陆川猪和杜洛克猪肝脏、肌肉与脂肪组织circRNA的表达差异分析

作     者：靳艺 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周磊

授予年度：2018年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：circRNA 陆川猪 杜洛克猪 测序 脂代谢 

摘      要：近几年在动物、植物、微生物以及人类转录组的研究中,发现一种在细胞内稳定存在并具有一定功能的RNA分子,名为环状RNA(circular RNA,circRNA)。已有研究表明,生物细胞中存在较高丰度和较多种类的circRNA,并且部分circRNA在细胞内起到miRNA海绵的作用,进而解除miRNA对其靶基因的抑制作用,上调靶基因的表达水平。猪中具有哪些circRNA,它们可能的功能是什么,这些问题尚不清楚。本项目通过比较中外猪种不同组织的circRNA表达差异,试图揭示circRNA在脂肪代谢中的潜在作用。在本实验研究中,我们选择了陆川猪和杜洛克猪作为实验对象。测定了两种猪的基本生理指标,证实它们在背膘厚度上存在显著差异。而后采集两种猪的肝脏、脂肪和肌肉组织样品进行mRNA和circRNA测序和分析。每个组织由3头猪的样品构建混合样品池,完成2个猪种、3个组织共6个样品的转录组和circRNA测序,一共获得101.82Gb Clean Data,平均每个样品的Clean Data均达到15.46Gb,并且Q30碱基百分比也在85.00%及以上l分别将各样品的Clean Reads与指定的参考基因组进行序列比对,比对效率从97.86%到99.67%不等;基于CIRI软件共识别出18267个circRNA;经过比对和分析识别,一共获得了 23198个mRNA。通过进一步分析,在陆川猪和杜洛克猪肝脏组织中筛选出1714个差异表达基因和190个差异表达circRNA;在肌肉组织中筛选出1367个差异表达基因和258个差异表达circRNA;在脂肪组织中筛选出2173个差异表达基因和110个差异表达circRNA。由于circRNA能够通过吸附miRNA来调控基因的表达,我们将所有的差异表达circRNA进行来源基因预测,并对来源基因进行注释和功能富集分析,结果显示主要富集在运输和分解代谢、信号传导、碳水化合物代谢和脂代谢等信号通路上。随后将陆川猪和杜洛克猪的肝脏、肌肉和脂肪差异表达的circRNA的来源基因进行QTL筛选分析,找到七种定位于Abdominal fat weight 和 Average backfat thickness(脂肪代谢相关 QTL)的差异表达circRNA,分别是 3:117261346|117270385、15:131201187|131208307、9:144508195|144513873、14:107870129|107873816、2:20100182|20160570、2:20116028|20160570、和 12:40294951|40297612。此外,本研究中运用circRNA的高通量测序(转录组测序)分析,在一定程度上表明了 circRNA在猪脂肪代谢中的作用和可能相关的一些功能,为猪的脂肪代谢的调控通路和猪肉质性状的研究提供了新的思路和角度。