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[期刊] 华北农学报  [作者] 陈春   魏岳   黄聪   黎观红   谢金防   武艳平  
旨在通过对崇仁麻鸡背部皮肤毛囊组织的转录组学分析,筛选关键的差异表达基因和信号通路,探讨鸡皮肤毛囊性状的分子调控机制。采用TRIzol法提取皮肤毛囊组织总RNA,通过Illumina平台进行转录组高通量测序(RNA-Seq)。最后采用实时荧光定量的方法对转录组测序进行验证。研究结果如下:共筛选出了3 856个差异表达基因,在公鸡(BGB vs YGB)比较组合中筛选出了971个差异表达基因,其中274个表达上调,697个表达下调。在母鸡(BMB vs YMB)比较组合中筛选出了3 529个差异表达基因,其中1 477个上调,2 052个下调。在公鸡、母鸡共同的差异表达基因中筛选出了3个与皮肤毛囊性状有关的高表达基因KRT75、KRT6A和KRT14。在GO功能显著富集中,BGB vs YGB比较组合富集到了516个GO term, BMB vs YMB比较组合富集到了1 020个GO term,基因主要集中参与细胞黏附等活动。显著富集了多条KEGG通路,在BGB vs YGB比较组合中富集了8条显著的KEGG通路,在BMB vs YMB比较组合中富集了20条显著的KEGG通路,筛选出了3条关键通路Wnt信号传导途径、神经活性配体-受体调控通路和TGF-β调控通路。荧光定量结果显示,随机选取的5个差异基因在皮肤毛囊中的表达与RNA-Seq走向趋势一致。综上所述,筛选的KRT75、KRT6A、KRT14基因可能影响鸡皮肤毛囊性状;神经活性配体-受体调控通路、Wnt信号通路和TGF-β信号通路均是调控鸡皮肤毛囊性状的重要通路。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 姬改革   陈智武   单艳菊   刘一帆   屠云洁   邹剑敏   章明   巨晓军   束婧婷   张海涛   唐燕飞   蒋华莲  
【目的】通过比较干毛和未干毛羽毛毛囊的形态学和基因表达差异,挖掘调控黄羽肉鸡羽毛干毛性状的重要候选基因和信号通路。【方法】分别采集背部未干毛和干毛羽毛皮肤组织样本各3个,运用组织切片技术,比较干毛和未干毛羽毛毛囊形态学差异;运用RNA-seq技术,比较两组样本之间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),并对其进行功能富集分析和蛋白互作网络构建;采用荧光定量PCR技术(RT-qPCR)对测序结果准确性进行验证。【结果】证实未干毛羽毛的毛囊处于生长期,已干毛的羽毛毛囊处于静止期。以未干毛毛囊(生长期)皮肤样本为对照,在干毛毛囊(静止期)皮肤样本中发现了942个DEGs(|fold-change|>2和P<0.05),其中384个基因表达下调,558个基因表达上调。Go功能分析显示细胞分裂、周期调控等相关生物过程被显著富集(P<0.05)。KEGG分析发现,MAPK、TGF-β、p53及DNA复制等相关信号通路被显著富集(P<0.05)。构建差异蛋白相互作用(PPI)网络,通过CytoHubba分析获得6个hub基因,分别为CDK1、MAD2L1、BUB1、CCNB2、PLK1和BUB1B。GSEA富集分析筛选到紧密连接、胰岛素、MAPK、TGF-β和细胞周期等信号通路与鸡羽毛毛囊生长周期显著关联(|NES|>1, FDR<0.25)。RT-qPCR结果显示8个DEGs表达趋势与RNA-seq结果基本一致。【结论】鸡羽毛的干毛性状与毛囊周期发育相关,MAPK和TGF-β等信号通路可能通过调控细胞周期相关基因的表达在羽毛生长发育中发挥重要作用;结果为进一步深入了解黄羽肉鸡羽毛干毛性状分子调控机制提供了基础资料。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 肖涛  李辉  罗韦  叶涛  余欢  陈友波  石钰仕  赵德鹏  吴芸  
