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绵羊脱毛性状相关基因的筛选

张稳  
【摘要】:羊毛是绵羊皮肤内毛囊产生的附属结构,其生长和脱落与皮肤毛囊密切相关。滩羊是宁夏地区特色品种,肉质鲜美,但生长缓慢,羊毛较长,春季不能自行脱落,需进行人工剪毛。杜泊羊生长发育快,羊毛较短且春季四五月份自动脱落,利于生产管理。本研究在杜泊羊(D组)×滩羊(TY组)横交一代母羊中选取脱毛(S组)和不脱毛(U组)两种极端表型个体各3只进行研究。采集其皮肤毛囊发育不同时期(9月生长期,1月退行期,4月休止期)的体侧皮肤组织样品进行石蜡组织切片和转录组测序,对毛囊形态进行观察分析,对测序结果利用生物信息学筛选脱毛性状相关基因以及qRT-PCR验证。结果如下:1.试验对不同时期不同组别的皮肤毛囊组织通过石蜡组织切片进行形态学观察和毛囊性状统计,S组次级毛囊密度各时期均低于U组,D组均小于TY组;毛囊深度生长期最深,退行期-休止期逐渐变浅,各时期S组毛囊深度浅于U组,D组浅于TY组。2.通过RNA-seq技术,在S组共筛选出1996个差异表达基因(DEGs),其中上调基因1036个,下调基因602个;U组不同时期DEGs有309个,其中上调基因211个,下调基因98个。U-vs-S组共有477个DEGs,生长期有201个DEGs,退行期有206个DEGs,休止期有70个DEGs。3.试验对S组和U组不同时期DEGs进行GO和KEGG功能注释和筛选,发现较多的DEGs富集在细胞组成和生长发育过程、相关生物学过程调节、机体代谢、结合和催化剂活性功能条目以及疾病相关、细胞学过程、氨基酸合成、信号转导等通路。S组共筛选到14个与毛囊生长发育时期相关的DEGs(FGF9、FGF23、FGFR1、PDGFD、DTX4、DVL3、Wnt16、COL1A2、COL6A6、Lamb1、IL1RAP、IRF1、IGFBP3、NKD2),在毛囊相关通路 MAPK、TGF-β、Notch、PI3K-Akt、Wnt、ECM-receptor interaction、p53、Jak-STAT、TNF、VEGF 富集。U 组不同时期共筛选到 7个与毛囊生长发育时期相关的 DEGs(PKA、SMAD2、TRAF5、TNXB、IL15、SFRP4、FOSL1),在毛囊相关通路 Wnt、MAPK、NF-kappa B、ECM-reccptor interaction/TGF-β 富集。4.通过GO和KEGG功能分析,U-vs-S组共筛选到16个可能与脱毛性状相关的DEGs(TNF、CXCLI0、NKD2、CTSW、Pitx2、NFATC2、DLL1、DTX3、MMP3、HSPA8、ITGA11、CYCS、JAK1、IL1RAP、TRAV18、TNXB),富集在上述毛囊相关通路。可作为参与S组和U组毛囊周期性生长发育和脱毛表型差异的候选基因,进行后续基因功能研究。5.采用实时荧光定量PCR技术定量检测8个DEGs的基因表达水平,结果显示qRT-PCR定量水平与转录组测序结果的变化趋势基本一致。本试验筛选到若干个与绵羊脱毛性状相关的候选基因,有助于解析绵羊脱毛性状相关的分子调控机制。


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