基于高通量測(cè)序的中國(guó)荷斯坦奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-16 17:50
隨著奶業(yè)的加速發(fā)展,牛奶的質(zhì)量越來(lái)越受到社會(huì)的廣泛關(guān)注,乳脂肪含量是衡量牛奶品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。中國(guó)荷斯坦奶牛是中國(guó)數(shù)量最多、分布最廣、產(chǎn)乳量最高的奶牛品種,但其產(chǎn)生的牛奶中乳脂肪含量偏低。奶牛瘤胃中植物細(xì)胞壁多糖降解后生成的乳脂前體物乙酸和丁酸是乳腺中主要的生脂活力來(lái)源,對(duì)提高乳脂肪含量具有重要作用。將植物細(xì)胞壁多糖轉(zhuǎn)化為乙酸和丁酸涉及許多過(guò)程,首先是植物細(xì)胞壁多糖降解為單糖的過(guò)程,然后是單糖發(fā)酵生成乙酰輔酶A的過(guò)程,而后是乙酰輔酶A作為底物在不同酶催化下生成乙酸和丁酸的過(guò)程,這些過(guò)程由瘤胃微生物完成。目前,對(duì)于瘤胃微生物在這些過(guò)程中的真實(shí)作用,尚不是很清楚,有必要利用宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)對(duì)瘤胃微生物進(jìn)行研究。本研究通過(guò)改進(jìn)奶牛瘤胃樣品總RNA提取方法,獲得了中國(guó)荷斯坦奶牛6個(gè)瘤胃樣品中高質(zhì)量的總RNA。先用試劑盒去除總RNA中的核糖體RNA,而后利用Roche GS FLX對(duì)飼喂后的5個(gè)樣進(jìn)行測(cè)序,采用HiSeq 2000對(duì)飼喂前的1個(gè)樣進(jìn)行測(cè)序。對(duì)原始測(cè)序數(shù)據(jù)前處理以及去除核糖體序列后,總計(jì)獲得1.2G的高質(zhì)量非核糖體序列。宏轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果顯示,瘤胃中約30%的非核糖體序列在NR數(shù)據(jù)庫(kù)...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
專(zhuān)業(yè)詞匯中英文對(duì)照表
1 引言
1.1 宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)
1.2 中國(guó)荷斯坦奶牛
1.3 瘤胃特點(diǎn)
1.4 瘤胃環(huán)境微生物多樣性及功能研究進(jìn)展
1.4.1 瘤胃細(xì)菌
1.4.2 瘤胃古菌
1.4.3 瘤胃真菌
1.4.4 瘤胃原蟲(chóng)
1.5 瘤胃微生物降解植物細(xì)胞壁多糖研究進(jìn)展
1.6 瘤胃微生物生成乳脂肪前體物研究進(jìn)展
1.6.1 瘤胃中乙酸生成研究現(xiàn)狀
1.6.2 瘤胃中丁酸生成研究現(xiàn)狀
1.7 瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組研究意義
2 材料與方法
2.1 奶牛瘤胃樣品的采集
2.2 總RNA的提取和純化
2.3 RNA文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.3.1 Roche GS FLX文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.3.2 Illumina HiSeq 2000文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.4 生物信息學(xué)分析
2.4.1 測(cè)序數(shù)據(jù)前處理
2.4.2 rRNAs和non-rRNAs的識(shí)別
2.4.3 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組non-rRNAs物種組成分析
2.4.4 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組non-rRNAs功能注釋
3 結(jié)果與討論
3.1 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組總RNA的提取
3.2 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組高通量測(cè)序結(jié)果
3.3 核糖體序列的識(shí)別和去除
3.4 基于已知功能基因轉(zhuǎn)錄本的奶牛瘤胃微生物群落組成
3.4.1 瘤胃細(xì)菌
3.4.2 瘤胃古菌
3.4.3 瘤胃真菌
3.4.4 瘤胃原蟲(chóng)
3.4.5 瘤胃微生物多樣性小結(jié)
