Wnt信号通路在鹅皮肤及羽囊早期发育中的功能研究
发布时间：2020-07-18 05:22
【摘要】：羽毛是禽类表皮的衍生物,是羽囊突出体表的部分可见结构,羽毛的类型(飞羽或绒羽)和品质与羽囊的类型和早期形态发生密切相关,并受Wnt、BMP、FGF等信号通路的调控。开展鹅羽囊早期发育的分子生物学研究,有助于揭示羽绒和羽毛的差异调控机制,并为实际生产中高产鹅绒的品种培育提供新的思路和理论指导。目前关于鹅羽囊早期发育的研究较少。本研究以皖西白鹅为研究对象,通过检测羽囊标记基因的表达模式,确定鹅羽囊早期发育的时序性;选取羽囊形成前期和羽囊形成早期两个时间点,对皖西白鹅胚胎背部皮肤样品进行转录组测序,通过差异表达分析筛选影响鹅羽囊发育的候选基因,并通过qPCR及整体原位杂交技术对候选基因在皖西白鹅背部皮肤及羽囊中的表达水平和表达模式进行检测,初步推断这些候选基因在鹅羽囊发育中的功能。主要研究结果如下:1.通过整体原位杂交技术,检测羽囊早期发育标记基因β-catenin的表达模式,发现皖西白鹅羽囊形成前期和羽囊形成早期分别对应于胚胎期第8.5 d(E8.5,没有羽囊原基)和胚胎期第10.5 d(E10.5,形成羽囊原基),比鸡羽囊的形态发生晚2天左右。2.选取皖西白鹅E8.5和E10.5背部皮肤样品进行转录组测序及基因差异表达分析,筛选出281个上调基因和287个下调基因(qvalue0.005和|log2(foldchange)|1),KEGG分析表明差异表达的基因主要富集在Wnt、TGF-beta、Hippo和Hedgehog等与细胞增殖和分化紧密相关的信号通路中。推测Wnt信号通路上调表达的7个基因(LEF1、DKK1、WNT16、FZD1、FRZB、SFRP1和SOSTDC1)是调控鹅羽囊早期形态发生的候选基因。3.通过qPCR检测上述7个候选基因的表达模式,发现7个基因在E8.5-E10.5全部上调表达,与转录组测序结果一致,与羽囊早期形态发生呈现正相关。其中,LEF1、DKK1、WNT16、SOSTDC1在E9.5表达快速升高;SFRP1、FRZB在E11.5表达较高;FZD1在E12.5表达最高。4.通过整体原位杂交技术检测上述7个候选基因在皖西白鹅胚胎发育5个时期(羽囊发育过程的E8.5-E12.5)的表达模式。结果显示WNT16在羽囊发育早期的羽囊原基和羽囊发育后期羽芽的A-P轴的形成时期均有表达,后期的表达增强;DKK1在羽囊原基和羽芽的末端表达较强;FZD1在羽囊原基以及后期羽芽A-P轴和P-D轴形成阶段表达;LEF1在羽囊原基表达;SOSTDC1在羽囊原基外呈环状表达,从E8.5-E12.5,表达增强;FRZB和SFRP1的表达信号较弱。根据以上结果推测参与调控羽囊原基形成的候选基因是LEF1,、DKK1和SOSTDC1。SOSTDC1对维持羽囊原基边界的稳定可能起到重要作用;参与后期羽芽A-P轴形成的候选基因是WNT16和FZD1;对羽芽P-D轴形成起调节作用的基因可能是DKK1和FZD1;FRZB和SFRP1对羽囊的发生发育作用较小。初步预测的功能候选基因为后续的进一步深入研究鹅羽囊的发生发育过程提供了前期基础,为高产鹅绒的品种培育提供研究方向。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S835
【图文】：
图 1-1 羽囊发育与基板发生模式图（Lin et al. 2006）A. 羽囊的发育模式图；B. 基板发生模式图羽囊发育主要分为五个阶段：宏观模式，微观模式，内在羽芽的形成阶段，羽囊的形态发生期，
生长期和休止期（图1-2B）（Lin et al. 2006, Chen et al. 2015）。在生长期，围绕着真皮乳头的表皮增厚，基底层表皮增殖水平较高，分支发生区的细胞形成羽枝脊，羽枝脊最终分化形成羽枝和羽小支，真皮乳头位于羽囊中部较狭窄的部分，髓质位于真皮乳头之上；在休止期羽囊的宽度以及真皮乳头缩小，髓质退化，基底层上皮增殖减少，羽枝和羽小支角质化；在换羽期，羽毛脱落只剩下真皮乳头与真皮乳头的外细胞层，在起始期些干细胞被激活启动新的羽囊生长周期。图 1-1 羽囊发育与基板发生模式图（Lin et al. 2006）A. 羽囊的发育模式图；B. 