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绒山羊皮肤基因差异表达对绒毛周期性生长及绒毛品质具有重要影响。皮肤基因的表达受到多种因素的调控,其中microRNA在基因转录后水平对基因的表达起调控作用。皮肤micro RNA和mRNA构成复杂的调控网络,调控毛囊的周期性生长以及发育。利用高通量测序技术研究绒山羊皮肤基因表达,并构建micro RNA与mRNA互作调控网络筛选与绒毛性状及周期性生长相关基因及microRNA,为发掘调控绒毛性状及周期性生长关键基因提供新思路。本研究采用高通量测序技术,对三只雌性内蒙古阿尔巴斯型绒山羊全年12个月皮肤样本进行转录组测序,分析全年各月份间皮肤基因表达差异性。将绒毛休止期与生长期皮肤转录组数据与microRNA数据联合分析,对差异表达micro RNA靶基因进行功能注释富集分析及构建microRNA与mRNA互作网络。从互作网络数据中筛选与绒毛性状及周期性生长相关的基因及micro RNA并进行验证。主要研究结果如下:1.皮肤转录组测序共获得高质量数据2.3亿条,测序总数据量达到30.7GB,平均每个月份皮肤测序数据量为2.6GB。拼接获得总基因数55541条,可变剪切数据105854条,平均拼接长度为1956.15bp,测序数据与拼接结果比对均在82%以上。2.皮肤基因转录本GO注释结果显示皮肤基因生物功能主要为代谢、调控以及刺激应答,细胞组分属性上主要为细胞结构和膜结构,分子功能属性上主要为结合和催化;皮肤转录本COG注释结果显示皮肤基因同源蛋白功能主要为基因转录、翻译后修饰、一般功能以及信号传导机制等;皮肤转录本KEGG通路分析结果显示Wnt、MAPK、Notch、TGF-β等信号通路的基因功能在皮肤中富集到较多转录本。3.全年各月份皮肤基因表达差异分析结果显示基因表达共发生四次显著差异变化,绒毛启动时期基因差异变化剧烈,而进入绒毛退行期和休止期基因变化呈现缓慢渐变过程。三月份皮肤较其他各月份皮肤差异表达基因最多,多为角蛋白基因和锌指蛋白基因。皮肤角蛋白关联蛋白基因表达变化与绒毛生长周期具有相关性。4.绒毛休止期与生长期皮肤转录组与microRNA测序数据联合分析得到差异表达microRNA预测靶基因m RNA 12927个,其中差异表达靶基因mRNA 6951个,与microRNA表达变化为负相关的靶基因5114个。差异表达microRNA与m RNA调控关系存在一对多和多对一的情况,表达相关性有正有负,调控网络关系复杂。说明毛囊生长周期的启动受到多基因控制,基因间存在平衡关系,基因表达的阈值对周期启动至关重要。5.皮肤差异表达microRNA预测靶基因GO注释数据统计得到皮肤中超过三分之二的m RNA都与microRNA具有靶向调控关系。差异表达micro RNA预测靶基因KEGG通路富集结果显示胰岛素信号通路靶基因富集显著性最高,Wnt信号通路靶基因富集显著性较高,注释到差异表达靶基因187个。注释在氧化还原反应、转录活化、催化活性以及核质等基因功能中的差异表达microRNA负调控的靶基因比例较大。6.构建差异表达micro RNA负调控靶基因GO注释功能网络和KEGG通路注释网络以及Wnt信号通路基因调控网络。筛选获得CHP1、SIAH1、FZD6和SMAD2均为注释在Wnt信号通路中的上调基因,且处于Wnt信号通路基因调控网络中的互作关系中心并同时都与miR-195具有靶向负调控关系。7.分析绒毛主成分角蛋白关联蛋白基因与microRNA数据,筛选出与miR-195具有靶向负相关的基因KRTAP24-1、KRTAP3-1、KANSL1和EGFR;8.荧光定量验证miR-195表达谱结果与测序数据一致,miR-195在绒毛启动时期显著下调(p≤0.01)。9.荧光定量验证筛选出的差异表达基因CHP1、SIAH1、FZD6和SMAD2,定量结果与测序表达量变化一致;对皮肤中不同类型的角蛋白以及角蛋白关联蛋白进行荧光定量验证,发现KHA5、KHA6和KHB4与绒毛启动生长相关,以及皮肤中不同类型的角蛋白以及角蛋白关联蛋白基因在绒毛生长各时期间存在表达差异变化,差异变化与绒毛生长具有相关性。本研究首次使用mRNA-micro RNA联合分析构建调控网络的方法探索分析绒毛周期的调控机制,筛选获得了CHP1、SIAH1、FZD6和SMAD2以及miR-195等与绒毛启动生长相关的基因及调控micro RNA,为今后的转基因育种和人工调控研究奠定了理论基础。