快慢生长型肉鸡全基因组甲基化测序及比较分析

来源 :华南农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xingzhe1689
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DNA甲基化是表观遗传的主要机制之一,它对组织的发育和分化也有着重要的作用。在肉鸡生长发育过程中,DNA甲基化引起的表观遗传调控会起到重要作用。本研究以7周龄的快慢生长型肉鸡两尾样(隐性白羽洛克鸡和杏花鸡的高低体重样品:WRRh、WRRl、XHh、XHl)为材料,采集胸肌组织,利用甲基化DNA免疫共沉淀测序法(MeDIP-Seq)分析肉鸡全基因组DNA甲基化,以揭示快慢生长型肉鸡DNA甲基化的差异,探讨DNA甲基化对肉鸡生长发育的影响。研究结果如下:  (1)通过MeDIP-Seq测序,以获得的reads分布来看,样品WRRh、WRRl、XHh和XHl测序结果分别覆盖了基因组21.05%、18.10%、21.26%和20.03%的范围,甲基化模式主要以CpG形式为主,以CHH、CHG形式为辅。  (2)统计基因组DNA甲基化分布情况发现,DNA甲基化主要分布在重复元件(约40%)、基因元件(约19%)、CpG岛元件(约1%)和其他元件(约40%);统计CpG岛的分布情况显示,WRRh、WRRl、XHh和XHl的CpG岛甲基化率分别是13.1%、11.9%、13%和15%且短片段序列的CpG岛较长片段序列的CpG岛容易发生甲基化。  (3)分析基因元件及其上下2 Kb的平均覆盖深度分布发现,CpG岛元件上下游2 Kb区间的甲基化程度有升高趋势,显示出CpG岛甲基化大部分处于低甲基化状态;另外,基因内元件上下游2 Kb区间的甲基化程度比较低,基因内的甲基化程度处于相对较高的水平,显示出DNA甲基化主要集中在基因内,而不是启动子区。  (4)根据peak扫描基因组检测到了样品WRRh、WRRl、XHh和XHl分别有9415、9360、9124、10075个甲基化基因,其中有5473个基因在4个样品中都被测序获得;根据区域内reads数的差异统计样品间差异2倍以上的基因,发现WRRh与WRRl的差异甲基化基因数为4085,XHh与XHl的差异甲基化基因数为5599,WRRh与XHh的差异甲基化基因数为4204,WRRl与XHl的差异甲基化基因数为7301,其中品种内的共有差异甲基化基因数量为2259,品种间的共有差异甲基化基因数量为2758,并预测了10个甲基化差异显著的基因(ENSGALG00000024409、ENSGALG00000025606、C9orf5、ENSGALG00000022552、ENSGALG00000024285、ENSGALG00000024410、FOXP2、5_8S_rRNA、ENSGALG00000024284、ENSGALG00000022561)。另外通过BSP法验证发现了2个高甲基化基因BKJ和USF1,1个中等甲基化基因DGKG。  (5)分析两个样品间的Peak相关差异基因,通过GO和pathway分析发现,甲基化差异基因主要参与蛋白修饰过程和激酶活性等,并且在启动子区筛选到了品种内共同差异基因TMEM9B。样品WRRh与XHh的甲基化差异基因富集在TGF-β信号通路上,该通路上的一个重要节点ERK基因受7个基因MAPK6、CDK15、CDK14、JAK1、YES1、LYN、MAPK14调控。
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