本文關(guān)鍵詞：基于轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)鑒定豬肌肉生長和脂肪沉積相關(guān)的基因　出處：《中國農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：肌肉生長和脂肪沉積是復(fù)雜的數(shù)量性狀,同時也是豬生產(chǎn)中的重要經(jīng)濟性狀。滇南小耳豬(DSP)和藏豬(TP)是我國特有的小型地方豬種,與國外引進(jìn)的長白豬(LL)和大約克(YY)等品種相比,生長速度慢,肌內(nèi)脂肪沉積能力強,肉質(zhì)更好。本研究采用RNA-seq、miRNA-seq、iTRAQ和PRM技術(shù)對4個品種豬背最長肌組織的轉(zhuǎn)錄組和蛋白組進(jìn)行分析,鑒定與豬的肌肉生長和脂肪沉積相關(guān)的關(guān)鍵基因和miRNAs。采集DSP、TP、LL和YY的背最長肌組織,提取總RNA進(jìn)行RNA-Seq分析,共得到陽性表達(dá)基因18,208個,其中4個品種共表達(dá)的基因有14,633個。將具有相同生長特性的DSP和TP作為一組(DSP-TP),LL和YY作為一組(LL-YY),按照p≤0.05且表達(dá)差異倍數(shù)|log2FC|≥1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選,共得到315個差異表達(dá)基因(DEGs),其中在DSP-TP組上調(diào)基因140個,下調(diào)基因175個。用DAVID軟件對所有DEGs進(jìn)行功能注釋,鑒定得到85個與肌肉生長有關(guān)的基因,主要參與肌肉組織發(fā)育、細(xì)胞發(fā)育的調(diào)節(jié)和生長因子的結(jié)合等過程;鑒定得到27個與脂肪沉積有關(guān)的基因,主要參與脂肪代謝、脂肪酸合成過程等。肌肉組織miRNA-Seq數(shù)據(jù)分析得到了320個陽性表達(dá)的miRNAs,其中包括271個已知的豬miRNAs和49個新預(yù)測的miRNAs。271個已知的miRNAs中,按照p≤0.01且表達(dá)差異倍數(shù)|log2FC|≥1的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩選,共得到了30個差異表達(dá)的miRNAs,在DSP-TP組上調(diào)的是20個,下調(diào)的是10個。對差異表達(dá)miRNAs進(jìn)行靶基因的預(yù)測,并對這些靶基因進(jìn)行KEGG通路分析,結(jié)果顯示它們主要參與MAPK、GnRH、胰島素和鈣離子信號通路等。將這些差異基因和差異miRNAs進(jìn)行聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)18個差異表達(dá)miRNAs的46個靶基因與生長相關(guān),16個差異表達(dá)miRNAs的15個靶基因與脂肪沉積有關(guān)。綜合分析,我們鑒定了CAV2,MYOZ2,FRZB,miR-29b,miR-122,miR-145-5p 和 miR-let-7c 等與肌肉生長有關(guān)的基因和miRNAs;FASN,SCD,ADORA1,miR-4332,miR-182,miR-92b-3p,miR-let-7a和miR-let-7e等與脂肪沉積相關(guān)的基因和miRNAs。肌肉組織iTRAQ分析得到了4,815條肽段和969個陽性表達(dá)蛋白,根據(jù)FC1.3或0.77的標(biāo)準(zhǔn),共鑒定了288個差異表達(dá)蛋白,其中在DSP-TP組上調(diào)的有169個,下調(diào)的有119個。對上調(diào)和下調(diào)的差異蛋白分別進(jìn)行DAVID功能注釋和富集分析,得到了 28個與肌肉生長有關(guān)的差異蛋白和15個與脂肪沉積相關(guān)的差異蛋白。將這些差異miRNAs和差異蛋白進(jìn)行聯(lián)合分析,發(fā)現(xiàn)17個差異表達(dá)miRNAs在差異表達(dá)蛋白中有54個靶基因,其中2個差異表達(dá)miRNAs的2個靶基因與肌肉生長有關(guān),3個差異表達(dá)miRNAs的2個靶基因與脂肪沉積有關(guān)。綜合分析,共得到了 ALDOC,EN03,PGK1,PGK2,TNNT1,SETX,SLC9A3R1,miR-152和miR-339等與肌肉生長相關(guān)的差異表達(dá)蛋白和miRNAs;LPL,APOA1,APOC3,ACADM,FABP3,GPD2,UQCRC1,miR-122和miR-29b等與脂肪沉積相關(guān)的差異表達(dá)蛋白和miRNAs。用PRM技術(shù)對隨機挑選的12個差異蛋白進(jìn)行了驗證,驗證結(jié)果與iTRAQ一致,表明了iTRAQ方法的有效性和準(zhǔn)確性。我們進(jìn)一步對篩選到的FRZB基因進(jìn)行了生長性狀的功能分析和驗證。共鑒定了 3個突變位點,即一個插入位點(A-532B)和2個SNP位點(G636A和C650T),G636A和C650T的基因型頻率分布在國內(nèi)地方豬(DSP和TP)及引進(jìn)豬種(LL和YY)中顯著不同。基因型與生長表型相關(guān)分析,發(fā)現(xiàn)2個SNP位點(G636A和C650T)對淮豬新品系的生長性能具有顯著的影響,2個位點優(yōu)勢等位基因分別是G和C,優(yōu)勢基因型分別是GG型和CC型。FRZB基因基因在豬垂體、背最長肌和脂肪組織中高表達(dá),在心臟、下丘腦和大腦中低表達(dá)。該基因mRNA和蛋白表達(dá)量趨勢一致,在背最長肌肉組織中,中國地方豬種(DSP和TP)顯著高于引進(jìn)豬種(YY)(p≤0.05);而在背脂組織中,DSP的表達(dá)量顯著高于TP和YY(p≤0.05)。結(jié)果表明了FRZB基因高表達(dá)與肌肉生長存在負(fù)相關(guān),與脂肪沉積存在正相關(guān)。因此,FRZB很可能是一個豬生長性狀的候選基因。本研究通過轉(zhuǎn)錄組和蛋白組數(shù)據(jù)分析,鑒定了一些與豬的肌肉生長和脂肪沉積相關(guān)的基因、miRNAs和蛋白,為進(jìn)一步研究豬的生長和肌內(nèi)脂肪沉積的基因提供了方向和目標(biāo),更為利用現(xiàn)代生物技術(shù)培育生長速度快、肌內(nèi)脂肪沉積能力強的新豬種提供了寶貴數(shù)據(jù)。
[Abstract]:A total of 315 differentially expressed genes ( DEGs ) were obtained by using RNA - seq , miRNA - seq . In this paper , we identified two differentially expressed proteins , including ALDOC , EN03 , PGK1 , PGK2 , TNNT1 , SETX , SL9A3R1 , miR - 152 and miR - 339 . In order to further study the growth of pigs and the genes involved in intramuscular fat deposition , they provide direction and target for further study of porcine growth and intramuscular fat deposition , which provides valuable data for the development of new porcine species with high growth speed and strong intramuscular fat deposition .

【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S828

【參考文獻(xiàn)】

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2 張春蘭;秦孜娟;王桂芝;紀(jì)志賓;王建民;;轉(zhuǎn)錄組與RNA-Seq技術(shù)[J];生物技術(shù)通報;2012年12期

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2 孫加節(jié);秦川牛肌肉與脂肪組織發(fā)育相關(guān)miRNA鑒定及miR-10020調(diào)控機制解析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

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本文編號：1380513