乾華肉用美利奴羊與小尾寒羊肉用性能及肌肉組織mRNA-miRNA表達(dá)譜整合分析研究
本文關(guān)鍵詞: 乾華肉用美利奴羊 小尾寒羊 肌肉生長發(fā)育 mRNA mi RNA 出處:《吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:乾華肉用美利奴羊(暫定名)是吉林省正在培育的肉毛兼用型綿羊新品種,其不僅具有突出的產(chǎn)肉性能,而且還具有生產(chǎn)同質(zhì)細(xì)羊毛的特性,而小尾寒羊是吉林省乃至我國北方地區(qū)廣泛使用的肉羊生產(chǎn)母本品種。因此,揭示培育中的肉用綿羊品種與廣泛使用的地方綿羊品種在產(chǎn)肉性能方面的差異,尤其是產(chǎn)肉機(jī)制上的差異,具有極其重要的理論和實踐意義。因此,本文旨在研究綿羊培育新品種乾華肉用美利奴羊(暫定名)和地方品種小尾寒羊肉用性能差異,在此基礎(chǔ)上,鑒定綿羊肌肉組織mRNA和microRNA(miRNA)的表達(dá)譜,研究肉用性能具有顯著差異的乾華肉用美利奴羊和小尾寒羊背最長肌組織mRNA和miRNA的表達(dá)譜差異,并對二者進(jìn)行整合分析,探討mRNA和miRNA調(diào)控綿羊肌肉生長發(fā)育的調(diào)控機(jī)制。首先,對乾華肉用美利奴羊和小尾寒羊進(jìn)行屠宰性能,肉質(zhì)性狀,肌肉營養(yǎng)成分和肌肉組織學(xué)特性研究。然后,構(gòu)建兩個綿羊品種背最長肌組織mRNA文庫和miRNA文庫,利用高通量測序和生物信息學(xué)分析相結(jié)合技術(shù),對mRNA和miRNA在肌肉組織中表達(dá)模式進(jìn)行鑒定,分析兩品種綿羊肌肉組織mRNA和mi RNA的表達(dá)譜差異。在此之后,對mRNA和miRNA進(jìn)行整合分析,構(gòu)建miRNA-mRNA作用網(wǎng)絡(luò)。最后,利用qRT-PCR方法對高通量測序結(jié)果進(jìn)行了驗證,利用雙熒光酶報告基因檢測系統(tǒng)對篩選出的與肌肉生長發(fā)育相關(guān)的miRNA對其靶基因的靶向調(diào)控作用進(jìn)行了驗證。通過上述系統(tǒng)研究獲得主要研究結(jié)果如下:1.對乾華肉用美利奴羊產(chǎn)肉性能與肉質(zhì)性狀進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,乾華肉用美利奴羊在屠宰性能方面能包括活體重、胴體重、屠宰率、凈肉率眼肌面積,肉質(zhì)性狀方面包括嫩度、失水率、煮熟率、pH值,肌肉營養(yǎng)成分方面包括蛋白質(zhì)、脂肪、水分、氨基酸和脂肪酸含量,肌肉組織學(xué)特性方面包括肌纖維直徑,均優(yōu)于小尾寒羊,兩個綿羊品種產(chǎn)肉性能具有顯著差異。2.成功構(gòu)建兩個綿羊品種肌肉組織mRNA文庫,利用高通量測序和生物信息學(xué)結(jié)合方法鑒定綿羊肌肉組織mRNA表達(dá)譜,共鑒定出960個差異表達(dá)基因,包括405個上調(diào)基因和555個下調(diào)基因。GO功能注釋和KEGG通路分析表明,差異表達(dá)基因顯著富集于252個生物過程和53條代謝通路,成功構(gòu)建GO-Tree和Pathway-network,從中篩選出與綿羊肌肉生長發(fā)育相關(guān)的差異基因,如MRFs,GXP1和STAC基因等,相關(guān)通路如代謝通路,三羧酸循環(huán),糖酵解/糖異生通路等。3.構(gòu)建了與綿羊肌肉生長發(fā)育密切相關(guān)的Gene-act-network和co-expression-network。4.利用qRT-PCR方法,驗證了9個差異表達(dá)基因在乾華肉用美利奴羊和小尾寒羊肌肉組織中的表達(dá)量,將定量結(jié)果與測序結(jié)果進(jìn)行比對,二者表達(dá)趨勢具有高度一致性結(jié)果證實了mRNA測序結(jié)果的準(zhǔn)確性。5.成功構(gòu)建兩個綿羊品種肌肉組織miRNA文庫,利用高通量測序和生物信息學(xué)結(jié)合方法鑒定綿羊肌肉組織miRNA表達(dá)譜,共鑒定出153個綿羊已知miRNA,其中152個miRNA在兩個綿羊品種肌肉組織中共表達(dá),1個miRNA僅在小尾寒羊中表達(dá);共鑒定出8067個novel miRNA。兩文庫表達(dá)譜差異表達(dá)分析結(jié)果,共鑒定出4個綿羊已知miRNA,146個novel miRNA。6.結(jié)合mRNA文庫數(shù)據(jù),分析預(yù)測篩選鑒定出4個綿羊已知miRNA的候選靶基因26個,146個novel miRNA候選靶基因8067個。GO功能注釋和KEGG通路分析表明,4個綿羊已知差異miRNA的26個候選靶基因顯著富集于86個生物過程,其中包括肌肉器官形態(tài)發(fā)生,成肌細(xì)胞遷移,細(xì)胞增殖和脂肪組織發(fā)育;顯著富集于9條代謝通路,包括碳水化合物代謝類通路,核苷酸代謝類通路和氨基酸代謝類通路。7.利用莖環(huán)qRT-PCR方法,驗證了8個差異表達(dá)miRNA在乾華肉用美利奴羊和小尾寒羊肌肉組織中的表達(dá)量,將定量結(jié)果與測序結(jié)果進(jìn)行比對,二者表達(dá)趨勢具有高度一致性,結(jié)果證實了miRNA測序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。8.成功構(gòu)建綿羊肌肉組織miRNA-mRNA調(diào)控網(wǎng)絡(luò),基于GO和KEGG分析,從中篩選出oar-miR-655-3p與靶基因ACSM3,oar-miR-381-5p與靶基因ABAT作為后續(xù)研究對象。利用雙熒光素酶報告基因檢測技術(shù),篩選獲得的oar-mi R-655-3p和oar-miR-381-5p進(jìn)行靶基因鑒定的研究,結(jié)果提示oar-miR-655-3p可以特異靶向結(jié)合ACSM3基因,oar-miR-381-5p可以特異靶向結(jié)合ABAT基因,說明ACSM3基因是oar-mi R-655-3p的靶基因,ABAT基因是oar-miR-381-5p的靶基因。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:S826
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,本文編號:1550553
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