水牛脂肪沉积相关lncRNA筛选及其对水牛脂肪沉积效应的探究

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中国水牛资源丰富,但是由于其肌内脂肪含量较低,牛肉的嫩度和风味远不如黄牛肉。因此,提高水牛的肉用性能,挖掘水牛脂肪生成的重要调控因子,提高水牛肉品质,已成为当前水牛育种的首要任务之一。近年来的研究表明,长链非编码RNA(long noncoding RNA,lnc RNA)在调节脂肪生成过程的中起着关键作用。因此,本研究通过对不同月龄信阳水牛皮下脂肪组织进行转录组测序,分析差异表达lnc RNA和m RNA,共表达分析及功能富集分析筛选脂肪生成相关的lnc RNA,并通过q RT-PCR鉴定、c DNA末端快速扩增、细胞定位以及基因过表达等技术初步探究lnc RNA对脂肪生成的调节作用。主要研究结果如下:(1)本研究对不同月龄信阳水牛皮下脂肪组织转录组测序,获得了133,216,720至224,667,746个原始reads数据和130,254,066至217,117,252个净reads数,各样本中76%以上的reads可以比对到牛参考基因组上。预测分析获得21,693个m RNA,其中,2,506个m RNA在6月龄和30月龄脂肪组织中差异表达。在差异表达的m RNA中,与6月龄脂肪组织相比,1,292个m RNA在30月龄脂肪组织中上调,1,214个m RNA在30月龄脂肪组织中下调。(2)长链非编码RNA预测分析获得62,019个lnc RNA。特征分析发现基因间lnc RNA所占比例最高,达79%。差异表达分析获得479个lnc RNA,其中,与6月龄脂肪组织相比,298个在30月龄中上调,181个在30月龄中下调。(3)差异表达的m RNA进行GO和KEGG分析,获得脂肪沉积相关的34个代谢过程和8个信号通路(P<0.05),分别涉及139个和281个基因(m RNA),共计380个基因。利用这380个差异表达m RNA与479差异表达lnc RNA进行共表达分析,获得1958对与脂肪沉积相关的lnc RNA-m RNA(绝对值r>0.90)。(4)利用q RT-PCR在50个信阳水牛脂肪组织样中鉴定出与脂肪沉积显著相关的两个lnc RNA:TCONS_00539092(绝对值r=0.81)、TCONS_00539210(绝对值r=0.78)。RACE试验获得TCONS_00539092全长为2493 bp,TCONS_00539210全长为556 bp,RNA核质分析结果表明TCONS_00539092主要存在于细胞核中,TCONS_00539210同时存在于细胞核和细胞质中。表达谱分析结果表明,这两个lnc RNA的表达量在脂肪组织中显著高于其他组织,并且随着牛脂肪细胞诱导分化成熟而升高。(5)过表达TCONS_00539092、TCONS_00539210促进牛原代脂肪细胞脂质积累(P<0.05),促进成脂标志基因C/EBPα、PPARG以及其他代谢相关基因THRSP、LPL的表达(P<0.05)。综上所述,本研究利用RNA转录组测序分析获得大量的、在6月龄和30月龄水牛脂肪组织中差异表达的m RNA和lnc RNA,通过一系列的筛选、鉴定及功能分析表明,TCONS_00539092和TCONS_00539210促进牛原代脂肪细胞的脂质积累,但具体的调控机制仍有待进一步研究。本研究结果为进一步探究lnc RNA调控水牛脂肪沉积机制提供了重要基础依据,为水牛肉品质改良提供重要信息。
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