本文關(guān)鍵詞：馬鹿（Cervus elaphus）鹿茸角頂端茸皮與軟骨組織轉(zhuǎn)錄組研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鹿茸角是唯一每年周期性表形態(tài)再生的哺乳動(dòng)物附件器官,即遠(yuǎn)端附件去除后還會(huì)完整地再生出來。因此鹿茸為研究再生的分子機(jī)理提供了一個(gè)獨(dú)有的動(dòng)物模型。鹿茸角一個(gè)再生周期包括四個(gè)階段：快速生長期,鈣化期,茸皮(也稱為鹿茸)脫落期,以及硬角脫落期。在快速生長期,鹿角由軟骨和骨組成,滲透以血管和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),外覆茸皮�？焖倏v向生長始于每個(gè)鹿茸角頂端增生區(qū)。在此增生區(qū)內(nèi),在鹿茸軟骨膜(AP)內(nèi)的祖細(xì)胞進(jìn)行增殖和分化,向外形成包于外部的茸皮,向內(nèi)形成排列于垂直小梁上的軟骨前體細(xì)胞和軟骨細(xì)胞。鹿茸角具獨(dú)有的茸性上皮,上分布有稀疏的絨毛,被稱為鹿茸(茸皮)。研究表明,茸皮并不是包裹于角柄外典型頭皮在鹿茸角部分上簡單的延伸。茸皮再生始于包裹角柄創(chuàng)面皮膚的傷口愈合過程。但是其特殊性在于,當(dāng)創(chuàng)傷愈合上皮遷移穿過角柄骨膜(PP)遠(yuǎn)端點(diǎn)后,皮膚從頭皮類型開始轉(zhuǎn)換成茸皮類型。相較于角柄皮膚(典型的頭皮),茸皮缺乏皮下疏松結(jié)締組織層,但有更厚的表皮層,并能形成新的毛囊。這些新形成的毛囊缺乏立毛肌和汗腺,但具有較大皮脂腺。在增生區(qū)向內(nèi)側(cè),雖然鹿茸軟骨基質(zhì)生物化學(xué)性質(zhì)上類似于其他透明軟骨,其獨(dú)特之處在于具有血管網(wǎng)絡(luò)。上述組織學(xué)特性使茸皮和軟骨組織與其他組織顯著不同,其中通過一系列的增殖、成型、分化事件,基因表達(dá)程序發(fā)生大規(guī)模的變化來形成新的結(jié)構(gòu)。然而,我們對(duì)其轉(zhuǎn)錄組信息知之甚少。本論文對(duì)快速生長期馬鹿(Cervus elaphus)茸皮和軟骨進(jìn)行了研究,通過自體轉(zhuǎn)錄組組裝,并對(duì)構(gòu)成55,095,730條干凈短reads(測(cè)序序列)的總計(jì)長度為4,958,615,700核苷酸的序列進(jìn)行了RNA-Seq分析。自體組裝序列利用BLASTX與NCBI nr、GO、 COG、KEGG數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì)和標(biāo)注。結(jié)果表明：1. 利用Trinity軟件自體組裝共獲得63,550條All-Unigenes。其中,兩種組織共有的All-unigenes為33,295條,茸皮組織特有的All-unigenes為20,139條,軟骨組織特有的All-unigenes為10,116條。2.通過nr注釋,有33,471條All-Unigenes可以直接比對(duì)到Nr數(shù)據(jù)庫,占All-unigenes總數(shù)比例為52.67%；32,762條All-Unigenes比對(duì)到Swissport數(shù)據(jù)庫(51.55%)；25,577條All-Unigenes比對(duì)到KEGG數(shù)據(jù)庫；11,428條All-Unigenes比對(duì)到COG數(shù)據(jù)庫(17.98%)；此外,還有9,252條All-Unigenes比對(duì)到GO數(shù)據(jù)庫(14.56%)。其余序列用ESTscan軟件進(jìn)行編碼區(qū)預(yù)測(cè),有691條可能為新的蛋白編碼序列。3.功能分類及代謝通路分析結(jié)果表明,在茸皮和軟骨的生長發(fā)育過程中,參與細(xì)胞、細(xì)胞骨架、核糖體結(jié)構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)等構(gòu)成、核酸與蛋白質(zhì)生物合成轉(zhuǎn)運(yùn)、翻譯、催化活性和代謝過程、細(xì)胞增殖調(diào)控、抗細(xì)胞凋亡等相關(guān)基因和通路起到了重要調(diào)控作用。4.從茸皮轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中共挖掘得到44種生長因子及26種生長因子受體。其中IGF2表達(dá)量最高。利用qPCR法對(duì)8種隨機(jī)選取的生長因子或受體進(jìn)行基因表達(dá)水平的驗(yàn)證。結(jié)果表明qPCR法與轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果基本一致。5.茸皮和軟骨各自特異性表達(dá)6961和2776條基因。