【背景】绿壳蛋深受消费者喜爱,蛋壳绿色的深浅在市场上是影响绿壳蛋定价销售的重要参考指标。绿壳蛋的形成受多基因共同调控,蛋壳绿色深浅不一,其分子机理尚不清楚。通过对赤水乌骨鸡蛋壳腺组织进行转录组测序,挖掘其调控绿壳蛋蛋壳颜色深浅的候选基因以及关键信号通路,探究影响蛋壳颜色遗传性,以期发展绿壳蛋的选种选育和提高经济效益。【目的】探讨赤水乌骨鸡的遗传基础,并通过SLCO1B3基因分型对其进行鉴定和筛选,以期通过分子标记在青壳鸡育种规划中提供新的见解,并在后期的选择策略中帮助控制和提高赤水乌骨鸡蛋壳品质的同质性。【方法】以纯系的280日龄赤水乌骨鸡为研究对象,屠宰产浅绿色蛋(QL)和深绿色蛋(SL)的母鸡各3只,采集蛋壳腺以RNA-seq技术检测分析,筛选与蛋壳颜色密切相关的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并对这些DEGs进行GO和KEGG富集分析。利用qRT-PCR技术检测与蛋壳颜色相关的6个候选基因的转录水平变化以验证转录组数据可靠性。【结果】在深绿组与浅绿组中共筛选到93个显著DEGs,有59个基因在深绿组中显著上调,34个显著下调。DEGs注释到GO数据库进行比对,主要显著性富集的是钠离子转运、负离子结合、肌质网膜等。KEGG分析富集程度最显著的是醛固酮调节钠的重吸收,以及富集的矿物质吸收、亚油酸的新陈代谢等信号通路。通过qRT-PCR验证,结果显示这些基因的表达趋势与转录组的测序结果一致。【结论】经功能分析,TF基因、SCNN1家族基因、CYP450家族基因、SLC家族基因和FAM家族基因,以及醛固酮调节钠的重吸收信号通路参与蛋壳色素合成、转运和沉积。上述基因和信号通路可能是影响赤水乌骨鸡蛋壳绿色深浅不一的候选基因和关键信号通路。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 胡斯乐  勿都巴拉  陈宇杰  丽春  霍红雁  白海花  吴江鸿  
为挖掘脊椎动物胚胎发育过程中皮肤调控模式的改变,以鸡胚作为模型,利用来源于NCBI数据库的SRA数据子库中胚胎发育第6~21天的皮肤组织RNA-Seq数据进行聚类分析,在基因共表达网络、信号通路、蛋白互作网路3个层面基于网络拓扑属性逐步挖掘核心基因集,并分析核心基因集在不同发育阶段的互作网络变化。结果表明:1)鸡胚皮肤发育过程在基因谱水平上可分成5个阶段,分别为6~9d、10~12d、13~14d、15~17d和18~21d;2)功能富集分析表明发育早期的皮肤分化程度低、可塑性强,中期是皮肤毛囊发育关键期,最后4d为皮肤细胞外基质建立期,分子发育过程存在严格的顺序模式;3)在基因调控网络层面深度挖掘并筛选鸡胚皮肤发育的分子调控过程。综上,本研究根据网路拓扑属性结合蛋白互作数据库提出参与不同发育模块的关键枢纽基因,为转录组测序数据的分析及脊椎动物皮肤发育过程的分子机制研究提供一些新的视角和分析方法。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 李岩  廖和荣  李知勉  孙杰  李大全  
目的为探讨外源性IGF-Ⅰ对绵羊皮肤中毛囊生长调控的影响。方法选取36只新疆细毛羊,随机分成6组。在每只绵羊的左、右两侧肩胛前部分别进行拔毛、剃毛处理。同时在左侧肩胛前部的拔毛、剃毛和正常区的交叉处注射0.5ml IGF-Ⅰ(10ng.ml-1),然后在第0、3、6、9、12、50天采取皮样。用RT-PCR方法,测定各皮肤中GHR、IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR、KAP3.2和KAP6-1的mRNA相对丰度。结果(1)IGF-Ⅰ可以下调正常皮肤中GHR基因的表达,对IGF-Ⅰ、IGF-ⅠR的表达没有显著的影响,能显著提高KAP3.2和KAP6-1的转录水平;(2)IGF-Ⅰ在3 d内可降低拔毛皮肤中...
