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骨骼肌生成是一个非常复杂和精密的过程,涉及各种因素和细胞过程的激活。肌卫星细胞对骨骼肌肌源性分化和再生至关重要,其功能受多种基因和通路的调节。随着研究的不断深入,一种同时具备非编码RNA调控功能与蛋白编码功能的新型RNA分子即编码和非编码RNA（cncRNA）进入我们的视线。为了进一步探究cncRNA编码产物所发挥的具体功能,本研究以增殖（GM）和分化第二天（DM2）两个不同时期的牛骨骼肌卫星细胞为研究对象,利用转录组（RNA-seq）、翻译组（RNC-seq）、蛋白组（LC-MS/MS）和微肽组测序技术进行多组学多水平的联合比对分析,旨在筛选出在牛肌细胞内潜藏的cncRNA及其编码产生的微肽蛋白组,并通过qRT-PCR、Western Blot、EdU等方法检测其对成肌分化过程的具体影响,以期为深入了解牛机体内的存在的cncRNA提供一条全新的途径。1.牛肌卫星细胞内的基因在不同分子水平的表达特征及趋势分析。本研究通过LC-MS/MS、RNA-seq以及RNC-seq等技术对GM和DM2的牛骨骼肌卫星细胞RNA、RNC与蛋白质样品进行测序分析,结果显示三组学分别鉴定到4196个具有两条独特肽段的定量蛋白、17340条定量转录本、21812条与核糖体潜在结合的转录本。分别以DM2/GM、|log2FC|＞1,P＜0.01或FDR＜0.01为筛选标准,筛选出325个差异蛋白、2893个差异转录本及2431个差异RNC-mRNA。分别对鉴定到的差异数据进行生物信息学分析发现,很多基因在三种不同的组学中具有不同的表达趋势,部分基因在mRNA转录水平与其在核糖体翻译水平甚至呈相反的表达趋势,这一普遍性结果说明同一基因在不同的表达水平上其表达趋势具有明显差异,也证实了转录调控、转录后调控、翻译调控及翻译后调控在基因发挥其功能的过程中具有比其表达量更重要的作用。也说明了转录/翻译调控因子的重要性。同时,小肽组学数据统计结果显示,在36-18k Da我们鉴定到834条小肽;在18k-0k Da鉴定到176条小肽,说明这种小肽是机体普遍存在的且可能具有重要的调控或功能性作用,为我们后续开展功能性活性分子（如微肽）的筛选和鉴定提供内源依据。2.牛肌卫星细胞内的cncRNA及其编码微肽的筛选及验证。本研究通过转录组数据与翻译组数据对比分析,筛选获得35289条在转录组和翻译组共表达的转录本,其中lncRNA有455条,un-know RNA有2315条,将以上数据构建为cncRNA数据集。通过对cncRNA数据集进行ORF预测,得到cncRNA虚拟蛋白数据库。与总蛋白对比搜库后筛选出46条具备潜在编码能力的cncRNA,根据各组学数据表达量从中挑选出4个cncRNA编码产生的微肽构建超表达载体与细胞模型,通过q RT-PCR、EdU细胞增殖实验、Western Blot技术检测上调研究靶标后对成肌细胞的影响。结果发现上调METRG.27141.2、MSTRG.13302.1、MSTRG.3197.1和MSTRG.3774.1后对牛肌卫星细胞的增殖分化均无显著影响。为了进一步探究编码小肽在不同物种间的保守性和对其他成肌细胞的影响,选择将MSTRG.3197.1和MSTRG.3774.1转入C2C12细胞后发现上调MSTRG.3197.1的表达后可以促进细胞的增殖与分化,而上调MSTRG.3774.1的表达后可以促进细胞增殖,以上结果初步证实了牛体内cncRNA及编码小肽的存在,且筛选出的小肽对骨骼肌的成肌分化具有一定影响作用。3.不同时期差异表达且具有潜在编码能力的lncRNA及其编码微肽的筛选及功能验证。比较分析转录组与翻译组数据,筛选获得在牛肌卫星细胞不同时期差异表达且可能具有翻译产物的lncRNA,通过CPC预测lncRNA的编码潜能,筛选出8条编码潜能较大的lncRNA,从中挑选4条lncRNA作为研究靶标构建相关超表达载体与细胞模型。通过q RT-PCR、EdU细胞增殖实验、Western Blot等技术检测靶标lncRNA及其编码微肽对肌肉发育的影响。结果显示上调ENSBTAT00000084270、MEG3和LOC101905509的表达后对牛肌卫星细胞均无显著影响,上调ENSBTAT00000081974的表达可以抑制牛肌卫星细胞增殖。之后同样将ENSBTAT00000081974和MEG3转入小鼠成肌细胞后发现ENSBTAT00000081974表达水平上调后无论在mRNA水平和蛋白水平上都显著抑制细胞的增殖与分化,而MEG3的表达上调对增殖分化均无显著影响。以上实验初步证实了部分lncRNA的编码功能,发现部分lncRNA编码的微肽对成肌分化具有一定作用。综上,本研究旨在通过RNA-seq、RNC-seq和蛋白质谱联合分析的方法鉴定和识别牛的cncRNAs,获取牛的cncRNA数据集,并开展部分cncRNA的功能验证,以期从另一层面深入剖析cncRNA的作用模式,扩宽并加深对cncRNA功能发挥和作用机制的理论认识,筛选鉴定牛肌肉发育过程中的重要微肽或小分子蛋白,为深入解析肌肉生长发育机制,推进肉牛品种培育遗传改良进程奠定理论基础。