本文選題：藏豬　切入點(diǎn)：低氧適應(yīng)　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：藏豬是我國(guó)特有的高原型地方豬種,對(duì)高原環(huán)境具有獨(dú)特的適應(yīng)性特征。心臟組織結(jié)構(gòu)和功能對(duì)于動(dòng)物低氧適應(yīng)和反應(yīng)具有重要的生理作用。本研究以飼養(yǎng)至6月齡的西藏(海拔約3000m)藏豬(TH)、移居西藏(海拔約3000m)的大約克豬(YH)、低地(海拔約100m)大約克豬(YL)和移居北京(海拔約100m)的藏豬(TL)四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為研究材料,采用轉(zhuǎn)錄組RNA-seq、microRNA-seq和iTRAQ蛋白組技術(shù)對(duì)豬心臟組織的多重表達(dá)組學(xué)進(jìn)行分析,鑒定與藏豬高原適應(yīng)相關(guān)關(guān)鍵基因、microRNAs (miRNAs)口蛋白,整合分析多重表達(dá)組學(xué)間的調(diào)控關(guān)系。另外,利用雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)初步鑒定高原適應(yīng)相關(guān)1niRNAs對(duì)其特異靶基因的調(diào)控作用。四組豬心臟組織RNA-seq得到55G clean reads,發(fā)現(xiàn)豬心臟組織陽(yáng)性表達(dá)基因18585個(gè),其中15701個(gè)基因在4組中共同表達(dá)。通過(guò)四組兩兩比較(TH vs. YH、TL vs. YL、TH vs. TL和YH vs.YL)差異表達(dá)分析(|log2FC|1且P0.01),分別得到480、494、279和342個(gè)差異表達(dá)基因(DEGs)。差異表達(dá)基因GO分析和通路分析結(jié)果顯示其富集在HIF-1信號(hào)途徑和肥厚性心肌病(Hypertrophic cardiomyopathy (HCM)、心血管發(fā)育、免疫等生物功能。此外,利用RNA-seq數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)有1898個(gè)SNVs,其中有23個(gè)與低氧適應(yīng)有關(guān)的差異基因,為后續(xù)差異基因的進(jìn)一步研究打下了基礎(chǔ)。最后得到21個(gè)(A2M、AGT、ANXA2、ATF3、CCL2、CCL5、COL3A1、CRYAB、 CTGF、DUSP1、EGLN3、FGF1、PFKM、HBB、HBA、NPPA、NPPB、DECR1、TGFB2、PDLIM3和FOS)與藏豬低氧適應(yīng)相關(guān)的差異表達(dá)基因。本研究使用了與RNA-seq同樣的四組豬心臟組織,進(jìn)行了miRNA-seq鑒定到220個(gè)已知miRNAs和269個(gè)新miRNAs。通過(guò)四組兩兩比較(TH v5.YH、TL vs.YL、TH vs.TL和YH vs.YL)差異表達(dá)分析(|log2FC|1且P0.05),分別得到20、29、22和26個(gè)差異表達(dá)miRNAs (DE miRNAs)。對(duì)差異]niRNAs進(jìn)行靶基因預(yù)測(cè),并對(duì)其GO分析和通路分析,結(jié)果顯示：靶基因主要富集VEGF信號(hào)通路、N4APK信號(hào)通路,低氧反應(yīng)、血管調(diào)節(jié)、能量代謝、線粒體等可能與低氧適應(yīng)有關(guān)的條目。綜合分析得到12個(gè)(ssc-miR-101、ssc-miR-7136-5p、ssc-miR-10b、ssc-miR-214、ssc-miR-206、 ssc-miR-1343、ssc-miR-424-5p、ssc-miR-421-5p、ssc-miR-210、ssc-miR-142-5p、ssc-miR-320和ssc-miR-4331)與藏豬低氧適應(yīng)相關(guān)的miRNAs。四組豬心臟組織iTRAQ蛋白組技術(shù),共得到了2578個(gè)陽(yáng)性表達(dá)蛋白,根據(jù)篩選標(biāo)準(zhǔn)FC1.2或0.83,TH vs.YH、TL vs.YL、TH vs.TL和YH vs.YL差異比較分別得到473、297、394和297個(gè)差異表達(dá)蛋白(DEPs),對(duì)差異蛋白進(jìn)行富集分析,結(jié)果顯示：差異蛋白主要富集HIF信號(hào)通路、VEGF信號(hào)通路、MAPK信號(hào)、血管調(diào)節(jié)、能量代謝、線粒體等可能與低氧有關(guān)的條目。綜合分析得到20個(gè)(MYL7、PTPMT1、PDLIM3、A2M、C6、CRYAB、PDK4、ERK2、ACE、NAPG、CPS1、 HSPE1、DECR1、AHSG、ENO3、MRPS26、DCN、COL3A1、COL1A2和KRT8)與藏豬低氧適應(yīng)相關(guān)差異表達(dá)蛋白。整合RNA-seq、miRNA-seq和iTRAQ多組學(xué)數(shù)據(jù)分析,共發(fā)現(xiàn)有3個(gè)差異表達(dá)基因和差異表達(dá)蛋白(CRYAB、PDLIM3、DECR1)參與血液循環(huán)系,這3個(gè)差異基因可能受差異表達(dá)的ssc-miR-214、ssc-miR-320調(diào)控。雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)miR-320與DECR1和FGF1基因之間存在負(fù)反饋?zhàn)饔?證明miR-320對(duì)DECR1和FGF1具有調(diào)控作用。三組學(xué)測(cè)序中用qRT-PCR驗(yàn)證分別驗(yàn)證了fINA-seq中的8個(gè)差異基因和miRNA-seq中的5個(gè)差異miRNAs,運(yùn)用Label-free技術(shù)驗(yàn)證iTRAQ技術(shù)中TH vs.YH組的結(jié)果。結(jié)果表明,驗(yàn)證結(jié)果與測(cè)序結(jié)果基本一致,深度測(cè)序方法確實(shí)是可行和有效的。本研究采用多重表達(dá)組學(xué)技術(shù),擴(kuò)大了藏豬低氧適應(yīng)相關(guān)的基因、miRNAs和蛋白的數(shù)目,同時(shí)也表明這些低氧相關(guān)基因、miRNAs和蛋白的表達(dá)模式在藏豬中存在顯著的變化。最后鑒定了藏豬心肌組織差異表達(dá)關(guān)鍵基因3個(gè),主要參與血液循環(huán)、低氧反應(yīng)和心臟的發(fā)育,利于藏豬適應(yīng)高原環(huán)境,為藏豬低氧適應(yīng)的分子機(jī)制的研究提供研究新思路和方法。
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【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S828
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本文編號(hào)：1625372