本文關(guān)鍵詞：基于RNA-seq與small RNA-seq進(jìn)行奶牛產(chǎn)奶性狀功能基因挖掘及生物信息學(xué)預(yù)測牛新miRNA，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本研究通過轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-seq)和Small RNA-seq,并引入mRNA和miRNA整合分析方法,鑒定與乳成分相關(guān)的關(guān)鍵基因和(RNA,并通過比較基因組學(xué)和結(jié)構(gòu)序列分析方法預(yù)測牛基因組中的新miRNAs。利用雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)初步鑒定乳成分相關(guān)靶基因與niRNA的互作關(guān)系。 試驗(yàn)1：通過RNA-seq鑒定乳成分相關(guān)候選基因 本試驗(yàn)以2頭具有極端高乳蛋白率乳脂率和2頭具有極端低乳蛋白率乳脂率中國荷斯坦牛乳腺上皮組織為試驗(yàn)材料。通過RNA-seq分析,共得到31個(gè)差異表達(dá)基因(p-value0.05,FDR q0.05)。差異表達(dá)基因GO分析和通路分析結(jié)果顯示其富集在蛋白代謝、脂肪代謝、細(xì)胞生長／凋亡／分化、免疫細(xì)胞活化以及乳腺發(fā)育等生物過程。整合差異表達(dá)基因、前人已報(bào)道的奶牛產(chǎn)奶性狀GWAS和QTL數(shù)據(jù)分析,得到7個(gè)乳蛋白率和乳脂率候選基因—TRIB3, SAA (SAA1、SAA3和M-SAA3.2)、 VEGFA. PTHLH和RPL23A。 試驗(yàn)2：通過small RNA-seq鑒定乳成分相關(guān)候選niRNA 為進(jìn)一步探索乳成分代謝的調(diào)控,對RNA-seq個(gè)體進(jìn)行了small RNA測序。通過small RNA-Seq分析,共鑒定到497個(gè)已知mRNA (miRBase21.0)和49個(gè)新miRNA。通過差異表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)71個(gè)差異表達(dá)miRNA (P0.05, FDR q0.05),其中上調(diào)miRNA35個(gè),下調(diào)miRNA36個(gè)。對所有niRNA進(jìn)行靶基因預(yù)測,共得到12202個(gè)靶基因并對其GO分析和通路分析,結(jié)果顯示：靶基因主要富集在糖類代謝、脂肪代謝、蛋白質(zhì)代謝、細(xì)胞分化以及免疫相關(guān)通路。 試驗(yàn)3：整合分析RNA-seq-與small RNA-seq 通過small RNA-seq與RNA-seq整合分析,共篩選到22個(gè)交集基因。通過構(gòu)建miRNA-Gene-pathway和miRNA-Gene-GO互作網(wǎng)絡(luò)圖,得到7個(gè)基因(TRIB3、SAA1、SAA3、 M-SAA3.2、PTHLH, VEGFA和ZDKN1A)可能是乳蛋白與乳脂代謝重要候選基因。miR-1388-5p、 miR-2904、miR-106b、miR-29c、miR-190a和miR-125a (b)等調(diào)控以上7個(gè)交集基因,暗示這些miRNA可能是影響乳蛋白乳脂代謝的關(guān)鍵miRNA。為深入研究：miRNA與靶基因?qū)θ槌煞值恼{(diào)控機(jī)制,選定TRIB3、PTHLH和VEGFA以及相應(yīng)niRNA進(jìn)行雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)分析。研究發(fā)現(xiàn)：miR-1388-5p、miR-2904與TRIB3, miR-29c、miR-106b、miR-190a與PTHLH之間存在相互作用,可能參與乳成分代謝。 試驗(yàn)4：生物信息學(xué)預(yù)測�；蚪M新miRNA 鑒定新的miRNAs,對揭示niRNAs對畜禽重要性狀候選基因表達(dá)的調(diào)控及遺傳機(jī)制至關(guān)重要。本研究根據(jù)niRNA分子序列具有一定保守性,將人、小鼠、綿羊、豬和狗五種哺乳動(dòng)物已知的miRNA分子與NCBI中牛的全基因組序列(UMD3.1)對比,共預(yù)測到44條牛新的niRNA。對這些niRNA與small RNA測序得到的miRNA進(jìn)行比對,并未發(fā)現(xiàn)有相同的miRNA。通過靶基因預(yù)測和通路分析后,預(yù)測到RIB3、CDKN1A等乳脂乳蛋白相關(guān)候選基因。 本研究利用RNA-seq與small RNA-seq并整合分析之后共得到7個(gè)乳成分候選基因,通過雙熒光素酶報(bào)告基因系統(tǒng)和轉(zhuǎn)染MAC-T驗(yàn)證得到：miRNAs對TRIB3、PTHLH具有調(diào)控作用。
【關(guān)鍵詞】：中國荷斯坦牛 乳成分 轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-seq) small RNA-seq
【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】：2015
【分類號】：S823
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目錄9-11
• 英文縮略詞11-13
• 第一章 文獻(xiàn)綜述13-30
• 1.1 畜禽重要性狀的鑒定策略13-18
• 1.2 轉(zhuǎn)錄組測序(RNA-seq)研究進(jìn)展18-19
• 1.3 small RNA-seq研究進(jìn)展19-20
• 1.4 miRNA-mRNA聯(lián)合分析現(xiàn)狀20-21
• 1.5 miRNA研究概述21-29
• 1.6 本研究的目的和意義29
• 1.7 技術(shù)路線29-30
• 第二章 基于RNA-seq挖掘乳成分關(guān)鍵基因30-61
• 2.1 試驗(yàn)材料30-32
• 2.2 試驗(yàn)方法32-33
• 2.3 RNA-seq數(shù)據(jù)處理及生物信息學(xué)分析33-40
• 2.4 結(jié)果與分析40-58
• 2.5 討論58-60
• 2.6 小結(jié)60-61
• 第三章 基于small RNA-seq挖掘乳成分關(guān)鍵miRNA61-92
• 3.1 試驗(yàn)材料61-63
• 3.2 試驗(yàn)方法63-64
• 3.3 small RNA-seq數(shù)據(jù)處理及生物信息學(xué)分析64-69
• 3.4 small RNA-seq結(jié)果69-89
• 3.5 討論89-91
• 3.6 小結(jié)91-92
• 第四章 整合分析RNA-seq與small RNA-seq92-119
• 4.1 材料和方法92-94
• 4.2 試驗(yàn)方法與流程94-104
• 4.3 結(jié)果與分析104-115
• 4.4 討論115-118
• 4.5 小結(jié)118-119
• 第五章 應(yīng)用生物信息學(xué)預(yù)測牛新microRNA及驗(yàn)證119-128
• 5.1 試驗(yàn)材料與方法119-122
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果122-125
• 5.3 討論125-127
• 5.4 小結(jié)127-128
• 第六章 結(jié)論128-129
• 6.1 主要結(jié)論128
• 6.2 創(chuàng)新點(diǎn)128
• 6.3 需要進(jìn)一步解決的問題128-129
• 參考文獻(xiàn)129-137
• 致謝137-138
• 附錄138-171
• 個(gè)人簡歷171

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：453090