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南方农业学报 2024年第3期55卷 638-649页

作者：石钰仕肖涛陈有波余欢赵德鹏龙霞谭启松李辉贵州大学动物科学学院/高原山地动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室/贵州省动物遗传育种与繁殖重点实验室贵州贵阳550025 安顺市畜牧技术推广站贵州安顺561099

【目的】挖掘参与绿壳蛋形成的潜在调控基因和蛋白,为开展赤水乌骨鸡品种选育及揭示家禽蛋壳颜色形成分子机制提供理论依据。【方法】以280日龄的绿壳纯系赤水乌骨鸡为研究对象,分别采集产深绿(SL)和白壳(BK)鸡蛋的母鸡蛋壳腺组织样品,... 详细信息

【目的】挖掘参与绿壳蛋形成的潜在调控基因和蛋白,为开展赤水乌骨鸡品种选育及揭示家禽蛋壳颜色形成分子机制提供理论依据。【方法】以280日龄的绿壳纯系赤水乌骨鸡为研究对象,分别采集产深绿(SL)和白壳(BK)鸡蛋的母鸡蛋壳腺组织样品,通过转录组测序和TMT定量蛋白组学技术分别筛选出差异表达基因(DEGs)和差异表达蛋白(DEPs),并对转录组学和蛋白组学进行联合分析,筛选出调控绿壳鸡蛋颜色深浅的候选基因和候选蛋白。【结果】经转录组测序,从SL组与BK组间共筛选出82个DEGs,其中46个DEGs呈上调表达、36个DEGs呈下调表达;有4个DEGs与蛋壳色素的合成及沉积相关,分别是SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因,且均为上调表达的DEGs;KEGG信号通路分析结果显示,DEGs显著富集的信号通路有α-亚麻酸代谢和花生四烯酸代谢等。通过TMT定量蛋白组学分析,共鉴定获得167个DEPs,其中104个DEPs呈上调表达、63个DEPs呈下调表达;KEGG信号通路富集分析发现,DEPs主要富集于甘油磷脂代谢、半胱氨酸和蛋氨酸代谢及醚脂质代谢等信号通路。转录组学和蛋白组学的联合分析结果表明,转录组与蛋白组无共同注释的GO功能条目,而82个DEGs和167个DEPs富集到19条KEGG信号通路上,其中甘油磷脂代谢和醚脂类代谢2条信号通路在转录组与蛋白组中均有出现。【结论】SLC22A4、SPP1、FAM26E和HSP5基因及FAM102A、FAM107B和SLCO1B1蛋白可能参与蛋壳色素的合成、转运和沉积,尤其是SLC家族发挥着重要作用,故推测这些基因和蛋白是影响赤水乌骨鸡蛋绿壳形成的候选基因和候选蛋白,且富集到的甘油磷脂代谢和醚脂类代谢可能是调节鸡蛋绿壳形成的关键信号通路。

关键词：赤水乌骨鸡胆绿素绿壳性状转录组学蛋白组学

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攸县麻鸭绿壳性状mRNA与miRNA的转录组研究

攸县麻鸭绿壳性状mRNA与miRNA的转录组研究

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作者：蓝晶晶福建农林大学

学位级别：硕士

蛋壳颜色一直以来是业内关注的热点,虽然前人有对影响蛋壳颜色的基因进行分析,但多局限于单基因研究,对于壳色形成的调控机制仍尚未明确。生产中发现即使是同一品种,同一群体的攸县麻鸭所产蛋的壳色也会出现不同或深浅不一。本研究认为... 详细信息

蛋壳颜色一直以来是业内关注的热点,虽然前人有对影响蛋壳颜色的基因进行分析,但多局限于单基因研究,对于壳色形成的调控机制仍尚未明确。生产中发现即使是同一品种,同一群体的攸县麻鸭所产蛋的壳色也会出现不同或深浅不一。本研究认为绿色蛋壳的形成是一个受多基因共同调控的复杂生物学过程,通过转录组学研究才能够大量筛选调控壳色的基因,为阐明绿色蛋壳形成的机制提供理论基础。本研究以产绿壳蛋(D组,n=3)的绿壳系和产白壳蛋(W组,n=3)的白壳系攸县麻鸭壳腺部为研究对象,采用RNA-Seq技术进行mRNA与miRNA测序研究,筛选出差异mRNA及miRNA,并预测了 miRNA的靶基因,系统地分析了差异基因和差异miRNA在绿壳蛋形成过程中的功能与通路富集。另外,本试验进一步构建了差异表达miRNA与差异基因间的网络互作关系图。本研究结果弥补了传统的单基因研究的缺点,丰富了影响家禽绿色蛋壳形成因素的数据,为进一步探究攸县麻鸭绿壳蛋形成的分子机制奠定了基础。为了证明转录组测序结果的准确性,本研究采用了 qRT-PCR方法对差异基因和差异miRNA进行定量分析,结果显示,转录组测序比较可靠。所得结果如下:(1)产绿壳蛋与产白壳蛋壳腺部mRNA转录组分析本研究利用RNA-Seq技术对构建的3个W和3个D转录组文库进行测序,结果显示,过滤去掉不合格序列后,共获得42.81Gb Clean Data;各样品Q30均大于或等于90.75;各样品比对到绿头鸭基因组的平均比对率为58.07%。D组与W组文库平均检测到245525个及260338个SNP位点,InDel平均总数分别为22986和24556,为该物种分子育种研究提供了多态性标记。另外,采用***与JC+readsOnTarget两种方法对5种可变剪切进行分析,其中SE(外显子跳跃)所占比例最大,均为93.7%。表达量分析发现,14298个基因在W组得到表达,14090个基因在D组表达,且两组共表达基因数为13671。同时,挖掘到13991个新基因,并对10804个已知基因进行结构优化。以W为对照组,padj壳颜色形成、沉积等相关的通路。随机挑选10个差异基因与2个marker基因用于qRT-PCR验证,分析显示与转录组测序结果一致。(2)产绿壳蛋与产白壳蛋壳腺部miRNA转录组分析本研究共构建了 6个miRNA文库,并对其测序分析,结果显示sRNA长度主要集中在21-23nt的范围内;分别有260、195个已知微小RNA 比对到miRNA成熟体与前体;共有199条新miRNA序列被预测到miRNA成熟体;221条序列预测到miRNA前体。另外,获得了 262451个已知miRNA与210281个新miRNA的靶基因预测结果。这些结果对miRNA的挖掘和功能研究有重要意义。miRNA表达分析显示,gga-miR-148a-3p在D和W组中的表达量均为最高。与对照组W相比,并以padj<0.05作为筛选差异miRNA的准则,结果在D组中共获得31个差异表达miRNA,其中包括18个上调miRNA与13个下调miRNA。差异miRNA中gga-miR-144-3p的差异倍数最大(1.54倍),padj最小的miRNA是gga-miR-203a,其次为gga-miR-214。另外,对差异miRNA靶基因进行GO与KEGG富集研究。通过qRT-PCR方法,对随机挑选的6个差异miRNA进行验证分析,结果与测序结果基本一致,说明转录组数据的可靠性。(3)差异miRNA与差异表达基因联合分析本研究分别将124个差异表达基因与31个差异miRNA进行联合分析,并对候选靶基因进行GO与KEGG分析;共鉴定81个差异基因与29个差异miRNA间具有调控作用,绘制了网络互作图;其中,差异基因中包含46个上调和35个下调,差异miRNA中包含17个上调和12个下调。

关键词：壳腺部绿壳性状 mRNA miRNA 高通量测序

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