陆川猪皮肤组织转录组测序及毛色决定分子机制初步分析

发布时间：2017-07-20 13:24

  本文关键词：陆川猪皮肤组织转录组测序及毛色决定分子机制初步分析

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【摘要】：为探讨黑白花陆川猪皮肤毛色形成的分子机制,应用高通量测序技术对广西本地猪同一头陆川猪黑色和白色皮肤组织进行了转录组测序,分别获得了35201618和31171136条读段序列,其中唯一定位于猪参考基因组(Sscrofa10.2版本)分别占总读段数的74.9%、73.6%。经碱基测序错误率分布检查、表达标签测序质量均值的分布峰值分析、ATGC含量分布检查、测序时序列长度的分布检查及对猪参考基因组定位检测,显示测序数据质量较高,基因饱和度分析显示曲线斜率接近于0,说明数据接近于饱和,可用于分析基因的表达模式。对获得的黑色皮肤组织和白色皮肤组织转录组数据进行拼接和系统的生物信息分析。多样品差异表达基因分析可知黑色皮肤相对于白色皮肤有7个基因表达显著上调,包括：TYRP1(酪氨酸酶相关蛋白1),DCT(即TYRP2,酪氨酸酶相关蛋白2),TRPM1(瞬时受体势M亚基1),KRT35,LOC100524022以及两个新基因(知道基因长度和编码的蛋白,但功能注释不全)。其中TYRP1,TRPM1只在Ctrl-Hei中表达(log2FC得分分别为11.15,9.51),其次是DCT,它在黑色皮肤组织中的表达量是Ctrl-Bai中的表达量是25.57倍。再次就是两个编码角蛋白的基因KRT35,LOC100524022。黑色皮肤相对于白色皮肤组织有8个基因表达显著下调,包括S100A7, S100A8, S100A12, S100A9, C14H10orf99, ARG1, LOC100738912和MMP1。他们的log2FC均在4和6之间,其基因的功能主要包括四个钙结合蛋白S100A7,S100A8,S100A12和S100A9,一个基质金属蛋白酶(MMPl),一个精氨酸酶(ARG1)。对表达差异基因进行G0分析显示,在黑色皮肤中表达上调的基因LOC100524022, LOC100622023, LOC100519107, KRT74和LOC106504189显著富集(p=0.0008)于角蛋白,因而推测黑色皮肤和白色皮肤所使用的角蛋白有所不同。差异表达基因KEGG Pathway分析得知,白色皮肤因缺少TYRP1和TYRP2基因的表达造成代谢通路无法合成真黑色素。此外,白色皮肤组织中还缺少基因黑色素体转移相关基因TRPM1的表达。这可能是其肤色差异的最主要原因。结论：白色毛皮合成真黑色素相关酶的基因TRYP1和TRYP2及黑色素体转移相关的基因TRPM1均显著下调表达,这可能是导致毛色差异的主要原因。
【关键词】：陆川猪 黑色皮肤 白色皮肤 差异表达基因 转录组测序
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S828
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章：组织转录组测序及毛色决定分子机制研究进展12-31
• 1. DNA测序技术发展历程12-18
• 1.1 第一代测序技术12-13
• 1.2 第二代测序技术13-17
• 1.3 第三代测序技术17-18
• 2 转录组学概述18-23
• 2.1 转录组学研究方法18-23
• 3 猪基因组测序23-24
• 4 哺乳动物毛色决定24-30
• 4.1 黑色素的形成过程25-28
• 4.2 毛色形成相关基因28-30
• 5. 实验目的和意义30-31
• 第二章：转录组测序数据质量控制及单样品分析31-59
• 前言31-32
• 2.1 实验材料与方法32-35
• 2.1.1 采样32
• 2.1.2 测序基本过程32-33
• 2.1.3 实验流程图33-35
• 2.2 研究结果分析与讨论35-58
• 2.2.1 文库测序质量的检测35-46
• 2.2.2 mRNA-seq测序质量控制分析及结果46
• 2.2.3 单样品分析46-57
• 2.2.4 单样品分析结果57-58
• 2.3 结论58-59
• 第三章: 陆川猪黑色皮肤与白色皮肤差异表达基因生物信息分析59-80
• 前言60
• 3.1 实验方法60
• 3.2 研究结果60-75
• 3.2.1 陆川猪黑色皮肤与白色皮肤差异表达基因分析60-63
• 3.2.2 表达差异基因GO分析63-75
• 3.3 讨论75-79
• 3.4 结论79-80
• 参考文献80-83
• 附录83-103
• 致谢103
• 攻读学位期间发表论文情况103

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