四个物种高低海拔群体间lincRNA鉴定和比较分析

论文摘要

居住在高海拔地区的动物为了适应高原极端环境,进化出一些典型的生理特征,例如较大的心脏输出、心脏以及肺脏占据全身更大的比重。近年来许多的研究从生理以及遗传的角度解释了高原动物的高海拔适应性机制,但是转录组层面的研究依旧较少。研究表明基因间长链非编码RNA(lincRNA)在一些生物学过程中具有重要的功能,但截至目前关于lincRNA如何在动物适应高原的过程中调控基因表达以及其作用机制的研究较少,特别是在高海拔适应性中的多物种多组织的lincRNA比较研究更是一片空白。为了研究高海拔的适应机制,本研究利用转录组测序手段获得了藏绵羊、藏猪、藏鸡、牦牛这四种高海拔及其低海拔相关动物群体的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、骨骼肌组织的转录组数据,探索了其在高海拔适应过程中lincRNA参与机制的相似性,主要研究结果如下:(1)本试验总共测定了144个样本的转录组数据,分别在绵羊、鸡、牛、猪中鉴定发现了5197、4395、4802、3364个lincRNA。序列以及表达特征的分析结果显示,与编码蛋白基因相比,lincRNA表达水平低、组织特异性高、可变剪切数目和外显子数目较少。其中肾脏组织的表达丰度(FPKM)更高。(2)差异表达的结果显示,绵羊和牛中,大多数的lincRNA在高低海拔之间呈现差异表达,其次为鸡、猪。将鉴定得到的lincRNA根据组织、品种、个体进行相关性聚类分析,结果表明同一物种内组织对lincRNA的影响显著大于海拔。功能富集的结果显示,这些lincRNA广泛的参与了肝脏的脂质代谢、心脏的肌肉收缩、脾脏的免疫应答和炎症反应等生物学过程,其中牛的lincRNA BOSLINCTU17374可能与牛肝脏组织的脂质代谢有关。(3)保守性分析结果显示,与蛋白编码序列相比保守的lincRNA序列的启动子区域具有更高的重复元件覆盖比率。几个物种之间的lincRNA序列比对结果显示,与其他两个偶蹄目物种(牛、羊)相比,鸡的保守性lincRNA相关性低、比对数目更少、序列更短。(4)保守性的lincRNA功能富集结果显示,保守性的lincRNA可能通过参与心脏肌肉收缩以及肝脏脂质代谢过程以调控物种对于不同海拔的适应,同源lincRNA与肾脏发育也有关联。同时一些保守的关键lincRNA可能再心脏和肝脏组织中参与了心肌收缩和脂质代谢过程,从而适应高海拔环境。lincRNA SUSLINCTU19187和BOSLINCTU21058在三个偶蹄目物种中保守,它们可能分别具有调控肌肉收缩和脂质代谢的功能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略词对照表
• 1 文献综述
•   1.1 动物高海拔环境适应研究
•     1.1.1 高海拔动物生理表型适应性研究
•     1.1.2 高原适应基因组研究
•   1.2 转录组测序（RNA-seq）技术与应用
•     1.2.1 转录组测序（RNA-seq）技术
•     1.2.2 RNA-seq测序原理
•     1.2.3 RNA-seq的应用
•   1.3 长链非编码RNA（lnc RNA）研究
•     1.3.1 Linc RNA的识别
•     1.3.2 Lnc RNA作用机制和功能
•     1.3.3 Lnc RNA的保守性
•   1.4 研究目的与意义
• 2 材料和方法
•   2.1 试验材料
•     2.1.1 试验动物
•     2.1.2 样品采集
•     2.1.3 主要试剂
•     2.1.4 主要仪器设备
•   2.2 试验方法
•     2.2.1 核酸抽提
•     2.2.2 电泳检测
•     2.2.3 RNA浓度测定
•     2.2.4 RNA建库测序
•   2.3 数据分析
•     2.3.1 参考基因组的比对组装
•     2.3.2 Linc RNA的鉴定与定量
•     2.3.3 表达分析
•     2.3.4 功能分析
•     2.3.5 重复元件分析
•     2.3.6 组织特异表达定义
•     2.3.7 Linc RNA的同源鉴定
•     2.3.8 启动子区域定义
• 3 结果
•   3.1 Linc RNA的鉴定
•   3.2 Linc RNA基因组基本特征
•   3.3 Linc RNA和蛋白编码基因的表达分析
•   3.4 Linc RNA的转座子与组织特异表达
•   3.5 差异表达
•   3.6 Linc RNA的功能
•     3.6.1 BOSLICTU17374
•   3.7 四个物种linc RNA的保守性分析
•     3.7.1 保守的linc RNA特征
•     3.7.2 保守的linc RNA表达
•     3.7.3 保守的linc RNA功能
•     3.7.4 两个关键性的保守linc RNA
• 4 讨论
•   4.1 Linc RNA鉴定方法的可靠性
•   4.2 linc RNA的表达和功能
•     4.2.1 高低海拔差异表达的linc RNA
•     4.2.2 差异表达linc RNA的功能
•   4.3 Linc RNA的同源
•     4.3.1 同源linc RNA的鉴定
•     4.3.2 同源linc RNA功能
• 5 结论
• 6 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 尚大智

导师: 李明洲,顾以韧

关键词: 高海拔,基因间长链非编码,肌肉收缩,脂质代谢,保守性分析

来源: 四川农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 四川农业大学

基金: 国家自然科学基金项目

分类号: Q494

DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000689

总页数: 105

文件大小: 2539k

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