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《中国农业科学院》 2017年
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蜜蜂卵巢激活和产卵过程差异表达的编码RNA与非编码RNA的筛选和鉴定

陈晓  
【摘要】:蜜蜂是重要的授粉昆虫,其生产的蜂蜜、王浆等蜂产品对人类机体具有保健作用。蜜蜂产卵性状是蜜蜂蜂群发展的基础,是影响蜂群性状表现的重要基础因素。因此,研究蜜蜂卵巢激活和产卵过程、寻找对蜜蜂卵巢激活和产卵有显著作用的基因,对于了解蜜蜂产卵的遗传机理和提高产卵有重要意义。本研究利用高通量测序的方法,对蜜蜂蜂王卵巢RNA的表达变化规律进行了研究。本研究选取处女蜂王、正常产卵蜂王、产卵抑制蜂王、产卵恢复蜂王作为研究对象(n=3/组),利用转录组测序的方法筛选获得了卵巢激活过程、产卵抑制过程和产卵恢复过程差异表达的lncRNA、mRNA、miRNA和 circRNA: (1)卵巢激活过程,224 个 lncRNA、3218 个 mRNA、39个 miRNA 和 228 个 circRNA 表达上调;516 个 lncRNA、2263 个 mRNA、42个miRNA和272个circRNA表达下调;(2 )产卵抑制过程,57个lncRNA、266 个 mRNA、9 个 miRNA 和 273 个 circRNA 表达上调;31 个 lncRNA、72个mRNA、4个miRNA和227个circRNA表达下调;(3)产卵恢复过程,40 个 lncRNA、256 个 mRNA、2 个 miRNA 和 236 个 circRNA 表达上调;60 个 lncRNA、241 个 mRNA、2 个 miRNA 和 264 个 circRNA表达下调。对筛选到的差异表达RNA进行功能富集分析,发现在卵巢激活和产卵过程中显著富集的生物学过程主要有系统发育、生物调节和神经系统的发育。有多个生物学通路与蜜蜂卵巢激活和产卵密切相关,包括Wnt、hippo、TGF-beta、notch、MAPK、FoxO 和 mTOR 信号通路等。通过将获得的差异表达mRNA和lncRNA的物理位置与已知的蜜蜂卵巢大小相关QTL区间进行比对,得到了 73个候选基因和14个候选lncRNA,它们是与蜜蜂卵巢大小和产卵紧密相关的候选基因。接下来,我们对差异circRNA的靶基因构建了 gene-act-network,鉴定了网络中的关键基因:ECR、E75、E74、IR-B和RACK1。另外,构建了 lncRNA-miRNA-mRNA 和 circRNA-miRNA-mRNA 网络,发现一些RNA在网络中承担“桥梁”的功能,连接不同的基因和RNA。对网络中发挥关键作用的基因,CCDC93和Hsc70-3,进行了讨论。本研究筛选鉴定了蜜蜂蜂王卵巢激活和产卵过程中差异表达的lncRNA、mRNA、miRNA和circRNA,数据分析表明多种RNA在蜜蜂产卵活动中发挥重要作用。研究为进一步探明蜜蜂产卵的遗传机理奠定了基础。
【学位授予单位】:中国农业科学院
【学位级别】:博士后
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S891

【参考文献】
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