基于RNA-seq筛选调控雷琼牛生长发育相关mRNA及LncRNA

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生长迟缓这一现象在我国的畜牧生产中比较常见,它会严重影响养殖业的经济效益。目前关于生长迟缓的研究多集中于宫内生长迟缓,对体外生长迟缓研究很少,一般集中在营养和防疫方面。在肉牛上,以分子水平探讨其体外生长迟缓机制的研究基本没有。本研究拟通过高通量测序技术、生物信息学分析等方法,研究在我国华南地区雷琼牛生长正常组和生长迟缓组肝脏中的相关基因及lnc RNA的表达差异,以揭示相关基因及lnc RNA在调控雷琼牛生长发育过程中的分子机制,为解决雷琼牛生长迟缓的问题提供一定的理论依据。本实验选取6头在相同的饲养条件2周岁健康的雷琼牛为实验动物。对6头雷琼黄牛进行了体重、体尺、眼肌面积及血清生长发育类激素水平的测量,根据测量数据将实验动物分为生长正常组和生长迟缓组,每组中各选取3头采集肝脏组织,用于提取RNA做后续的lnc RNA测序。主要研究结果如下:(1)雷琼牛生长迟缓组的体高、胸围、胸宽、腰宽、腰角宽、坐骨宽、头长、体重均显著低于生长正常组(P<0.05),腰高极显著低于生长正常组(P<0.01)。生长迟缓组中INS水平显著低于生长正常组(P<0.05),GH和IGF-1水平极显著低于生长正常组(P<0.01),一定程度地解释了雷琼牛生长迟缓的原因。(2)在雷琼牛生长正常组和生长迟缓组中检测到1124个显著差异表达的基因,其中上调有571个,下调有553个;24个显著差异的lnc RNA,其中上调有18个,下调有6个。对差异表达的m RNA及lnc RNA的靶基因进行GO和KEGG功能富集分析,GO分析表明,主要与免疫进程、应激的反应、代谢进程、肌肉和血管发育相关。KEGG分析表明,主要与Toll样受体信号通路、趋化因子信号通路、甲状腺激素信号通路、MAPK信号通路、PPAR信号通路、RIG-I样受体信号通路、氨基酸合成和代谢通路、碳代谢通路、维生素代谢通路等有关。(3)本研得到了一些富集在与生长发育相关的GO term和KEGG pathway上的基因,JUNB、VAMP8、KIAA1462、RPA1、WIF1、ACO2、IGFBP4、FGFR4、FLNB、EGFR、SDHAF4等作为调控雷琼牛生长发育的候选基因。基因ACOX2、SCD5、CPT1A、PPARA、ACOX1、RXRB、PCK2、SLC27A5、CPT2、EHHADH、RXRA下调,富集在PPAR信号通路在上,通过对PPPAR信号通路的调控进而影响雷琼牛的生长发育。差异表达的MAOB、OGDH、HADH、CYP1A1、EHHADH下调,富集在色氨酸代谢通路上,通过影响色氨酸的代谢过程来调控雷琼牛的生长发育。Lnc_002583可能通过对靶基因IFI44的调控进而影响雷琼牛的生长发育。Lnc_001379通过介导趋化因子CCL5和CCL16参与趋化因子信号通路来调控雷琼牛的生长发育。
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