基板发生模式图羽囊发育主要分为五个阶段：宏观模式，微观模式，内在羽芽的形成阶段，羽囊的形态发生期，羽毛生长的周期性循环Fig. 1-1 The ideograph of the feather follicle development and placode formationA. The ideograph of the feather follicle development; B.The ideograph of the placode formationThe development of the feather follicle is mainly divided into five stages: Macro-patterning,Micro-patterning, Intra-bud morphogenesis, Follicle morphogenesis, Regenerative feather cyclingA B
图 1-3 经典的 Wnt 信号通路（Mah et al. 2016）Fig. 1-3 Overview of the canonical Wnt pathwa
本文编号：2760475
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S835
【图文】：
图 1-1 羽囊发育与基板发生模式图（Lin et al. 2006）A. 羽囊的发育模式图；B. 基板发生模式图羽囊发育主要分为五个阶段：宏观模式，微观模式，内在羽芽的形成阶段，羽囊的形态发生期，
生长期和休止期（图1-2B）（Lin et al. 2006, Chen et al. 2015）。在生长期，围绕着真皮乳头的表皮增厚，基底层表皮增殖水平较高，分支发生区的细胞形成羽枝脊，羽枝脊最终分化形成羽枝和羽小支，真皮乳头位于羽囊中部较狭窄的部分，髓质位于真皮乳头之上；在休止期羽囊的宽度以及真皮乳头缩小，髓质退化，基底层上皮增殖减少，羽枝和羽小支角质化；在换羽期，羽毛脱落只剩下真皮乳头与真皮乳头的外细胞层，在起始期些干细胞被激活启动新的羽囊生长周期。图 1-1 羽囊发育与基板发生模式图（Lin et al. 2006）A. 羽囊的发育模式图；B. 基板发生模式图羽囊发育主要分为五个阶段：宏观模式，微观模式，内在羽芽的形成阶段，羽囊的形态发生期，羽毛生长的周期性循环Fig. 1-1 The ideograph of the feather follicle development and placode formationA. The ideograph of the feather follicle development; B.The ideograph of the placode formationThe development of the feather follicle is mainly divided into five stages: Macro-patterning,Micro-patterning, Intra-bud morphogenesis, Follicle morphogenesis, Regenerative feather cyclingA B
图 1-3 经典的 Wnt 信号通路（Mah et al. 2016）Fig. 1-3 Overview of the canonical Wnt pathwa
【参考文献】
相关期刊论文 前2条
1 周丽;夏婷婷;陈兴勇;耿照玉;;皖西白鹅BMPR1A基因多态性及其与羽绒性状的关联分析[J];江西农业大学学报;2014年04期
2 陈兴勇;谢珊珊;周丽;姜润深;耿照玉;;皖西白鹅换羽前后基因表达谱差异分析[J];畜牧兽医学报;2013年07期
相关硕士学位论文 前3条
1 谢珊珊;羽绒再生候选基因SNPs及其与皖西白鹅羽绒性状的关联分析[D];安徽农业大学;2013年
2 田晓东;鹅羽毛毛囊生长发育特征分析及LEF-1基因调控羽毛毛囊发育的作用研究[D];吉林农业大学;2011年
3 郭炫;骨形态发生蛋白4（Bmp4）在鹅胚胎期皮肤及羽芽中的表达研究[D];吉林农业大学;2008年
本文编号：2760475
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