約克夏豬和金華豬甲狀腺組織mRNA、lncRNA和miRNA測序及功能分析.pdf

1、豬的脂肪代謝是一個(gè)十分復(fù)雜的過程，涉及多個(gè)組織器官的調(diào)控，其中甲狀腺分泌的甲狀腺激素在脂質(zhì)代謝過程中發(fā)揮著重要的作用。目前對甲狀腺激素調(diào)控的研究主要集中在DNA和mRNA層面，對非編碼RNA介導(dǎo)的基因表達(dá)調(diào)控的研究還比較匱乏。長鏈非編碼RNA(long non-coding RNA，lncRNA)和microRNA都是重要的調(diào)控性非編碼RNA。約克夏豬是瘦肉型豬，生長快且脂肪率低，而金華豬是脂肪型豬，生長慢但脂肪率高，它們在脂肪代謝方面

2、有很大的差異。本研究以閹割的120日齡的約克夏豬和金華豬為研究對象，比較它們的血清甲狀腺激素水平，并利用RNA-seq和small RNA-seq技術(shù)篩選出了大量在約克夏豬和金華豬甲狀腺組織中差異表達(dá)的mRNA、lncRNA和miRNA，并對差異表達(dá)的mRNA及差異表達(dá)的lncRNA和miRNA的靶基因進(jìn)行了功能注釋和通路分析，利用熒光定量PCR技術(shù)對篩選出的部分差異基因進(jìn)行了驗(yàn)證，此外，還將獲得的RNA-seq結(jié)果和small RNA

3、-seq結(jié)果進(jìn)行了聯(lián)合分析。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)約克夏豬的體重和甲狀腺重均顯著高于金華豬(P＜0.05)，但兩者比值不變。約克夏豬的血清TT4和TT3水平顯著高于金華豬(P＜0.05)，約克夏豬的血清FT4和FT3水平高于金華豬，但差異不顯著（P＞0.05）。
　　(2) RNA-seq共獲得約351 M(million)高質(zhì)量的讀長為125 nt的雙末端原始讀段，其中約83％可以比對到豬參考基因組。共鑒定到

4、22，435個(gè)已知mRNA在豬甲狀腺組織中表達(dá)，其中分別有1，492、2，479個(gè)在約克夏豬和金華豬特異性表達(dá)。并篩選得到1，018個(gè)lncRNA，包括760個(gè)lincRNA，140個(gè)intronic lncRNA和118個(gè)anti-sense lncRNA，此外還篩選到1189個(gè)新mRNA。本研究鑒定到的lncRNA與豬已知的蛋白編碼基因相比，lncRNA具有更短的轉(zhuǎn)錄本和ORF長度、更少的外顯子和更低的序列保守性。差異表達(dá)分析共篩選

5、出492個(gè)mRNA的表達(dá)量在兩個(gè)品種間存在顯著差異，其中275個(gè)mRNA在約克夏豬甲狀腺中高表達(dá)，217個(gè)在金華豬甲狀腺中高表達(dá)，差異基因被注釋到酪氨酸代謝、鈣離子信號通路、甲狀腺激素合成等生物學(xué)通路，主要富集在細(xì)胞周期和基于微管的過程。差異表達(dá)分析還篩選出48個(gè)lncRNA在約克夏豬和金華豬的甲狀腺中差異表達(dá)，其中10個(gè)經(jīng)cis預(yù)測找到13個(gè)靶基因。在豬甲狀腺組織中共發(fā)現(xiàn)了12類可變剪切，其中TSS（轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)）與TTS（轉(zhuǎn)錄終止位

6、點(diǎn)）兩種剪切類型所占的比例最大，分別約占38％和30％的百分比。
　　(3) small RNA-seq共獲得約44 M(million)高質(zhì)量的單末端原始讀段，其中約74％可以比對到豬參考基因組。共鑒定到293條已知的miRNA在豬甲狀腺組織中表達(dá)，對應(yīng)266個(gè)miRNA的前體，屬于146個(gè)miRNA家族，此外還鑒定到60個(gè)新miRNA。差異表達(dá)分析共篩選出18個(gè)miRNA在兩個(gè)品種間差異表達(dá)，其中12個(gè)miRNA在約克夏豬甲狀

7、腺中高表達(dá)，6個(gè)在金華豬甲狀腺中高表達(dá)，生物信息學(xué)分析顯示差異miRNA參與甲狀腺激素調(diào)控相關(guān)通路，如內(nèi)吞、甲狀腺激素合成、鈣離子信號通路、過氧化物酶體、溶酶體等。
　　(4)熒光定量PCR檢測了18個(gè)差異基因在約克夏豬和金華豬甲狀腺組織的表達(dá)情況，結(jié)果表明與測序結(jié)果基本一致，說明本實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果基本可以反映豬甲狀腺組織內(nèi)基因的真實(shí)表達(dá)情況。
　　(5)對差異表達(dá)的mRNA、lncRNA和miRNA進(jìn)行聯(lián)合分析，結(jié)果得到的網(wǎng)