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性早熟在家畜生产上是一个具有重要经济价值的优良性状。我国地方猪品种资源的早熟特性十分明显,开展猪性成熟调控机制的研究,对加快高繁殖力猪育种进程研究具有重要意义。本研究选取早熟地方品种合作猪公猪为试验对象,以长白猪为对照,分别采集30、90、120、180和240日龄睾丸组织(每组3个重复),进行如下研究:1)比较不同发育时期合作猪和长白猪睾丸物理形态学结构及血清睾酮(T)、雌二醇(E2)、促卵泡生成素(FSH)和促黄体生成素(LH)浓度变化;2)借助苏木精-伊红染色法(HE)和透射电镜检测法(TEM)对不同发育时期合作猪和长白猪睾丸组织形态学进行观察,分析比较其曲细精管、间质细胞、支持细胞和生精细胞的发育状况,并结合血清T、E2、FSH和LH水平度量合作猪性成熟时期,为构建性成熟前后时期合作猪睾丸组织的高通量测序文库提供依据;3)利用RNA-Seq和small RNA-Seq技术及生物信息学手段对30日龄(未性成熟)和120日龄(性成熟)合作猪及同日龄长白猪睾丸组织中的lnc RNA(long non-coding RNA)、m RNA和mi RNA(micro RNA)表达谱进行研究,并进行差异表达、GO功能和KEGG信号通路分析,以期探索lnc RNA、m RNA和mi RNA在合作猪性早熟过程中的调控机制;4)构建lnc RNA-mi RNA-m RNA的ce RNA调控网络,对潜在的性早熟性状候选分子进行鉴定和分析。研究的主要结果如下:(1)随着日龄的增加,合作猪和长白猪睾丸重量、体积也在逐渐变大,总体表现出前期生长迅速、后期逐渐减慢的规律,30~90日龄时睾丸生长强度最大,表明这个阶段是睾丸生长发育的关键时期。(2)合作猪血清T浓度总体上随日龄的增长而升高,且在各阶段均高于长白猪;血清E2浓度在30日龄时就有较高水平,90日龄时明显降低,随后升高,并在180日龄之后降低,且各阶段均显著高于长白猪(P<0.05);血清FSH浓度在90日龄之前显著高于长白猪(P<0.05),且在90日龄达到最高水平,但在120、180和240日龄时极显著低于长白猪(P<0.01);血清LH浓度随着日龄增长表现出不同幅度的升高和降低,总体水平趋于稳定,且在各日龄均极显著高于长白猪(P<0.01)。上述结果表明,高水平的T、E2、FSH和LH可能与合作猪的性早熟有关,且FSH可能在合作猪性成熟之前在睾丸发育过程中起重要作用。(3)HE染色结果显示,随着日龄的增加,合作猪和长白猪睾丸的曲细精管直径和管腔面积逐渐增大,支持细胞、生精细胞和间质细胞数量也在不同幅度增加。其中30日龄和90日龄合作猪曲细精管直径显著高于长白猪(P<0.05),且在120日龄时极显著高于长白猪(P<0.01);生精细胞数量增长趋势与曲细精管直径表现一致。30日龄时睾丸中生精细胞的种类仅有精原细胞,随着日龄增加,生精细胞的类型也逐渐丰富,且120日龄合作猪睾丸中已出现精子,而长白猪睾丸并未发现;支持细胞数量也在120日龄之前大幅增加,且120日龄合作猪显著高于长白猪(P<0.05),合作猪睾丸间质细胞数量也在各阶段不同程度的高于长白猪。综上,合作猪睾丸中曲细精管直径以及支持细胞、生精细胞和间质细胞数量在120日龄时均极显著大于长白猪(P<0.01),表明合作猪睾丸发育要早于长白猪,且120日龄表现出性成熟。TEM观测结果显示,相较于长白猪,合作猪生精细胞和支持细胞周围观察到更多的线粒体、脂滴和各种细胞器,它们可能促进了合作猪睾丸的发育。(4)使用RNA-Seq技术在Ha(30日龄合作猪)、Hb(120日龄合作猪)、La(30日龄长白猪)和Lb(120日龄长白猪)组中分别鉴定到10706个lnc RNA(包括9282个已知lnc RNA和1424个新lnc RNA)和21674个m RNA(包括20666个已知m RNA和1008个新m RNA)。在Ha vs Hb、La vs Lb、Ha vs La和Hb vs Lb比较组中分别鉴定到1984、2073、230和284个差异表达lnc RNA,以及9343、8647、1322和1277个差异表达m RNA。差异表达lnc RNA预测的靶基因和差异表达m RNA的GO功能和KEGG信号通路结果显示,它们主要参与生长发育、生殖过程和代谢等GO功能,显著富集在PI3K-Akt、Hippo等与细胞发育和生殖密切相关的KEGG信号通路上。经过进一步筛选,挖掘出了3个可能与合作猪性早熟性状相关的候选lnc RNA(LOC102166140、LOC110259451和MSTRG.15011.2)。(5)使用small RNA-Seq技术在Ha、Hb、La和Lb组中共鉴定到1452个mi RNA(包括359个已存在mi RNA、761个已知mi RNA和332个新mi RNA)。在Ha vs Hb、La vs Lb、Ha vs La和Hb vs Lb比较组中分别鉴定到549、468、133和247个差异表达mi RNA。差异表达mi RNA预测的靶基因的GO功能和KEGG信号通路结果显示,它们主要参与细胞发育、生殖发育过程、代谢和免疫系统发育等GO功能,显著富集在Wnt、Rap1和m TOR等生殖相关、睾丸发育和精子发生相关的KEGG信号通路上。通过进一步筛选,找出了6个可能与合作猪性早熟性状相关的候选mi RNA(ssc-mi R-29b、ssc-mi R-199b、ssc-mi R-383、ssc-mi R-149、ssc-mi R-615和ssc-mi R-370)。(6)基于lnc RNA、m RNA和mi RNA共表达ce RNA网络分析发现,差异表达lnc RNA的靶基因主要涉及生殖系统发育、生殖过程和精子活力等GO功能以及ECM-受体相互作用、糖酵解/糖异生、类固醇激素合成、PI3K-Akt、Hippo和Wnt等KEGG信号通路。在此基础上,挑选了10个影响睾丸发育和精子发生过程的相关基因构建了lnc RNA-mi RNA-m RNA ce RNA调控网络。通过进一步筛选,锁定了3对lnc RNA-mi RNA-m RNA重要关系对(LOC100736806-ssc-mi R-146b-SPATA3、MSTRG.12337.2-ssc-mi R-130b-5p-DMRTC2和XR_002346198.1-ssc-mi R-34c-SMAD4),它们可能通过ce RNA机制在合作猪性早熟调控过程中起重要作用。综上所述,通过对合作猪不同发育阶段睾丸的物理形态学测定、血清生殖激素测定及组织形态学分析等判断出合作猪公猪在120日龄时到达性成熟。并以此为依据对未性成熟(30日龄)和性成熟时期(120日龄)的合作猪及同日龄长白猪睾丸组织中lnc RNA、m RNA和mi RNA的特征和表达进行了研究,并通过生物信息学手段及功能分析分别找出了一些可能参与合作猪性早熟过程调控的重要分子以及通过ce RNA作用机制的lnc RNA-mi RNA-m RNA关系对,今后需在细胞水平上更进一步验证这些分子的具体调控机制。该研究希望通过对合作猪性早熟的研究,为今后加快高繁殖力猪育种进程研究提供一定科学依据。