家猪和野猪大脑组织的比较转录组研究

发布时间：2017-04-03 00:08

  本文关键词：家猪和野猪大脑组织的比较转录组研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脊椎动物中枢神经系统的高级部位是大脑,它是生命机能的主要调节器。本研究以荣昌猪(RC)和野猪(WB)的大脑为研究对象,通过RNA-seq测序技术检测了RC和WB大脑的mRNA表达谱,鉴定新的mRNA转录本、可变剪切、SNVs和INDELs;通过差异分析筛出在RC和WB的大脑组织中差异表达的基因,分析了关键基因与功能差异的关系。为RC和WB的相关研究提供新的参考数据,同时也为家养动物起源与驯化的研究提供参考。利用RNA-seq测定2个组织的转录组,共获得234M (million)、测序读长为100bp的双末端序列,产生大约23.38Gb (gigabases)的数据,共鉴定出116,466个转录本,其中RC中有57,797个、WB中有58,669个,并在RC和WB中分别发现了7,968和8,062个新转录本；分析2个转录文库的序列变异共发现37,899个可变剪切、1,113,972个SNVs和91,379个插入/缺失(INDELs)变异。差异基因分析筛选出490个在RC和WB中差异表达的基因；通过GO和Pathway分析,将这些差异基因富集到55个功能项,其中与药物代谢、细胞间信号传导和激素代谢等功能项与RC和WB的生理特征相关。其中有约50%的富集通路与免疫相关,其中与药物代谢(Drug metabolism, p= 2.44E-05)相关的基因均在RC中有较高的表达量。关键基因AOX1、IL1B以及LAG3的表达差异反应了RC与WB的免疫特征;与神经传导相关的关键基因GALR2和MPZ在WB中的高表达分别使得WB具有更强的抗压抗应激能力以及更快更敏锐的反应速度；与糖类代谢相关的关键基因SI反应了WB采食的日粮多为高淀粉低脂的事实；孕激素依赖的CYP26A1与繁殖性能息息相关,CYP26A1基因在RC中的表达量较WB高,这与RC的高繁殖性能相吻合。通过Q-PCR验证RNA-seq结果,两者之间有很好的相关性(Person's r= 0.86, p10-3)。说明RNA-seq结果准确可靠。通过本研究,探讨了RC和WB表型差异的分子机制,筛选出了在RC和WB间差异表达的基因以及有较大研究价值的GO和Pathway,可为RC和WB的相关研究提供新的参考数据,同时也为家养动物起源与驯化的研究提供参考。
【关键词】：野猪 家猪 大脑 mRNA转录组 RNA-seq
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S828
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 文献综述10-23
• 1.1 动物的驯化10-13
• 1.2 野猪与家猪13-15
• 1.3 大脑15-17
• 1.4 转录组测序17-23
• 1.4.1 转录组测序(RNA-seq)17
• 1.4.2 RNA测序技术平台17-20
• 1.4.3 RNA-seq原理20
• 1.4.4 RNA-seq技术优势20-21
• 1.4.5 RNA-seq的应用21-23
• 2 研究内容与目的意义23-24
• 3 材料和方法24-38
• 3.1 实验样品采集24
• 3.2 主要仪器和试剂24-25
• 3.2.1 主要仪器设备24-25
• 3.2.2 主要试剂25
• 3.3 试验方法25-38
• 3.3.1 Total RNA的提取25
• 3.3.2 Total RNA的质检25-26
• 3.3.3 高通量测序26-32
• 3.3.4 RNA-seq测序数据处理32-35
• 3.3.5 RNA-seq数据可靠性验证35-38
• 4 结果与分析38-58
• 4.1 Total RNA提取结果38
• 4.2 荣昌猪和野猪大脑组织转录组特征分析38-45
• 4.2.1 基因组mapping结果38-41
• 4.2.2 可变剪切鉴定结果41
• 4.2.3 序列变异(SNV和INDELS)鉴定结果41-42
• 4.2.4 野猪和荣昌猪大脑组织转录组特征比较分析42-44
• 4.2.5 野猪和荣昌猪大脑组织转录组聚类分析44-45
• 4.3 荣昌猪和野猪大脑组织转录组差异分析45-57
• 4.3.1 荣昌猪和野猪大脑组织差异转录本鉴定45-46
• 4.3.2 荣昌猪和野猪大脑组织差异转录本功能分析46-57
• 4.4 测序结果的可靠性验证57-58
• 4.4.1 通过Q-PCR分析验证RNA-seq结果57-58
• 5 讨论58-66
• 5.1 RNA-seq测序的优越性58-59
• 5.2 猪作为动物模型的原因59-60
• 5.3 荣昌猪和野猪大脑组织转录组特征与功能的关系60-61
• 5.4 荣昌猪和野猪大脑组织转录组差异与功能的关系61-65
• 5.4.1 免疫相关转录本差异与功能的关系61-63
• 5.4.2 神经传导相关转录本差异与功能的关系63
• 5.4.3 糖代谢相关转录本差异与功能的关系63-65
• 5.4.4 激素分泌相关转录本差异与功能的关系65
• 5.5 RNA-seq结果的可靠性65-66
• 6 创新66
• 7 结论66-68
• 参考文献68-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77

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本文编号：283376