【摘 要】
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驯鹿是生活在环北极地区的大型反刍动物,在土地贫瘠、植被稀疏、冰雪覆盖的严酷地理环境下,经过长期的进化选择,形成了其自身特有的生物学性状。它能适应极昼或极夜环境,喜寒厌热,嗅觉灵敏,不耐粗饲。驯鹿主要以北极苔原上的植被为食,尤其喜食苔藓和地衣,且这两类植物是其生命维持必不可少的食物。但导致驯鹿这种特殊食性的分子机制尚不清楚。因此,本研究通过分析驯鹿基因组与转录组数据,挖掘出与驯鹿食性密切相关的基因,
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驯鹿是生活在环北极地区的大型反刍动物,在土地贫瘠、植被稀疏、冰雪覆盖的严酷地理环境下,经过长期的进化选择,形成了其自身特有的生物学性状。它能适应极昼或极夜环境,喜寒厌热,嗅觉灵敏,不耐粗饲。驯鹿主要以北极苔原上的植被为食,尤其喜食苔藓和地衣,且这两类植物是其生命维持必不可少的食物。但导致驯鹿这种特殊食性的分子机制尚不清楚。因此,本研究通过分析驯鹿基因组与转录组数据,挖掘出与驯鹿食性密切相关的基因,建立相应的调控通路,并通过q RT-PCR进行实验验证。主要研究结果如下:1.通过比较驯鹿、大鼠、绵羊的基因家族,找到驯鹿物种特有的基因家族,并对其进行GO富集分析,筛选出9个参与驯鹿饥饿应激、氨基酸代谢等过程的基因。2.基于基因家族分析结果,鉴定出驯鹿与大鼠、绵羊的直系同源基因32307个,筛选出驯鹿的正选择基因294个,经KEGG富集分析,筛选出12个基因,分别参与了嗅觉传导、氨基酸、碳水化合物等营养物质转化或代谢信号通路。3.使用驯鹿转录组数据进行主成分分析与差异表达分析,筛选出参与心肌收缩、产热和氨基酸代谢等过程的基因,并对在肝脏中差异表达的基因进行WGCNA分析,得到41个与驯鹿特殊性状相关的基因。4.综合上述数据分析结果,筛选出3个参与驯鹿支链氨基酸代谢的基因EHHADH、HADH和GLUD1,通过q RT-PCR实验比较了这3个关键基因在4种动物不同部位组织以及细胞中的表达情况。基于上述结果,结合分子生物学和生化分析,建立了驯鹿支链氨基酸的代谢调控通路,初步揭示了其对苔藓和地衣植物选择食用的分子机制,为深入了解驯鹿食性性状的遗传基础提供了参考。
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