[期刊] 中国水产科学  [作者] 杨爱馥  周遵春  高杉  孙红娟  潘泳嘉  陈仲  董颖  
为了寻找仿刺参(Apostichopus japonicus)养殖期间的"化皮病"关键调控基因,并分析这些基因所参与的信号通路,对本课题组前期已获得的仿刺参"化皮"I期(早期)、II期(中期)和III期(后期)3个阶段的病变及其同一个体正常体壁组织之间的差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)进行进一步分析。主成分分析(principal component analysis,PCA)结果显示,"化皮"II期病变组织与正常组织之间的差异最小,"化皮"I期与III期表达关系比较接近,"化皮"II期是一个"转折期"。KEGG富集分析结果显示,补体与凝血级联(Complement and coagulation cascades)通路和细胞外基质受体(ECM-receptor interaction)通路在"化皮"3个阶段都显著改变。通过构建"化皮"过程关键差异表达基因调控网络,发现Ig GFc-binding protein(Fc GBP)基因和Tenascin(TN)蛋白家族基因在"化皮"不同阶段参与到发生显著变化的信号通路。q RT-PCR验证结果显示,5个DEGs在仿刺参"化皮"不同阶段表达趋势与RNA-Seq结果一致,皮尔逊相关系数r值为0.7714。"化皮"过程关键调控基因的筛选将为抗逆品种选育以及"化皮病"的防控提供科学依据。
[期刊] 水产学报  [作者] 刘慧芬  卢良盛  王静  周传江  顾钱洪  马晓  冯军厂  聂国兴  李学军  
为筛选影响花■卵巢发育相关的基因,采用Illumina Hiseq技术对花■脑、卵巢和肝脏组织进行高通量转录组测序。结果显示,3个组织分别产生了49 484 132、47 540 538和50 622 304个clean reads,组装后共获得了99 878个unigenes,平均长度为1 430 bp。DE seq分析发现,在脑vs.卵巢组中特异性表达的基因数为2 305个,脑vs.肝脏组中特异性表达的基因数为839个,卵巢vs.肝脏组中特异性表达的基因数为1 474个,3个比较组共有的差异表达基因数为860个。GO分析发现,上述差异表达基因主要集中在初级代谢过程(primary metabolic process)、单细胞过程(single-organism process)、有机物代谢过程(organic substance metabolic process)等生物学过程中。KEGG pathway分析显示,一些与卵巢发育和减数分裂相关的信号通路得到了显著富集,如GnRH信号通路、类固醇激素合成、TGF-β信号通路、卵母细胞减数分裂等代谢通路。本研究结果丰富了花■的基因资源,可为花■的繁殖生物学研究提供基础数据。
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 刘斌  王立忠  吴铁成  马跃军  赵若阳  高玉林  闫新刚  李玉荣  
