本文關(guān)鍵詞：秦川牛脂肪組織轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究及長鏈非編碼RNA的篩選與鑒定

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【摘要】：牛脂肪生成過程受到多種調(diào)節(jié)因子的共同作用,通過對參與脂肪生成過程的關(guān)鍵調(diào)節(jié)基因以及功能元件的進一步挖掘,能夠幫助研究人員更好的理解牛脂肪生成過程中的分子調(diào)控機制,從而為肉牛育種工作服務(wù)。基于此,本研究以20月齡秦川母牛皮下脂肪組織、內(nèi)臟脂肪組織,以及6月齡犢牛皮下脂肪組織為研究對象,采用鏈特異性轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)篩選鑒定在秦川牛不同部位脂肪組織中以及不同發(fā)育階段皮下脂肪組織中差異表達的基因和長鏈非編碼RNA,并對其進行了功能注釋;利用實時定量實驗對篩選到的差異表達基因以及長鏈非編碼RNA進行了驗證,并分析其在牛脂肪組織中的表達模式;對篩選獲得的牛脂肪組織長鏈非編碼RNA的類型、染色體分布、序列結(jié)構(gòu)、表達特征以及小RNA結(jié)合位點等信息進行了分析;利用雙熒光素酶報告系統(tǒng)驗證了長鏈非編碼RNA存在小RNA結(jié)合位點;主要取得以下研究結(jié)果:1.利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)在不同牛脂肪組織中獲得了99%以上的高質(zhì)量測序片段,60%以上的測序片段能夠比對到參考基因組上,測序產(chǎn)量較高,能夠反映秦川牛脂肪組織轉(zhuǎn)錄組狀況;2.在成年牛皮下脂肪組織和內(nèi)臟脂肪組織之間篩選到5864個差異表達基因,其中2885個基因在成年牛皮下脂肪組織中(SAT)上調(diào)表達,2979個基因在內(nèi)臟脂肪組織(VAT)中上調(diào)表達;功能富集分析發(fā)現(xiàn)差異表達基因參與多種生物學(xué)過程,大量差異表達基因與脂質(zhì)代謝和免疫應(yīng)答生物學(xué)過程相關(guān);3.在成年牛皮下脂肪組織和6月齡犢牛皮下脂肪組織之間篩選到6226個差異表達基因,其中2847個基因在6月齡牛皮下脂肪組織(WSAT)中下調(diào)表達,3379個基因上調(diào)表達;在6月齡犢牛皮下脂肪組織中上調(diào)表達的基因主要富集在能量代謝和細胞分化等生物學(xué)過程,可能在這些過程中具有更高的活性;4.通過測序數(shù)據(jù)和參考基因組的比對,篩選到大量單核苷酸變異和插入缺失突變,進一步對胰島素樣生長因子酸不穩(wěn)定亞基基因(IGFALS)和非SMC凝縮蛋白復(fù)合體G基因(NCAPG)進行了遺傳變異篩查,關(guān)聯(lián)分析結(jié)果顯示IGFALS基因與牛體高性狀相關(guān),NCAPG基因與牛胴體重性狀相關(guān);5.通過對轉(zhuǎn)錄組測序獲得的轉(zhuǎn)錄本的序列特征以及編碼能力的分析,分別在成年牛皮下脂肪組織、內(nèi)臟脂肪組織和6月齡犢牛皮下脂肪組織中分別獲得了10817條、8340條和7183條lnc RNA表達;6.牛脂肪組織長鏈非編碼RNA可以分為基因間長鏈非編碼RNA、內(nèi)含子型長鏈非編碼RNA和反義長鏈非編碼RNA類型;長鏈非編碼RNA在各條染色體上均有分布;和蛋白質(zhì)編碼基因相比,長鏈非編碼RNA序列較短、表達量較低、序列保守性較差;7.在成年牛內(nèi)臟脂肪組織和皮下脂肪組織中,篩選到14824條差異表達長鏈非編碼RNA,其表達表現(xiàn)出較強的組織特異性;通過對差異表達lnc RNA鄰近基因的功能富集分析,發(fā)現(xiàn)差異表達lnc RNA可能參與調(diào)節(jié)VAT與SAT不同的蛋白質(zhì)合成活性;8.在6月齡犢牛和成年牛皮下脂肪組織中,篩選到11467條差異表達的長鏈非編碼RNA,其表達表現(xiàn)出發(fā)育階段特異性;通過對差異表達鄰近基因的功能富集分析發(fā)現(xiàn)差異表達lnc RNA可能參與脂質(zhì)合成、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等生物學(xué)過程;9.生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)在6月齡犢牛皮下脂肪組織中特異性表達的Lnc_625存在bta-mi R-125b識別位點;雙熒光素酶報告系統(tǒng)驗證實驗表明bta-mi R-125b的模擬物不會降低Lnc_625突變型重組質(zhì)粒的熒光活性,但是顯著降低Lnc_625野生型重組質(zhì)粒的熒光活性,Lnc_625可能為bta-mi R-125b的靶基因;綜合以上結(jié)果,本研究提供了豐富的秦川牛脂肪組織轉(zhuǎn)錄組和長鏈非編碼RNA相關(guān)信息,能夠為研究肉牛脂肪生成過程提供理論支持。
【關(guān)鍵詞】：秦川牛 脂肪組織 轉(zhuǎn)錄組 長鏈非編碼RNA
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S823
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 第一章 文獻綜述13-27
• 1.1 牛脂肪生成與脂肪組織發(fā)育13-15
• 1.1.1 脂肪組織和脂肪細胞的發(fā)育與分化13-14
• 1.1.2 脂肪生成的調(diào)控機制14-15
• 1.2 牛脂肪組織轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 長鏈非編碼RNA研究現(xiàn)狀16-26
