發(fā)布時間：2020-04-03 04:00

【摘要】：新疆的地理環(huán)境和生態(tài)環(huán)境是多種多樣的,在新疆干旱半干旱森林生態(tài)系統(tǒng)中生存著很多有蹄類動物并發(fā)揮著重要的生態(tài)作用,而馬鹿(Cervus elaphus)是具有代表性的一個。全世界的馬鹿根據(jù)毛發(fā)顏色、個體大小、頭骨和角型差異的不同而分為22個亞種,其中毛色是馬鹿亞種分類的重要指標(biāo)之一,但是在分子水平上控制馬鹿毛色相關(guān)基因的研究尚未研究報道。本研究通過應(yīng)用RNA-Seq技術(shù)對馬鹿的塔里木亞種和天山亞種進行高通量轉(zhuǎn)錄組測序分析,并對差異表達候選基因進行實時熒光定量PCR分析,獲得了與馬鹿毛色控制相關(guān)基因的表達普,為闡明塔里木馬鹿形態(tài)特征方面的分子機制奠定基礎(chǔ)。我們得到了以下結(jié)果:1.對塔里木馬鹿和天山馬鹿的皮膚組織經(jīng)轉(zhuǎn)錄組測序共獲得47.51Gb Clean Data,其中各樣品的數(shù)據(jù)量均達到7.29Gb,各樣品的Q30堿基百分比都在85.01%以上;組裝后共獲得86,277條Unigene,其中長度在1kb以上的Unigene有27,802條。把Unigene與NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam等7個數(shù)據(jù)庫進行比對,共獲得了25,038條有注釋信息的Unigene。經(jīng)差異表達分析后,發(fā)現(xiàn)了922條差異表達基因,這些基因當(dāng)中上調(diào)表達的有495條基因,下調(diào)表達的有427條基因。初步得到了可能與毛色形成直接相關(guān)的基因上調(diào)表達的有KRT75、Ggt1、POMC等基因,下調(diào)表達的有MITF等基因。2.采用BLAST對差異表達基因與NR、Swiss-Prot、Pfam、eggNOG數(shù)據(jù)庫進行對比,結(jié)果顯示,分別有736、585、644、698個基因與這些數(shù)據(jù)庫中的已知序列能匹配;將差異表達基因與COG數(shù)據(jù)庫比對的基因產(chǎn)物進行直系同源分類結(jié)果顯示,186條差異表達基因分類到26類基因家族,其中注釋基因數(shù)量最多的是屬于僅一般功能預(yù)測(R)。3.GO富集分析的結(jié)果顯示,有568條差異表達基因富集到3大類61個小類GO term上,分別為生物學(xué)過程、細胞組分及分子功能等。在生物學(xué)過程中,富集最集中的是三羧酸循環(huán)(Tricarboxylic Acid Cycle);在細胞組成中,纖維膠原三聚體(Fibrillar Collagen Trimer)富集最集中;而在分子功能中,富集最集中的是FK506 binding。4.經(jīng)過差異基因的KEGG分析,共480條基因涉及240個途徑并發(fā)現(xiàn)顯著性差異較高的8條信號通路,其中差異最顯著的是細胞外基質(zhì)受體互作(ECM-receptor interaction)通路,其次是蛋白質(zhì)的消化與吸收(Protein digestion and absorption)和PI3K-Akt信號通路(PI3K-Akt signaling pathway)。5.對MITF、Ggt1、VDR、PTPRF、CIITA、ARPC5L、POMC等7個差異表達基因進行qRT-PCR來驗證轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果的可靠性。結(jié)果顯示,這7條基因的qRT-PCR上調(diào)或下調(diào)表達趨勢與RNA-Seq的結(jié)果相一致,說明轉(zhuǎn)錄組測序結(jié)果可靠。6.從差異表達基因中選取VDR基因利用生物信息學(xué)分析方法進行蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測分析。VDR蛋白為親水性蛋白而且有較強的脂溶性,VDR蛋白是無跨膜區(qū)域無信號肽的結(jié)構(gòu)蛋白,可能位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜中,物種進化中相對保守,其編碼蛋白具有一定的穩(wěn)定性。VDR蛋白具有豐富的磷酸化位點,其翻譯后修飾在一系列蛋白功能中起著重要作用。本研究為今后塔里木馬鹿形態(tài)特征的分子機制研究提供基本資料,并為進一步探討和尋找塔里木馬鹿相關(guān)功能基因結(jié)構(gòu)及新基因的挖掘提供科學(xué)有效的數(shù)據(jù)信息。
【圖文】：

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本文編號：2612901