为分析chi-miR-107-3p及相关基因在不同品系绒山羊皮肤毛囊生长发育周期中的表达情况,本研究分别在毛囊休止期(4月)、兴盛前期(7月)、兴盛期(9月)和退行期(1月)采集了阿拉善型绒山羊(季节性长绒)和敏盖绒山羊(常年长绒)体侧皮肤组织,通过组织切片比较分析组织形态,实时荧光定量PCR法检测chi-miR-107-3p及ADCK5、DSBC1、ARSA、FMAP4、RHBDF2和ALDH3A2等6个相关基因表达量。结果表明:1)两种品系的绒山羊毛囊在形态特征上基本一致,但在同一时期生长规律不同;2)chi-miR-107-3p和RHBDF2基因在两种品系绒山羊皮肤毛囊不同发育周期的表达量呈相反趋势。在次级毛囊重建初期,chi-miR-107-3p表达量较高,而RHBDF2基因的表达量极低,随着次级毛囊重建逐步完成,chi-miR-107-3p表达量显著降低,RHBDF2基因的表达量逐渐增高。进入退行期,chi-miR-107-3p的表达量逐渐增高,而RHBDF2基因的表达量逐渐降低,休止期,chi-miR-107-3p的表达量达到最大值,此时RHBDF2基因的表达量最小,推测chi-miR-107-3p可能负向调控RHBDF2基因的表达;3)相关性分析表明,chi-miR-107-3p和RHBDF2基因表达水平均与皮肤毛囊性状显著相关(P<0.05),说明chi-miR-107-3p和RHBDF2基因均为两品系绒山羊皮肤毛囊生长发育的重要影响因子;4)ALDH3A2基因的表达量在皮肤毛囊休止期至兴盛期的过程中逐渐降低,由退行期至休止期的过程中逐渐增高。ALDH3A2基因与皮肤毛囊各性状均显著相关(P<0.05),表明高表达的ALDH3A2可能抑制两品系绒山羊毛囊的生长发育,是调控皮肤毛囊生长发育的重要影响因子,其他基因对绒山羊皮肤组织生长均无影响。本研究证实羊绒生长发育过程离不开miRNA及其相关基因参与调控,为进一步研究毛囊发育分子机理提供了参考,为实际生产中进行羊绒增产提供理论依据。
[期刊] 中国农业科学  [作者] 丽春  张文广  杨文柱  王志新  张永斌  高爱琴  张燕军  赵艳红  苏蕊  常子丽  金鑫  王鹏宇  冯林  刘慧  武瑞兵  王瑞军  李金泉  
【目的】探讨血小板衍生生长因子A(platelet-derived growth factor A,PDGFA)在内蒙古阿尔巴斯绒山羊皮肤毛囊上的表达规律和褪黑激素对其的影响。【方法】选择体重和产绒量相当的阿尔巴斯绒山羊成年母羊,分为4组,即从不埋植的对照组和3组不同时间埋植褪黑激素的试验组。试验组在埋植期间每隔一个月按照2 mg kg-1BW的剂量在绒山羊耳后皮下埋植褪黑激素。采集12个月(从2009年8月至2010年7月)的受试羊体侧部皮肤样品,用定量逆转录PCR(qRT-PCR)检测皮肤中PDGFA基因的表达量。【结果】各组间PDGFA基因的表达模式不同。对照组在11月时其表达量为全年最...