• 1.3.1 lncRNA的定義及特點16-18
• 1.3.2 lncRNA的調(diào)控機制18-21
• 1.3.3 lncRNA在各種生物學(xué)過程中發(fā)揮作用21-24
• 1.3.4 lncRNA在牛上的研究進展24-26
• 1.4 本研究的目的、意義及內(nèi)容26-27
• 1.4.1 研究的目的及意義26
• 1.4.2 研究主要內(nèi)容26-27
• 第二章 秦川牛不同脂肪組織差異表達基因的篩選和鑒定27-53
• 2.1 前言27
• 2.2 材料與方法27-33
• 2.2.1 試驗動物及樣本采集27
• 2.2.2 轉(zhuǎn)錄組測序27-29
• 2.2.3 測序數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析29-31
• 2.2.4 差異表達基因的功能富集分析31
• 2.2.5 差異表達基因的qRT-PCR定量驗證31-32
• 2.2.6 主要儀器32-33
• 2.2.7 主要試劑33
• 2.3 結(jié)果與分析33-49
• 2.3.1 RNA提取質(zhì)量檢測33
• 2.3.2 測序原始數(shù)據(jù)質(zhì)量評估33-35
• 2.3.3 測序序列與參考基因組的比對35-36
• 2.3.4 轉(zhuǎn)錄本的拼接及表達情況36-37
• 2.3.5 差異表達基因的篩選和功能富集分析37-44
• 2.3.6 差異表達基因的鑒定44-47
• 2.3.7 單核苷酸變異和插入缺失突變的分析47-49
• 2.4 討論49-52
• 2.4.1 鏈特異性轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)49-50
• 2.4.2 成年牛不同部位脂肪組織轉(zhuǎn)錄組差異50-51
• 2.4.3 不同年齡段牛皮下脂肪組織轉(zhuǎn)錄組差異51-52
• 2.4.4 牛脂肪組織單核苷酸變異和插入缺失突變52
• 2.5 小結(jié)52-53
• 第三章 秦川牛不同脂肪組織差異表達長鏈非編碼RNA的篩選和鑒定53-75
• 3.1 前言53
• 3.2 材料與方法53-56
• 3.2.1 試驗樣本及總RNA提取53
• 3.2.2 lncRNA篩選53-55
• 3.2.3 lncRNA序列結(jié)構(gòu)分析55
• 3.2.4 lncRNA表達量計算及差異表達lncRNA的篩選55
• 3.2.5 lncRNA鄰近基因的篩選和功能富集分析55-56
• 3.2.6 lncRNA表達的實時定量驗證56
• 3.2.7 主要儀器、試劑56
• 3.3 結(jié)果與分析56-70
• 3.3.1 牛脂肪組織表達lncRNA的篩選56-57
• 3.3.2 牛脂肪組織長鏈非編碼RNA序列結(jié)構(gòu)分析57-60
• 3.3.3 不同脂肪組織差異表達lncRNA的篩選及其鄰近基因的功能富集分析60-67
• 3.3.4 差異表達lncRNA的鑒定67-70
• 3.4 討論70-73
• 3.4.1 牛脂肪組織lncRNA的篩選70-71
• 3.4.2 牛脂肪組織lncRNA染色體分布71
• 3.4.3 牛脂肪組織lncRNA序列特征71-72
• 3.4.4 牛脂肪組織lncRNA表達模式及功能預(yù)測72-73
• 3.5 小結(jié)73-75
• 第四章Lnc_625 miRNA結(jié)合位點驗證75-84
• 4.1 前言75
• 4.2 材料與方法75-79
• 4.2.1 試驗材料75
• 4.2.2 試驗方法75-78
• 4.2.3 主要儀器、試劑78-79
• 4.3 結(jié)果與分析79-82
• 4.3.1 Lnc_625 在牛皮下脂肪組織特異性表達79-80
• 4.3.2 Lnc_625 序列miRNA結(jié)合位點分析80
• 4.3.3 測序及序列分析比對80-81
• 4.3.4 Lnc625 與bta-miR-125b作用驗證結(jié)果81-82
• 4.4 討論82-83
• 4.4.1 miRNA靶基因的預(yù)測82
• 4.4.2 miRNA靶基因的驗證82-83
• 4.5 小結(jié)83-84
• 第五章 牛生長發(fā)育性狀相關(guān)候選基因遺傳變異分析84-96
• 5.1 前言84
• 5.2 材料與方法84-86
• 5.2.1 試驗材料84
• 5.2.2 DNA提取和基因遺傳變異的掃描84-85
• 5.2.3 基因分型85-86
• 5.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析86
• 5.3 結(jié)果與分析86-94
• 5.3.1 SNP的篩查86-88
• 5.3.2 遺傳變異的基因分型88-89
• 5.3.3 群體遺傳學(xué)參數(shù)分析89-90
• 5.3.4 遺傳變異與牛生長和胴體性狀的關(guān)聯(lián)分析90-94
• 5.4 討論94
• 5.4.1 IGFALS基因遺傳變異效應(yīng)分析94
• 5.4.2 NCAPG基因遺傳變異效應(yīng)分析94
• 5.5 小結(jié)94-96
• 第六章 結(jié)論與創(chuàng)新點96-98
• 6.1 結(jié)論96-97
• 6.2 創(chuàng)新點97
• 6.3 進一步研究內(nèi)容97-98
• 參考文獻98-113
• 附錄113-123
• 縮略詞表123-124
• 致謝124-125
• 個人簡介125

【共引文獻】

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