利用RNA测序技术鉴别安义瓦灰鸡“灰羽”形成相关基因

发布时间：2020-08-28 16:17

　　安义瓦灰鸡(俗称瓦灰鸡)是江西省的一个重要地方鸡种资源,具有“三灰”(灰羽、灰胫和灰喙)特征,是国内少数现存以“灰羽”为特征的地方鸡种。到目前为止,关于安义瓦灰鸡“灰羽”形成的因果基因和因果突变尚未见报道,对于“灰羽”形成的分子机制还缺乏足够的认识。基于此,本研究以安义瓦灰鸡和宁都黄鸡为亲本构建的正反交F_1代资源群体为研究对象,选取F_1代群体中具有纯黑羽(Black)、灰羽(Grey)和黄羽(Yellow)表型个体各3羽,利用Hiseq2500测序平台对三种羽色共9个个体的新生羽毛毛囊组织进行转录组测序,分析不同羽色毛囊组织中差异表达基因(DEGs),同时采用qRT-PCR验证测序准确性,随后利用GO和KEGG分析对DEGs进行注释和信号通路富集。主要研究结果如下:(1)RNA初始测序数据经过质控后,平均在每个黑羽、灰羽和黄羽个体测序文库中分别获得了67,773,426、69,693,067和68,754,708条clean reads;其中,92.2%以上的reads可比对到鸡参考基因组(galGal5.0)。(2)通过对reads的比对分析,三种羽色毛囊组织中共检测出表达基因24293个;其中黑羽、灰羽和黄羽毛囊组织中表达的基因数分别为18165个、17552个和17489个;三种羽色毛囊组织中共表达基因16480个,黑羽、灰羽和黄羽毛囊组织中特异表达基因分别为720个、351个和333个。随机选取7个共表达基因进行qRT-PCR检测,检测结果和测序结果基本一致,表明测序结果准确。(3)在黑羽和灰羽(Black_VS_Grey)、黑羽和黄羽(Black_VS_Yellow)和灰羽和黄羽(Grey_VS_Yellow)各对比组之间分别检测到125个、290个和61个显著的DEGs(P0.05),其中三个对比组中共有的DEGs有2个,分别为TYR和CRYAB。与黑羽组相比,灰羽组有68个基因显著上调表达,57个基因显著下调表达,其中与羽色形成相关的功能基因有9个,这些基因和“灰羽”形成有着密切的关系。(4)对上述DEGs进行GO功能富集分析,发现有74个源自Black_VS_Grey和152个源自Black_VS_Yellow的DEGs被分别注释到21条和33条GO terms中,而Grey_VS_Yellow对比组未发现显著富集的GO terms和相关通路;被富集的GO terms主要与细胞组分、分子功能和生物学过程相关;进一步通过KEGG对上述DEGs进行通路富集分析,发现一条由TYR、WNT16、WNT5B、EDNRB2等基因主导参与的黑色素生成通路与“灰羽”的形成显著相关。本研究通过对F_1代群体中纯黑羽、灰羽和黄羽新生羽毛毛囊组织进行转录组测序,得到大量有用的转录本信息,通过对转录本信息进行基因注释和分析,筛选出9个可能与灰羽表型相关的功能候选基因,同时发现瓦灰鸡“灰羽”的形成与黑色素生成的通路显著相关,上述结果将为进一步鉴别安义瓦灰鸡“灰羽”因果基因、因果突变及其分子机制提供转录水平的证据。
【学位单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S831
【部分图文】：

公鸡,母鸡,优质肉鸡,绿色保健食品

图 1-1 安义瓦灰鸡（左：母鸡，右：公鸡）Fig 1.1 Anyi Grey Chicken (Left: Hen, Right: Cock)独特的“灰羽”外观，安义瓦灰鸡还具备肉嫩、汁鲜、味美，富含氨等营养物质，脂肪和胆固醇含量低，是绿色保健食品的绝佳原料；还寒、小儿惊风和妇女习惯性流产的功效，自古民间是作为验方流传于有较好药效的泰和乌鸡相比，后者肌纤维的密度较大，其风味、鲜美[4]。由此可见，安义瓦灰鸡作为肉药兼用型优质肉鸡品种，具有较大经

黑色素细胞,角质细胞,多巴

第一章文献综色素细胞内存在半胱氨酸（Cyteinyl）和谷胱甘肽等巯基化合物时，多巴醌会与其自发发生反应，生成半胱氨酰多巴（Cyteinyl-DOPA）或谷氨酰胺多巴，随后进一步生成褐黑素[16]。这两种黑色素的分布和比重决定了动物毛色、肤色或羽色的形成[17-18]。

黑素,生物合成途径,腺苷酸环化酶系统,环腺苷酸

鸟苷（GDP）转变为有活性的三磷酸鸟苷（GTP），激活了腺苷酸环化酶系统，致使细胞内环腺苷酸（cAMP）水平升高，进一步激活酪氨酸酶的活性，继而催化酪氨酸合成黑色素（图1-3）。在这一过程中，agouti蛋白（ASP）与α-MSH和ACTH竞争性结合MClR，导致cAMP水平降低，抑制黑色素的合成[21-22]。

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