基于高通量测序的中国荷斯坦奶牛瘤胃宏转录组研究

发布时间：2021-01-16 17:50

　　随着奶业的加速发展,牛奶的质量越来越受到社会的广泛关注,乳脂肪含量是衡量牛奶品质的重要指标之一。中国荷斯坦奶牛是中国数量最多、分布最广、产乳量最高的奶牛品种,但其产生的牛奶中乳脂肪含量偏低。奶牛瘤胃中植物细胞壁多糖降解后生成的乳脂前体物乙酸和丁酸是乳腺中主要的生脂活力来源,对提高乳脂肪含量具有重要作用。将植物细胞壁多糖转化为乙酸和丁酸涉及许多过程,首先是植物细胞壁多糖降解为单糖的过程,然后是单糖发酵生成乙酰辅酶A的过程,而后是乙酰辅酶A作为底物在不同酶催化下生成乙酸和丁酸的过程,这些过程由瘤胃微生物完成。目前,对于瘤胃微生物在这些过程中的真实作用,尚不是很清楚,有必要利用宏转录组学技术对瘤胃微生物进行研究。本研究通过改进奶牛瘤胃样品总RNA提取方法,获得了中国荷斯坦奶牛6个瘤胃样品中高质量的总RNA。先用试剂盒去除总RNA中的核糖体RNA,而后利用Roche GS FLX对饲喂后的5个样进行测序,采用HiSeq 2000对饲喂前的1个样进行测序。对原始测序数据前处理以及去除核糖体序列后,总计获得1.2G的高质量非核糖体序列。宏转录组分析结果显示,瘤胃中约30%的非核糖体序列在NR数据库... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院北京基因组研究所)北京市

【文章页数】：100 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
专业词汇中英文对照表
1 引言
    1.1 宏基因组学和宏转录组学
    1.2 中国荷斯坦奶牛
    1.3 瘤胃特点
    1.4 瘤胃环境微生物多样性及功能研究进展
        1.4.1 瘤胃细菌
        1.4.2 瘤胃古菌
        1.4.3 瘤胃真菌
        1.4.4 瘤胃原虫
    1.5 瘤胃微生物降解植物细胞壁多糖研究进展
    1.6 瘤胃微生物生成乳脂肪前体物研究进展
        1.6.1 瘤胃中乙酸生成研究现状
        1.6.2 瘤胃中丁酸生成研究现状
    1.7 瘤胃宏转录组研究意义
2 材料与方法
    2.1 奶牛瘤胃样品的采集
    2.2 总RNA的提取和纯化
    2.3 RNA文库构建和测序
        2.3.1 Roche GS FLX文库构建和测序
        2.3.2 Illumina HiSeq 2000文库构建和测序
    2.4 生物信息学分析
        2.4.1 测序数据前处理
        2.4.2 rRNAs和non-rRNAs的识别
        2.4.3 奶牛瘤胃宏转录组non-rRNAs物种组成分析
        2.4.4 奶牛瘤胃宏转录组non-rRNAs功能注释
3 结果与讨论
    3.1 奶牛瘤胃宏转录组总RNA的提取
    3.2 奶牛瘤胃宏转录组高通量测序结果
    3.3 核糖体序列的识别和去除
    3.4 基于已知功能基因转录本的奶牛瘤胃微生物群落组成
        3.4.1 瘤胃细菌
        3.4.2 瘤胃古菌
        3.4.3 瘤胃真菌
        3.4.4 瘤胃原虫
        3.4.5 瘤胃微生物多样性小结
    3.5 奶牛瘤胃微生物的功能和代谢特征
        3.5.1 基于COG
        3.5.2 基于KEGG
        3.5.3 瘤胃微生物功能特征小结
    3.6 奶牛瘤胃中植物细胞壁多糖高效降解模式
        3.6.1 植物细胞壁多糖降解相关酶
        3.6.2 植物细胞壁多糖降解相关结合蛋白
        3.6.3 植物细胞壁多糖降解过程中发挥作用的功能微生物
        3.6.4 植物细胞壁多糖高效降解模型
        3.6.5 瘤胃微生物降解植物细胞壁多糖小结
    3.7 奶牛瘤胃中乳脂肪前体物生成途径
        3.7.1 酸生成途径中关键酶及功能微生物
        3.7.2 丁酸生成途径中关键酶及功能微生物
4 总结
参考文献
附录
作者简历及在学期间发表文章



本文编号：2981268