塔里木马鹿毛色差异表达基因筛选及功能的研究

发布时间：2020-04-03 04:00

【摘要】：新疆的地理环境和生态环境是多种多样的,在新疆干旱半干旱森林生态系统中生存着很多有蹄类动物并发挥着重要的生态作用,而马鹿(Cervus elaphus)是具有代表性的一个。全世界的马鹿根据毛发颜色、个体大小、头骨和角型差异的不同而分为22个亚种,其中毛色是马鹿亚种分类的重要指标之一,但是在分子水平上控制马鹿毛色相关基因的研究尚未研究报道。本研究通过应用RNA-Seq技术对马鹿的塔里木亚种和天山亚种进行高通量转录组测序分析,并对差异表达候选基因进行实时荧光定量PCR分析,获得了与马鹿毛色控制相关基因的表达普,为阐明塔里木马鹿形态特征方面的分子机制奠定基础。我们得到了以下结果:1.对塔里木马鹿和天山马鹿的皮肤组织经转录组测序共获得47.51Gb Clean Data,其中各样品的数据量均达到7.29Gb,各样品的Q30碱基百分比都在85.01%以上;组装后共获得86,277条Unigene,其中长度在1kb以上的Unigene有27,802条。把Unigene与NR、Swiss-Prot、KEGG、COG、KOG、GO和Pfam等7个数据库进行比对,共获得了25,038条有注释信息的Unigene。经差异表达分析后,发现了922条差异表达基因,这些基因当中上调表达的有495条基因,下调表达的有427条基因。初步得到了可能与毛色形成直接相关的基因上调表达的有KRT75、Ggt1、POMC等基因,下调表达的有MITF等基因。2.采用BLAST对差异表达基因与NR、Swiss-Prot、Pfam、eggNOG数据库进行对比,结果显示,分别有736、585、644、698个基因与这些数据库中的已知序列能匹配;将差异表达基因与COG数据库比对的基因产物进行直系同源分类结果显示,186条差异表达基因分类到26类基因家族,其中注释基因数量最多的是属于仅一般功能预测(R)。3.GO富集分析的结果显示,有568条差异表达基因富集到3大类61个小类GO term上,分别为生物学过程、细胞组分及分子功能等。在生物学过程中,富集最集中的是三羧酸循环(Tricarboxylic Acid Cycle);在细胞组成中,纤维胶原三聚体(Fibrillar Collagen Trimer)富集最集中;而在分子功能中,富集最集中的是FK506 binding。4.经过差异基因的KEGG分析,共480条基因涉及240个途径并发现显著性差异较高的8条信号通路,其中差异最显著的是细胞外基质受体互作(ECM-receptor interaction)通路,其次是蛋白质的消化与吸收(Protein digestion and absorption)和PI3K-Akt信号通路(PI3K-Akt signaling pathway)。5.对MITF、Ggt1、VDR、PTPRF、CIITA、ARPC5L、POMC等7个差异表达基因进行qRT-PCR来验证转录组测序结果的可靠性。结果显示,这7条基因的qRT-PCR上调或下调表达趋势与RNA-Seq的结果相一致,说明转录组测序结果可靠。6.从差异表达基因中选取VDR基因利用生物信息学分析方法进行蛋白质结构预测分析。VDR蛋白为亲水性蛋白而且有较强的脂溶性,VDR蛋白是无跨膜区域无信号肽的结构蛋白,可能位于内质网膜中,物种进化中相对保守,其编码蛋白具有一定的稳定性。VDR蛋白具有丰富的磷酸化位点,其翻译后修饰在一系列蛋白功能中起着重要作用。本研究为今后塔里木马鹿形态特征的分子机制研究提供基本资料,并为进一步探讨和寻找塔里木马鹿相关功能基因结构及新基因的挖掘提供科学有效的数据信息。
【图文】：

厣郹嘌鈄鋰锬韭砺沟拿鄑⑵匠３氏治，

本文编号：2612901