在兩種組織共同表達(dá)基因中,有7,966條基因表達(dá)差異顯著(|log2Ratio|≥1且FDR≤0.001)。其中,茸皮較軟骨有5,779條All-unigenes表達(dá)顯著上調(diào),而軟骨較茸皮有2,187條基因表達(dá)顯著上調(diào)。通過GO功能富集分析及KEGG通路富集分析,這些差異表達(dá)基因主要參與細(xì)胞結(jié)構(gòu)、細(xì)胞代謝、蛋白質(zhì)相互作用、催化活性等生物學(xué)進(jìn)程。其中涉及注釋了5,328個(gè)基因的236條通路。上述數(shù)據(jù)結(jié)果是目前關(guān)于馬鹿鹿茸角頂端茸皮和軟骨再生最全面的基因序列。將為進(jìn)一步研究鹿茸分子遺傳學(xué)和功能基因組學(xué)提供依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：馬鹿(Cervus elaphus) 鹿茸角 茸皮 軟骨 再生 快速生長期 轉(zhuǎn)錄組
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S825
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-38
• 1.1 測(cè)序技術(shù)引言12-13
• 1.2 Next Generation測(cè)序技術(shù)13-14
• 1.3 RNA-Seq測(cè)序14-27
• 1.3.1 樣品分離和文庫制備15-18
• 1.3.2 測(cè)序和成像18
• 1.3.3 從生物學(xué)到生物信息學(xué)的轉(zhuǎn)換18-19
• 1.3.4 基因組映射和Read裝配19-22
• 1.3.5 定量基因表達(dá)與異構(gòu)體豐度22-26
• 1.3.6 差異表達(dá)26-27
• 1.4 NGS技術(shù)展望27
• 1.5 鹿茸角再生引言27-29
• 1.6 有尾類四肢再生概述29-30
• 1.7 鹿茸角再生基本概念及其與肢體再生比較30-33
• 1.8 鹿茸角再生是否涉及芽基形成?33-35
• 1.9 鹿茸角的表形態(tài)再生過程35-36
• 1.10 本論文研究的目的和意義36-38
• 2 馬鹿鹿茸增生區(qū)茸皮和軟骨轉(zhuǎn)錄組測(cè)序及數(shù)據(jù)庫建立38-49
• 2.1 材料與方法38-39
• 2.1.1 馬鹿鹿茸樣品采集38
• 2.1.2 茸皮與軟骨組織RNA提取與檢測(cè)38
• 2.1.3 NGS測(cè)序38-39
• 2.1.4 數(shù)據(jù)處理與裝配39
• 2.2 結(jié)果39-46
• 2.2.1 總RNA提取39
• 2.2.2 NGS測(cè)序產(chǎn)物產(chǎn)量39-40
• 2.2.3 Contig組裝結(jié)果40-43
• 2.2.4 Unigene組裝結(jié)果43-46
• 2.3 討論46-48
• 2.4 本章小結(jié)48-49
• 3 馬鹿鹿茸增生區(qū)茸皮和軟骨轉(zhuǎn)錄組功能注釋及代謝通路分析49-67
• 3.1 材料與方法49-50
• 3.1.1 All-Unigene表達(dá)量計(jì)算49
• 3.1.2 功能注釋49-50
• 3.2 結(jié)果50-63
• 3.2.1 蛋白數(shù)據(jù)庫比對(duì)結(jié)果50-51
• 3.2.2 COG功能分類51-55
• 3.2.4 CDS區(qū)的預(yù)測(cè)與分析55-56
• 3.2.5 KEGG通路分析56-61
• 3.2.6 茸皮中生長因子及其受體61-63
• 3.2.7 利用realtime-qPCR確認(rèn)茸皮中生長因子及其受體表達(dá)63
• 3.3 討論63-66
• 3.4 本章小結(jié)66-67
• 4 馬鹿鹿茸增生區(qū)茸皮和軟骨轉(zhuǎn)錄組差異表達(dá)基因分析67-81
• 4.1 材料與方法67
• 4.2 結(jié)果67-77
• 4.2.1 鹿茸角中高豐度表達(dá)基因67-68
• 4.2.2 鹿茸組織特異性表達(dá)基因68
• 4.2.3 GO功能富集分析68-72
• 4.2.4 KEGG Pathway富集分析72-77
• 4.3 討論77-79
• 4.4 本章小結(jié)79-81
• 結(jié)論81-82
• 參考文獻(xiàn)82-93
• 附錄93-129
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文129-130
• 致謝130-131

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  本文關(guān)鍵詞：馬鹿（Cervus elaphus）鹿茸角頂端茸皮與軟骨組織轉(zhuǎn)錄組研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：374488