十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯作用兔疥螨的转录组和蛋白质组研究

发布时间：2017-06-21 18:04

  本文关键词：十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯作用兔疥螨的转录组和蛋白质组研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：疥螨(Sarcoptes scab ie i)是一种寄生于人和动物皮肤表皮层的体外寄生虫,传染性强并且对宿主的危害性较大。十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯(octadecanoic acid-3,4-tetrahydrofuran diester)是从杀虫植物印楝(Azadirachta indica A. Juss)中提取分离出的一种新物质,体外杀螨实验结果表明其杀螨虫作用较强,但是其作用机制还不清楚。本研究采用RNA-seq测序和iTRAQ技术分别对药物作用疥螨虫体转录组和蛋白质组进行研究,为了阐明十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯抗疥螨的分子机制,寻找药物作用的新靶点,开发新的抗疥螨药物奠定基础,主要研究结果如下：1.十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯对兔疥螨转录组的研究利用Illumina HiSeqTM2000高通量测序技术分析十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯对疥螨转录组的影响获得总的原始数据为24.14 Gb,去冗余后的有效数据为23.82 Gb。经过de novo组装后获得可靠转录本91，006个,平均contigs为843 nt,N50为1,575 kb。疥螨虫体转录组中14,123个Unigenes与EggNOG数据库有对应的关系,根据功能可以将Unigenes分为23类；Unigenes共注释有20,166个GO功能,分为34个GO term。通过对比实验组和对照组转录序列和表达水平,获得差异表达明显的基因13,330个,其中上调5,445个,下调7,885个。这些差异表达明显的基因GO功能主要富集在16条生物学过程、14条细胞组分和11条分子功能GO-term中。KEGG通路主要富集在28条通路中,其中与能量代谢相关的有三羧酸循环、氧化磷酸化代谢途径和丙酸代谢等。三羧酸循环和氧化磷酸化是能量代谢的重要通路,研究表明十八碳酸-3,4.四氢呋喃二酯作用虫体后,主要导致三羧酸循环途径(45个下调)和氧化磷酸化途径中(60个下调和2个上调)基因差异表达。通过对疥螨转录组的研究,揭示了疥螨转录组的整体表达特征,并构建了cDNA文库。2.十八碳酸3,4.四氢呋喃二酯对兔疥螨蛋白质组的研究利用iTRAQ技术分析十八碳酸-3,4.四氢呋喃二酯对疥螨虫体蛋白质组的影响,鉴定到了3406个蛋白质,获得显著性表达差异蛋白质有184个,其中上调的有102个,下调的有82个。这些差异表达蛋白GO功能显著性富集在生物学过程(8个)、细胞组分(8个)和分子功能(6个)GO-term中。KEGG通路主要富集在88条通路中,包括转录因子、收集管的酸性分泌、氧化磷酸化代谢途径和溶酶体通路等。该研究从蛋白质水平阐明药物影响疥螨虫体的分子特征,获得了药物作用虫体的潜在作用靶点,如NADH-Q还原酶、ATP合酶等。3.转录组和蛋白质组联合分析将转录组和蛋白质组的相关数据经过关联分析,发现两组学间结果相关性较好。从不同表达水平揭示了十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯作用疥螨虫体后基因表达及表达后调控的规律,找到了两组学之间共有差异表达信息,发现并证实了与能量代谢相关基因及蛋白表达呈现显著性差异,为后续研究药物具体作用靶标提供了数据。结论：本研究首先从基因和蛋白质水平上分别阐明十八碳酸3,4-四氢呋喃二酯影响疥螨虫体的分子特征,然后将两组学研究结果进行联合分析,找到了药物可能的作用靶点,为进一步研究十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯的具体作用靶标奠定了基础。
【关键词】：十八碳酸-3 4-四氢呋喃二酯 疥螨 转录组 蛋白质组
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S859.7
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-9
• 缩略符号对照表9-14
• 第一章 文献综述及研究目的与意义14-22
• 1 文献综述14-20
• 1.1 疥螨的生物学特征及防治研究概况14-15
• 1.1.1 疥螨的生物学特性14-15
• 1.1.2 疥螨病的诊断与防治15
• 1.2 抗疥螨药物开发与靶向药物15-16
• 1.3 印楝和十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯相关研究概述16-18
• 1.3.1 植物来源和研究16-17
