牦牛体外受精胚胎的发育转录组研究

发布时间：2017-06-25 08:03

  本文关键词：牦牛体外受精胚胎的发育转录组研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用体外受精(IVF)技术生产的胚胎已成为家畜胚胎移植的重要胚胎来源。本研究利用IVF技术生产牦牛胚胎,提取生产的2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑椹胚和囊胚等5个阶段的牦牛胚胎RNA后,采用Smart-seq2方法扩增,构建文库,选用Illumina HiseqTM2500(PE125策略)测序平台进行RNA-seq与分析,旨在为解析牦牛早期胚胎发育的分子调控机制和进一步优化牦牛早期胚胎体外生产技术提供理论基础。研究结果表明:(1)收集到妊娠母牦牛与未妊娠母牦牛平均每个卵巢的可用卵母细胞(COC)数分别为3.66和3.33个,两者体外成熟率、卵裂率、囊胚率分别为85.5%和84.9%、71.4%和69.3%、23.3%和26.2%(P0.05)。(2)对2-细胞、4-细胞、8-细胞、桑椹胚和囊胚5个阶段的牦牛早期胚胎进行RNA-seq,得到干净序列(clean reads)数分别为:23,905,262、21,660,372、21,889,764、21,619,494和20,300,392条,数据质量分析和差异表达基因(DEG)qRT-PCR验证了测序结果的可靠性。(3)5个阶段牦牛胚胎测序数据与牦牛基因组数据库比对上的转录本分别为14,326、13,791、14,893、11,469和9,872个,获得的新转录本分别为583、864、665、595和759个。(4)5个阶段牦牛早期胚胎转录本分别有116,601、234,131、196,420、70,841和94,840个单核苷酸多态位点(SNP);主要有5种可变剪切类型,转录起始区域可变剪切(TSS)和转录结束区域可变剪切(TTS)所占比例最大。(5)牦牛胚胎2-细胞期vs 4-细胞期得到DEG总数是6,922,上调2,556,下调4,366;4-细胞期vs 8-细胞期DEG总数为7,601,其中上调3,483,下调4,118;8-细胞期vs桑椹胚DEG总数为8,071,其中上调5,722,下调2,349;桑椹胚vs囊胚DEG总数为10,555,其中上调6,166,下调4,389。GO分析表明DEG主要富集在分子功能、生物过程和细胞组分三个类别。(6)KEGG pathway注释结果表明牦牛早期胚胎发育卵裂球之间存在着密切的交流。2-细胞期vs 4-细胞期、4-细胞期vs 8-细胞期、8-细胞期vs桑椹胚和桑椹胚vs囊胚分别涉及308、310、316和315条通路。MAPK、ECM、细胞因子、内吞作用和泛素介导的蛋白通路等与蛋白代谢调节和增殖调控分裂密切相关的通路得到了富集。
【关键词】：牦牛 体外受精 早期胚胎 转录组测序 GO分析
【学位授予单位】：西南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S823.85
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 部分缩略语10-11
• 前言11-12
• 第一部分 文献综述12-23
• 第一章 早期胚胎发育的研究12-18
• 1.1 配子的成熟与受精12-14
• 1.1.1 卵母细胞的成熟12
• 1.1.2 精子获能12-13
• 1.1.3 受精13-14
• 1.2 早期胚胎的发育14-16
• 1.2.1 早期胚胎发育的过程14
• 1.2.2 早期胚胎发育的相关基因14-16
• 1.2.3 早期胚胎体外培养16
• 1.3 牦牛体外受精的研究16-18
• 第二章 单细胞RNA-seq的研究概况18-23
• 2.1 RNA-seq技术概述18-20
• 2.2 单细胞转录测序的应用20-21
• 2.3 牛早期胚胎发育的转录组学研究21-23
• 第二部分 实验部分23-58
• 第三章 牦牛胚胎的体外生产23-28
• 3.1 试剂与材料23-25
• 3.1.1 试验动物23
• 3.1.2 主要仪器设备23
• 3.1.3 试剂与牦材23-24
• 3.1.4 试剂配制24-25
• 3.2 试验方法25-26
• 3.2.1 卵母细胞的体外成熟（In vitro maturation, IVM）25
• 3.2.2 体外受精（In vitro fertilization, IVF）25-26
• 3.2.3 胚胎培养（In vitro culture, IVC）26
• 3.3 结果26-27
• 3.4 讨论27
• 3.5 小结27-28
• 第四章 RNA-seq解析牦牛早期胚胎发育的基因表达模式28-58
• 4.1 材料与方法28-33
• 4.1.1 样品处理28
• 4.1.2 文库构建和测序28
• 4.1.3 信息学分析概述28-29
• 4.1.4 数据深层次分析29-33
• 4.2 结果33-51
• 4.2.1 牦牛胚胎数据质量分析33-37
• 4.2.2 胚胎转录组数据的注释37
• 4.2.3 定量PCR及基因表达量分析37-39
• 4.2.4 SNP及可变剪切分析39-41
• 4.2.5 GO富集与KEGG通路分析41-51
• 4.3 讨论51-56
• 4.3.1 质量控制评估51
• 4.3.2 转录组分析51-53
• 4.3.3 差异表达基因53-56
• 4.4 小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-66
• 附表66-72
• 附录：研究生阶段发表的论文72-73
• 致谢73-74

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本文编号：481323