3.5 奶牛瘤胃微生物的功能和代謝特征
3.5.1 基于COG
3.5.2 基于KEGG
3.5.3 瘤胃微生物功能特征小結(jié)
3.6 奶牛瘤胃中植物細(xì)胞壁多糖高效降解模式
3.6.1 植物細(xì)胞壁多糖降解相關(guān)酶
3.6.2 植物細(xì)胞壁多糖降解相關(guān)結(jié)合蛋白
3.6.3 植物細(xì)胞壁多糖降解過(guò)程中發(fā)揮作用的功能微生物
3.6.4 植物細(xì)胞壁多糖高效降解模型
3.6.5 瘤胃微生物降解植物細(xì)胞壁多糖小結(jié)
3.7 奶牛瘤胃中乳脂肪前體物生成途徑
3.7.1 酸生成途徑中關(guān)鍵酶及功能微生物
3.7.2 丁酸生成途徑中關(guān)鍵酶及功能微生物
4 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間發(fā)表文章
本文編號(hào):2981268
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所)北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
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致謝
摘要
ABSTRACT
專(zhuān)業(yè)詞匯中英文對(duì)照表
1 引言
1.1 宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)
1.2 中國(guó)荷斯坦奶牛
1.3 瘤胃特點(diǎn)
1.4 瘤胃環(huán)境微生物多樣性及功能研究進(jìn)展
1.4.1 瘤胃細(xì)菌
1.4.2 瘤胃古菌
1.4.3 瘤胃真菌
1.4.4 瘤胃原蟲(chóng)
1.5 瘤胃微生物降解植物細(xì)胞壁多糖研究進(jìn)展
1.6 瘤胃微生物生成乳脂肪前體物研究進(jìn)展
1.6.1 瘤胃中乙酸生成研究現(xiàn)狀
1.6.2 瘤胃中丁酸生成研究現(xiàn)狀
1.7 瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組研究意義
2 材料與方法
2.1 奶牛瘤胃樣品的采集
2.2 總RNA的提取和純化
2.3 RNA文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.3.1 Roche GS FLX文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.3.2 Illumina HiSeq 2000文庫(kù)構(gòu)建和測(cè)序
2.4 生物信息學(xué)分析
2.4.1 測(cè)序數(shù)據(jù)前處理
2.4.2 rRNAs和non-rRNAs的識(shí)別
2.4.3 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組non-rRNAs物種組成分析
2.4.4 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組non-rRNAs功能注釋
3 結(jié)果與討論
3.1 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組總RNA的提取
3.2 奶牛瘤胃宏轉(zhuǎn)錄組高通量測(cè)序結(jié)果
3.3 核糖體序列的識(shí)別和去除
3.4 基于已知功能基因轉(zhuǎn)錄本的奶牛瘤胃微生物群落組成
3.4.1 瘤胃細(xì)菌
3.4.2 瘤胃古菌
3.4.3 瘤胃真菌
3.4.4 瘤胃原蟲(chóng)
3.4.5 瘤胃微生物多樣性小結(jié)
3.5 奶牛瘤胃微生物的功能和代謝特征
3.5.1 基于COG
3.5.2 基于KEGG
3.5.3 瘤胃微生物功能特征小結(jié)
3.6 奶牛瘤胃中植物細(xì)胞壁多糖高效降解模式
3.6.1 植物細(xì)胞壁多糖降解相關(guān)酶
3.6.2 植物細(xì)胞壁多糖降解相關(guān)結(jié)合蛋白
3.6.3 植物細(xì)胞壁多糖降解過(guò)程中發(fā)揮作用的功能微生物
3.6.4 植物細(xì)胞壁多糖高效降解模型
3.6.5 瘤胃微生物降解植物細(xì)胞壁多糖小結(jié)
3.7 奶牛瘤胃中乳脂肪前體物生成途徑
3.7.1 酸生成途徑中關(guān)鍵酶及功能微生物
3.7.2 丁酸生成途徑中關(guān)鍵酶及功能微生物
4 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡(jiǎn)歷及在學(xué)期間發(fā)表文章
本文編號(hào):2981268
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