• 1.3.2 十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯的活性研究17-18
• 1.4 转录组学18-19
• 1.5 蛋白质组学19-20
• 2 研究目的及意义20-22
• 第二章 十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯作用疥螨虫体转录组研究22-44
• 1 材料与方法22-27
• 1.1 兔疥螨虫体的获取22
• 1.2 RNA的提取22-23
• 1.3 cDNA文库构建及Illumina测序流程23
• 1.4 数据处理与评估23-24
• 1.4.1 产量统计23
• 1.4.2 组装的Contigs和Unigenes长度分布统计23-24
• 1.4.3 功能注释及分类24
• 1.4.4 样品测序质量评估24
• 1.5 基因表达注释24
• 1.6 差异基因的分析24-26
• 1.6.1 差异表达基因的筛选24
• 1.6.2 基因表达模式聚类分析24-25
• 1.6.3 Gene Ontology功能显著性富集分析25
• 1.6.4 Gene Ontology功能分类25
• 1.6.5 Pathway显著性富集分析25-26
• 1.7 荧光定量PCR验证26-27
• 2 结果与分析27-40
• 2.1 RNA提取及质检分析27-28
• 2.2 测序产量统计28
• 2.3 测序饱和度分析28
• 2.4 测序随机性分析28-29
• 2.5 组装的Contigs和Unigenes长度分布统计29-31
• 2.5.1 疥螨虫体转录组的Contigs长度分布及质量统计30
• 2.5.2 疥螨虫体转录组可靠Contigs长度分布及质量统计30-31
• 2.6 疥螨虫体转录组注释31-35
• 2.6.1 疥螨虫体转录组的Unigens在NR数据库中的注释分类结果31-32
• 2.6.2 疥螨虫体转录组的Unigenes EggNOG功能分类32-34
• 2.6.3 GO功能注释34-35
• 2.7 差异表达基因的分析35-40
• 2.7.1 差异表达基因的数量分析35-36
• 2.7.2 差异表达基因GO功能注释36-37
• 2.7.3 差异表达基因GO功能网络拓扑37-38
• 2.7.4 差异表达的基因KEGG通路注释38-39
• 2.7.5 差异表达的基因KEGG通路网络拓扑39-40
• 2.8 差异表达基因荧光定量PCR验证结果40
• 3 讨论40-43
• 3.1 RNA-seq测序在转录组中的应用40-41
• 3.2 能量代谢途径及相关基因41-43
• 3.2.1 三羧酸循环代谢途径及相关基因41
• 3.2.2 氧化磷酸化代谢途径及相关基因41-43
• 4 小结43-44
• 第三章 十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯作用疥螨虫体蛋白质组研究44-62
• 1 材料与方法44-47
• 1.1 材料44
• 1.2 实验仪器和试剂44
• 1.3 实验方法及步骤44-47
• 1.3.1 蛋白质的提取44-45
• 1.3.2 定量蛋白质组学的流程45-46
• 1.3.3 蛋白质组学生物信息学分析46-47
• 1.3.3.1 数据库的选择与搜索46-47
• 1.3.3.2 蛋白质鉴定信息统计47
• 1.3.3.3 差异蛋白质GO及KEGG通路富集分析47
• 1.3.3.4 差异表达蛋白InterProScan功能注释47
• 2 结果与分析47-57
• 2.1 蛋白质检测47-48
• 2.2 蛋白质样本质谱鉴定48-52
• 2.2.1 肽段质量评估48-49
• 2.2.2 基本信息鉴定49
• 2.2.3 蛋白质相对分子质量分布49-50
• 2.2.4 肽段序列长度分布分析50
• 2.2.5 肽段序列覆盖度分析50-51
• 2.2.6 Unique肽段数量分布51-52
• 2.2.7 蛋白质等电点分布图52
• 2.3 差异表达蛋白分析52-56
• 2.3.1 蛋白质丰度比分布图52-53
• 2.3.2 差异蛋白统计分布53
• 2.3.3 差异蛋白的GO富集分析53-55
• 2.3.4 差异蛋白的Pathway富集分析55
• 2.3.5 差异表达蛋白InterProScan功能注释55-56
• 2.4 差异蛋白和差异基因的关联分析56-57
• 2.4.1 蛋白质组与转录组关联分析56-57
• 2.4.2 差异蛋白及其对应基因的关联分析57
• 3 讨论57-61
• 3.1 杀虫机制及耐药性方面相关研究57-58
• 3.2 十八碳酸-3,4-四氢呋喃二酯对疥螨蛋白质的影响58-61
• 3.2.1 能量代谢酶58-59
• 3.2.2 机体保护酶59
• 3.2.3 组织蛋白酶59-60
• 3.2.4 烯醇化酶60
• 3.2.5 细胞骨架60
• 3.2.6 其它60-61
• 3.3 联合分析相关研究61
• 4 小结61-62
• 第四章 结论与创新性62-63
• 1 结论62
• 2 主要创新点62-63
• 参考文献63-75
• 研究生期间参与论文发表情况75-76
• 致谢76-77

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本文编号：469459