多组学关联分析长白猪和青峪猪的氧化型和酵解型骨骼肌差异的分子调控机制

来源 :四川农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:usrrmhta
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
骨骼肌是一种高度异质化的组织类型,其中氧化型骨骼肌和酵解型骨骼肌在人类的多种肌病发生中具有不同的敏感性,在畜禽生产中则与其生长发育和肉品质等重要经济性状密切相关。探索氧化型和酵解型骨骼肌间差异的表观遗传机制可以为人类肌病的治疗和提高畜禽经济性状提供重要信息。因此,本课题选取猪的典型氧化型骨骼肌(腰大肌,PMM)和酵解型骨骼肌(背最长肌,LDM)作为实验材料,并对其进行全基因组甲基化(MeDIP)、mRNA转录组、microRNA转录组、lncRNA转录组和circRNA转录组测序,并对其5种组学数据进行关联分析,深入探索导致氧化型和酵解型骨骼肌差异表型的分子遗传调控网络,其主要结果如下:(1)通过比较成年长白猪的氧化型(PMM)和酵解型(LDM)肌肉的表型性状发现。相比于LDM,PMM具有更细的肌纤维直径、更高的慢肌纤维比例、更高的线粒体含量和更好的肉质性状。(2)在6个MeDIP-seq文库一共获得了43.97Gb的数据,其中大于10X测序深度的高置信度reads超过34.83%。并从LDM和PMM中一共鉴定出15633个差异甲基化区域(DMRs),而在启动子区域仅有478个DMRs。功能富集分析发现启动子差异甲基化的基因主要参与GTP酶活性调节和细胞内级联放大信号等相关通路调控。(3)通过基因芯片技术从LDM和PMM一共鉴定出4983个可以唯一比对到猪基因外显子的转录本。这些转录本的表达水平与基因的启动子和基因内部的甲基化水平都呈极显著负相关,其相关系数分别为(r=-0.513,P=5.71×10-14)和(r=-0.256,P=3.186×10-6)。(4)在LDM和PMM间仅有617个显著差异表达的基因同时位于差异甲基化区域,其中有340个基因的表达水平与其甲基化程度呈负相关关系,这些基因主要富集于磷酸化通路(36 genes,P=1.25×10-3)、蛋白激酶活性(29 genes,P=1.33×10-3)、钙离子绑定(38 genes,P=2.75×10-3)等生物学过程。(5)在LDM和PMM中共鉴定出668个保守的miRNA,其中175个miRNAs显著性差异表达。这些差异表达miRNA功能主要富集于细胞内信号级联放大、血管发育、氧化压力应答等生物学通路。(6)通过对青峪猪生长曲线拟合,计算出其生长发育拐点为出生后的第178天。对178日龄的青裕猪LDM和PMM进行lncRNA文库的构建和测序,共获得了74.47 Gb(Gigabases)的原始数据,其数据量约为猪基因组大小的36倍。(7)在青峪猪LDM和PMM中共鉴定出16374个可靠的表达基因,其中有810个基因在两种骨骼肌中显著差异表达,差异表达的mRNA主要富集于脂肪酸β氧化,糖酵解过程,脂肪酸代谢和丙酮酸代谢等通路。(8)青峪猪LDM和PMM间共鉴定出4046个lncRNAs,差异表达的lncRNAs顺式调控(cis)靶基因主要富集于氧化还原反应、脂肪酸β氧化、PPAR信号通路等生物学通路;差异表达lncRNA的反式调控(tran)靶基因主要富集于线粒体基质、氧化还原过程、PPAR信号通路等生物学通路。(9)在6个测序文库中共鉴定出808个circRNA,其中137个circRNAs在PMM和LDM中差异表达circRNA。差异表达circRNA宿主基因主要参与钙离子信号通路、ATP代谢、脂肪酸代谢过程和快慢肌纤维类型的转化等生物学过程。(10)在LDM和PMM间筛选出CircRNA9210-miR-23a-MEF2C,CircRNA290-miR-27b-Foxj3和circRNA41-miR-217-SIRT1三条参与慢肌纤维和线粒体生产的分子调控网络。(11)对LDM和PMM间差异表达的mRNA、lncRNA的靶基因、circRNA的宿主基因进行猪的生长发育和肉质性状的QTL定位分析,其中362(42.79%)的差异表达mRNA、57(39.32%)个差异表达lncRNA靶基因和74(54.01%)个差异表达circRNA的宿主基因被定位在猪的生长发育和肉质性状QTL上。
其他文献
目的探讨五联检验法在阴道炎病原体诊断中的临床价值。方法回顾性分析2017年1月1日-2018年8月31日在宝鸡高新人民医院进行普查的3154例妇女的阴道分泌物标本,每例分别采集两
舞蹈教学对于大部分高职院校的整体素质教育而言,是不可或缺的关键性组成部分,对于提升学生整体素质有着重要的作用及意义。高职院校在课程中加入舞蹈教学内容的最终目的是促
物流是烟草销售中需建设的重组成部分,其中配送中心是物流最重、最基础的一个中心环节。运输成本高、配送效率低、库存大、安全因素是在烟草物流配送领域主问题。本文基于3G技
目的探讨物体颜色知识和运动知识在大脑中的表征关系。方法对39例脑损伤患者和39例正常对照组进行颜色知识属性判断测验和运动知识属性判断测验。对数据进行群组分析和个体分
舞蹈作为一种艺术形式深受广大学生的喜爱,但因舞蹈课程本身实践性、技巧性并重,传统教学难以适应当前高职学生的学习需求。多元化教学法的应用,突出学生的主体性,打破单一舞
国家教育发展纲要发布后,各省市都在积极探索推进新教改的新路子、新经验、新办法。山东省在这方面走在了全国的前列。他们及时提出和实施了特色名校工程,这一工程实施以来,
以FB-一1500型涡轮分子泵为分析原型,依据分子泵转子系统形状、尺寸、材料、支承形式以及质量分布,建立了分子泵转子系统几何模型.采用有限元方法对转子系统进行模态分析,获得了
在天然气水露点与含水量的换算过程中,涉及天然气状态方程、气液相平衡、气体混合规则等多步计算,参数多且需要迭代求解,整个计算过程相当复杂。为此,提出了一种快速、准确的
ICCD成像系统是将像增强器耦合到CCD上,以获得更高的信号增益、更高的信噪比和更大的动态范围。通过电子快门控制像增强器开启时间实现时间分辨。介绍了时间分辨型ICCD成像系
主要介绍了某跨国公司生产搪瓷釉料窑炉的除氟工艺。在搪瓷釉料生产中采用干法和湿法相结合的除尘工艺,其实际除氟效率达99%以上,使排放废气的含氟量满足工业炉大气排放二级标准