牦牛毛囊发育随季节变化的转录调控机制

发布时间：2023-04-22 14:08

　　牦牛(Bos grunniens)是能够在青藏高原高寒区繁衍的大型反刍家畜,对维系整个青藏高原生态系统稳定和社会发展至关重要。牦牛独特的混合型被毛结构和随季节变化的毛囊发育机制有助于耐寒怕热的牦牛适应高海拔高寒环境,牦牛的被毛由粗毛、两型毛和绒毛三种毛发纤维组成。浓密的被毛能够帮助牦牛在冬季抵御严寒,但在气温炎热的夏季却妨碍了机体散热;为了维持自身的稳态,牦牛需要在冬季通过增加被毛密度来保持体温,而到了夏季则将较厚的被毛褪去以达到散热效果,但对其随季节变化的转录动态调控机制仍然未知。本研究基于时间序列的牦牛皮肤毛囊的转录组数据和血液激素的生理数据,通过鉴定毛囊不同发育周期的差异表达基因(DEGs)和测定激素含量随季节的变化趋势,解析毛囊发育随季节变化的转录调控机制和关键调控基因,并探究激素对毛囊周期的调控作用。我们采集了牦牛毛囊发育周期五个发育时间点共计15个毛囊组织样本,并进行了转录组测序,共获得59.1GB的原始数据。通过聚类分析,我们发现五个发育时间点可以显著分为三个发育时期,分别代表生长期、退行期和休止期。这三个连续的发育时期共鉴定出2,316个DEGs,它们的表达模式可分为9...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 研究背景
    1.1 牦牛
        1.1.1 牦牛的起源、分类和分布
        1.1.2 牦牛与高海拔地区人类的关系
        1.1.3 牦牛高海拔适应的生理基础研究
            1.1.3.1 牦牛对高海拔低氧环境的适应性
            1.1.3.2 牦牛对高海拔高寒环境的适应性
            1.1.3.3 牦牛对高海拔地区牧草营养短缺的适应性
    1.2 哺乳动物毛囊和毛发的基本概述
        1.2.1 毛囊和毛发的基本结构
        1.2.2 毛囊的形态发生及分子调控
        1.2.3 毛囊周期的形态学变化及分子调控
        1.2.4 调控毛囊周期性生长发育的内分泌激素
    1.3 研究意义与科学问题
第二章 材料与方法
    2.1 样本采集和处理
        2.1.1 样本选取和采集
        2.1.2 血液激素水平测定
    2.2 RNA提取,cDNA文库构建和测序
    2.3 Reads的比对、组装定量和差异表达分析
        2.3.1 Reads的过滤和比对
        2.3.2 转录本组装和表达量计算
        2.3.3 DESeq2鉴定
    2.4 差异表达基因的K-means聚类分析和功能注释
        2.4.1 K-means聚类分析
        2.4.2 差异表达基因的功能注释和功能富集
    2.5 毛囊周期相关信号因子调控网络和共表达模块分析
        2.5.1 构建毛囊周期关键信号因子和转录通路网络
        2.5.2 构建共表达网络
第三章 研究结果
    3.1 转录组测序数据概述
        3.1.1 样本收集与测序
        3.1.2 使用Hisat2将Reads比对到基因组
        3.1.3 使用 StringTie 进行基因组装定量
    3.2 样本的层次聚类和主成分分析
    3.3 毛囊周期过程中的差异表达基因
        3.3.1 差异表达基因的表达趋势
        3.3.2 差异表达基因的功能注释和富集分析
        3.3.3 毛囊周期中的转录因子和相关通路
    3.4 共表达网络的构建与分析
第四章 讨论和展望
    4.1 毛囊周期中不同时期的差异
    4.2 激素参与毛囊的周期调控
    4.3 总结与展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3797789