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 楼梦雨   张思欢   郑琪   朱翠云   凌英会  
为解析萨湖杂交羊较湖羊肌肉和生长性能提升的关键基因和调控通路,本研究对出生2日龄和8月龄的萨福克和湖羊的杂种F_1代(SH)和纯繁湖羊(H)的体重、体高、体长、胸围和管围等生长数据进行比较分析。选取2日龄和8月龄绵羊每组各3只(共12只),利用RNA-seq对背最长肌进行转录组测序,并对测序数据进行生物信息学分析。随机选取10个差异表达基因,通过qRT-PCR对其表达量进行验证。结果表明:1)出生2日龄和8个月的SH的体重、胸围、管围均极显著高于H(P<0.001)。2)在2日龄和8月龄SH与H中分别筛选得到684和248个基因显著差异表达,包括与骨骼肌生长发育相关的CDH1、GSTA1-1、GPX2、CDH17和MX2等基因。3)GO和KEGG分析结果显示2日龄SH和H差异表达基因主要富集在控制肌肉生长发育的细胞分化、核小体组织、肌动蛋白丝调控等类别中,8月龄SH和H差异表达基因主要富集在细胞-细胞粘附、谷胱甘肽代谢和PPAR信号通路等类别中。4)qRT-PCR试验结果与转录组测序相一致。综上,萨湖杂交羊在生长性能方面优于湖羊,CDH1、GSTA1-1和GPX2等基因通过G蛋白偶联受体、细胞-细胞粘附、谷胱甘肽代谢通路在萨湖杂交羊肌肉发育过程中发挥重要作用,本研究为探究调控杂交绵羊生长性能的关键基因和功能通路提供参考。
[期刊] 渔业科学进展  [作者] 李文文  徐革锋  黄天晴  谷伟  刘恩慧  王高超  潘玉财  周金鑫  姜再胜  王炳谦  
为了挖掘调控乌苏里白鲑(Coregonus ussurinsis Berg)肌肉生长的关键候选基因,本研究对不同生长速度乌苏里白鲑的肌肉组织进行转录组测序,以期为乌苏里白鲑群体选育提供基础数据。首先,在同等条件下(从混合池中)随机选择乌苏里白鲑F_(2)个体进行实验分组(快长组和慢长组)。接着分别从快长组(219.20±38.66) g和慢长组(74.30±17.86) g中随机选取10尾样本,取其背部肌肉进行转录组测序。以FDR1为条件筛选差异表达基因并对其进行GO (gene ontology)和KEGG (Kyoto encyclopedia of genes and genomes)富集分析,并通过qPCR验证转录组数据的准确性。转录组测序结果显示,共筛选出2 211个差异表达基因,与慢长组相比,快长组中583个差异基因表达上调及1 628个基因表达下调。GO功能注释结果显示,差异基因主要参与细胞过程和结合过程,差异基因显著富集到251条KEGG通路(P
[期刊] 中国农业大学学报  [作者] 勿都巴拉  刘斌  郭俊  阿云嘎  杨军  乌日格希拉图  李金泉  李玉荣  
为研究光控增绒和埋置褪黑激素促进绒山羊在非产绒季节(5—8月份)长绒的皮肤毛囊差异表达基因之间的互作关系,并筛选出皮肤毛囊发育相关的重要功能基因,以Agilent绵羊的全基因组表达谱芯片杂交获得的光控增绒羊皮肤差异表达的99个基因及埋置褪黑激素绒山羊皮肤差异表达的83个基因作为研究对象,结合NCBI数据库,利用RStudio程序包和Cytoscape 3.3.0构建差异基因网络并分析。光控增绒试验组差异基因构建了1个主网络和4个小网络;对照组差异基因构建了1个主网络和5个小网络。与表达量结合分析基因网络发
[期刊] 中国农业科学  [作者] 阿布来提·苏来曼  田月珍  许琴  何军敏  赵冰茹  徐新明  付雪峰  热娜古丽·艾尼瓦尔江  黄锡霞  田可川  
【目的】研究苏博美利奴羊毛囊的组织结构与形态发育过程,为解析细毛羊毛囊发育的分子调控机制奠定组织学基础。【方法】采用石蜡切片技术分析胎龄为第65、85、105和135天的苏博美利奴羊胎儿头部、颈侧、颈上缘、鬐甲、背部、体侧、肩甲、腹部、荐部及股部等10个不同部位皮肤的组织学特性。【结果】苏博美利奴羊毛囊结构同其它动物一样,由毛球、连接组织鞘、外根鞘、内根鞘和毛干等几部分组成。在胎龄65d时初级毛囊(primary follicles,PF)已经发生形成毛芽,毛芽延长,继续向真皮层深入,形成柱状结构,通过由
