目的】完善和优化绵羊（Ovis aries）基因组注释信息，解析绵羊睾丸组织在不同繁殖力水平的遗传机理。【方法】以高繁殖力绵羊品种湖羊和低繁殖力绵羊品种藏绵羊（各3只）为研究对象，采集其睾丸组织，提取RNA，构建cDNA 文库，进行RNA-Seq测序，对测序数据进行组装。利用Cuffcompare软件对重新组装的测序数据与绵羊参考基因组进行比对分析，优化已注释基因的结构，并挖掘新转录本，对新转录本进行GO和KEGG通路分析。使用DESeq软件挖掘差异表达新转录本，对其进行GO和KEGG通路分析。随机选取表达显著上调和下调的新转录本各5个，采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）对其表达水平进行验证。【结果】对6只供试羊构建了6个独立的cDNA文库，共获得266 009 566个原始读段，质量控制后得到133 004 783个过滤后读段；6个cDNA文库过滤后读段的GC含量在49.61%～51.14%，符合碱基组成规律，Q30比例≥92.96%。对4 273个已注释基因的结构进行了优化，其中5′非翻译区域（UTR）延伸基因2 027个，3′ UTR延伸基因1 907个，5′和3′ UTR同时延伸基因339个。挖掘到12 178个新转录本，GO功能分析显示，2 416个新转录本注释到生物学过程、细胞组成和分子功能；KEGG富集发现新转录本显著富集在单纯疱疹病毒Ⅰ型感染、过氧物酶体、河马信号通路。与湖羊相比，藏绵羊睾丸组织中有155个新转录本表达差异显著，其中103个表达上调，52个表达下调；GO功能分析显示，差异新转录本富集在细胞过程、膜部分、绑定等条目；KEGG富集发现差异新转录本显著富集在钙信号通路和核因子-κB炎症信号通路等。10个差异表达新转录本的RT-qPCR验证试验结果与RNA-Seq结果趋势一致。【结论】从湖羊和藏绵羊睾丸组织中共挖掘出12 178个新转录本，其中155个差异表达。这些新转录本主要通过参与细胞功能、生物调节和代谢途径,以及通过核因子-κB炎症信号和钙信号通路广泛参与调控生殖细胞的增殖与分化、睾酮的分泌、免疫应答、Ca²⁺跨膜转运等途径，进而调控绵羊睾丸的发育和精子的发生。