基于GEO数据库挖掘鹿茸骨化相关候选基因及鉴定

作     者：王春花 

作者单位：东北林业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：夏彦玲

授予年度：2023年

学科分类：0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

主      题：GEO数据库 鹿茸 骨化 差异表达基因 qPCR 

摘      要：鹿茸角分为鹿茸和鹿角,鹿茸的骨化程度低、有效成分含量高、药效也高,可见鹿茸的药用价值高于鹿角。为了提高鹿茸的药用价值,就需要降低其骨化程度,因而研究鹿茸骨化机制及其影响因素对于提高鹿茸质量尤为重要。由于目前GEO数据库中关于鹿茸的基因表达谱数据极少,因此需要从模式生物上入手来挖掘并研究鹿茸骨化相关基因。本研究通过挖掘GEO数据库中小鼠骨化相关候选基因的数据集,经过基因差异表达分析、富集分析、蛋白质互作网络预测筛选出最终的骨化相关基因,并以梅花鹿鹿茸顶端组织为材料对所挑选的TMEM119、SNAI2、DLX5、FGF7、THY1、TAGLN基因进行克隆和表达鉴定。试验结果如下:(1)通过基因差异表达分析,GSE151303数据集得到2431个上调基因和467个下调基因,GSE82285数据集中有422个上调基因和368个下调基因。在KEGG通路富集分析中,两个数据集的基因主要富集在代谢途径通路、PI3K-Akt信号通路、Ras信号通路、MAPK信号通路等通路上,而GO富集分析显示基因主要与蛋白结合、金属离子结合、信号转导、细胞分化等功能或过程有关。在进行蛋白质互作网络分析预测后,GSE151303数据集和GSE82285数据集分别筛选出44个和40个骨化相关基因。(2)利用分子克隆技术成功克隆出梅花鹿TMEM119、SNAI2、DLX5、FGF7、THY1、TAGLN基因的c DNA序列,大小分别为912bp、912bp、1064bp、585bp、529bp、816bp,且都包含完整的编码区序列。通过序列比对发现这些基因在进化上相对保守,与牛羊对应基因的m RNA序列相似性皆在95%以上。(3)采用实时荧光定量PCR方法分析基因表达量情况发现,TMEM119、SNAI2基因在梅花鹿鹿茸生长中期的表达量最高,且与其它时期存在显著差异;DLX5基因在后期的表达量最高,与其它时期存在明显差异;FGF7基因在中期的表达量最高,后期最低;THY1基因从前期到后期表达量减少,TAGLN基因则相反,且两个基因在各时期的表达量差异均不显著。本研究通过实时荧光定量PCR技术检测候选基因在不同生长阶段梅花鹿鹿茸顶端组织的表达情况,阐述了TMEM119、SNAI2、DLX5等基因对梅花鹿鹿茸生长及骨化的重要作用,为进一步研究鹿茸骨化机制提供理论支持。