[期刊] 中国农业科学  [作者] 戚仁洁   宁宇   刘静   刘之洋   徐海   罗志丹   陈龙正  
【目的】皂苷是苦瓜果实苦味的主要来源,具有降血糖、抗癌等多种药用价值。鉴定和挖掘参与调控苦瓜皂苷生物合成的代谢通路及基因,为进一步深入解析苦瓜皂苷形成的分子机制提供参考。【方法】以苦瓜高代自交系GK24为试验材料,分别在子房期(T1)、幼果期(T2)、商品果期(T3)和完全成熟期(T4)取果实组织,通过香草醛-冰醋酸法测定不同时期的苦瓜皂苷含量,利用转录组测序的方法鉴定差异表达基因。【结果】从T1到T4,苦瓜内源皂苷含量随着果实发育而呈现显著下降的趋势。转录组测序共鉴定到17 504个基因,在T1-vs-T2、T2-vs-T3和T3-vs-T4三组比较中,下调表达基因数量均高于上调表达基因数量。GO富集分析表明含磷复合物代谢过程、驱动蛋白复合体和2-琥珀酰-6-羟基-环己二烯-1-羧酸合成酶活性分别是生物过程、细胞组分及分子功能模块最显著富集的条目。KEGG分析显示全局与概述图谱、碳水化合物代谢和氨基酸代谢是3组比较中共同的最显著富集的代谢通路。根据表达模式可将基因划分为20个模块,其中profile 0中基因的表达量从T1到T4逐渐降低,与苦瓜果实发育过程中皂苷含量变化规律一致。从profile 0中鉴定出与苦瓜皂苷生物合成相关的基因14个,包括萜类骨架生物合成通路上的基因AAT1、HMG1、MVK、PMK、MVD2和FPS1,倍半萜与三萜生物合成途径中的基因SS12、SQE1和CPQ及后修饰酶基因CYP97A3、CYP71AN24、UGT94E5及UGT73C6。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)结果与RNA-seq结果一致。【结论】苦瓜果实中皂苷含量随着果实不断成熟而逐渐降低。苦瓜皂苷生物合成首先通过上游的萜类骨架生物合成(ko00900)代谢途径完成萜类皂苷骨架的积累,随后通过倍半萜与三萜生物合成(ko00909)代谢途径以及下游的氧化还原酶、糖基转移酶的修饰最终生成皂苷,本研究通过转录组测序共鉴定到14个与苦瓜皂苷生物合成相关的基因。
[期刊] 华北农学报  [作者] 侯孟典  王会  钟金城  柴志欣  益西康珠  王吉坤  王嘉博  
为探明藏黄牛对低氧适应的相关差异表达基因并分析差异表达基因功能和代谢通路,以藏黄牛和三江黄牛心脏组织为研究对象,提取总RNA,建立测序文库后利用Illumina HiSeqTM 4000进行测序,经生物信息学分析筛选出差异表达转录本,并对差异表达基因进行GO富集和KEGG通路分析,最后采用荧光定量PCR(RT-qPCR)验证测序数据的准确性。结果表明:藏黄牛相比于三江黄牛得到显著差异表达基因608个,其中上调基因467个,下调基因141个,推测表达量较高的B2M、COX7C、NFATC1、ECE1、CAST基因是与低氧适应性相关的基因;差异转录本GO功能富集分析可知,在分子功能、细胞组分、生物过程分别富集到327,253,2 191个条目,其中富集程度最高的条目分别是细胞发育过程、结合与转录因子活性、细胞前缘。KEGG分析结果表明,差异转录本显著富集在8条通路,筛选低氧适应性候选基因NFATC1是MP-PKG信号通路与T细胞受体信号通路成员,推测其通过cGMP-PKG通路与T细胞受体信号通路参与低氧适应性调控。采用高通量测序技术对藏黄牛和三江黄牛心脏组织进行转录组测序分析,获得大量差异表达基因,为研究动物低氧适应性机制奠定基础。
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