新吉細(xì)毛羊和小尾寒羊的毛品質(zhì)性狀及皮膚轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究.pdf

1、本項(xiàng)目研究以新吉細(xì)毛羊和小尾寒羊?yàn)檠芯繉?duì)象，通過(guò)對(duì)兩個(gè)綿羊品種毛表型性狀、皮膚組織學(xué)、羊毛生長(zhǎng)血清學(xué)研究，闡明兩個(gè)品種間毛用性狀的極端差異性，然后運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)對(duì)兩個(gè)品種綿羊皮膚組織測(cè)序，將測(cè)得序列通過(guò)組裝，比對(duì)到參考基因組和轉(zhuǎn)錄本，篩選出兩個(gè)極端差異品種綿羊皮膚組織中的差異表達(dá)基因，并對(duì)差異表達(dá)基因進(jìn)行GO、KEGG注釋?zhuān)玫讲町惐磉_(dá)基因的生物學(xué)功能富集和特異性代謝通路;通過(guò)對(duì)變異位點(diǎn)和差異剪接的研究，挖掘出與毛用性狀差異相關(guān)的潛

2、在突變位點(diǎn)、突變基因和可變剪接體，然后從中選擇與毛用性狀直接關(guān)聯(lián)的角蛋白關(guān)聯(lián)蛋白進(jìn)行遺傳多樣性及品質(zhì)性狀分析，挖掘出與綿羊羊毛生長(zhǎng)性狀和質(zhì)量性狀相關(guān)的潛在基因，為綿羊毛用性狀分子育種提供了理論基礎(chǔ)。本研究主要結(jié)果如下:
　　(1)選取新吉細(xì)毛羊和小尾寒羊各6只進(jìn)行毛用性狀、組織學(xué)、血液中激素含量等測(cè)定，結(jié)果表明:新吉細(xì)毛羊羊毛細(xì)度明顯大于小尾寒羊，差異極顯著(P＜0.01);小尾寒羊羊毛長(zhǎng)度大于新吉細(xì)毛羊，差異顯著(P＜0.05)

3、;在羊毛的生長(zhǎng)過(guò)程中，小尾寒羊羊毛的生長(zhǎng)速度快于新吉細(xì)毛羊;在激素含量測(cè)定方面，兩個(gè)品種綿羊生長(zhǎng)激素(GH)含量較低，表皮生長(zhǎng)因子(EGF)、胰島素樣生長(zhǎng)因子(IGF-1)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF-5)、褪黑激素(MT)、生長(zhǎng)激素(GH)、甲狀腺激素T3、甲狀腺激、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)、在不同月份出現(xiàn)不同變化，且存在較大差異。在毛囊密度方面，兩種綿羊相同月份相同部位毛囊比較，新吉細(xì)毛羊明顯大于小尾寒羊(P＜0.01);在皮膚

4、總厚度方面，小尾寒羊的皮膚總厚度明顯高于新疆細(xì)毛羊(P＜0.01)。
　　(2)選取新吉細(xì)毛羊和小尾寒羊各3只，通過(guò)皮膚組織的高通量測(cè)序，對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾，得到100bp高質(zhì)量測(cè)序序列分別為新吉細(xì)毛羊0.6Gb和小尾寒羊0.56Gb;測(cè)序序列與參考基因比對(duì)率分別為87.57％和87.68％。兩個(gè)轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)間發(fā)現(xiàn)710個(gè)差異表達(dá)基因;356個(gè)基因?yàn)樯险{(diào)，354個(gè)基因?yàn)橄抡{(diào)。通過(guò)差異表達(dá)基因的GO注釋?zhuān)?16個(gè)差異表達(dá)基因注釋到20

5、8個(gè)GO term;形成29個(gè)次級(jí)條目，118個(gè)基因在細(xì)胞組分、199個(gè)基因在生物過(guò)程和321個(gè)基因在分子功能中得到注釋;期中差異表達(dá)基因在5個(gè)GO條目中顯著富集;通過(guò)差異表達(dá)基因的代謝通路注釋?zhuān)?30個(gè)差異表達(dá)基因注釋到了KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中，得到193個(gè)代謝通路，期中5個(gè)代謝通路顯著性富集。
　　(3)在綿羊變異檢測(cè)和可變剪接分析中，在新吉細(xì)毛羊中檢測(cè)到122，994個(gè)SNP位點(diǎn)和5，683個(gè)Indel位點(diǎn);在小尾寒羊中檢測(cè)到12

6、9，074SNP位點(diǎn)和6，153個(gè)Indel位點(diǎn);在變異功能注釋過(guò)程中，新吉細(xì)毛羊功能注釋為91，797個(gè)SNP位點(diǎn)和5，684個(gè)Indel位點(diǎn);小尾寒羊功能注釋為129，091個(gè)SNP位點(diǎn)和6，150個(gè)Indel位點(diǎn)。在挖掘兩個(gè)品種間潛在與目標(biāo)性狀相關(guān)變異位點(diǎn)的功能注釋中，通過(guò)閾值p-value＜0.05篩選出差異5，236個(gè)SNP位點(diǎn)和257個(gè)Indel位點(diǎn)。在挖掘與目標(biāo)性狀有關(guān)的變異位點(diǎn)所在突變基因的注釋中，篩選出與蛋白改變有關(guān)的

7、155個(gè)突變基因，通過(guò)GO的注釋?zhuān)@得71GOterm，得到9個(gè)GO條目下突變差異表達(dá)基因顯著富集;通過(guò)突變差異表達(dá)基因的代謝通路注釋?zhuān)?0個(gè)突變差異基因注釋到了KEGG數(shù)據(jù)庫(kù)中，得到88個(gè)代謝通路，期中1個(gè)通路存在顯著富集;在挖掘潛在的與目標(biāo)性狀相關(guān)的可變剪接中得到76個(gè)基因可變剪接，93個(gè)剪接體的轉(zhuǎn)錄本。
　　(4)在候選角蛋白關(guān)聯(lián)蛋白基因在新吉細(xì)毛中的遺傳變異分析表明，KAP24.1基因在cDNA348bp處發(fā)生T→C的突變

8、，cDNA414bp處發(fā)生C→T的突變，屬于錯(cuò)義突變，分別由脯氨酸突變?yōu)榱涟彼?絲氨酸突變?yōu)楦彼?KAP13.1基因在cDNA291 bp處發(fā)生T→C的突變，cDNA469、528bp處發(fā)生C→T的突變，屬于同異突變，未引起氨基酸序列的改變;在群體遺傳學(xué)分析中，兩個(gè)候選基因位點(diǎn)處于Hardy-Weinberg平衡，并且均處于中等多態(tài)(P＜0.5);KAP24.1基因中，BB基因型對(duì)羊毛產(chǎn)毛量和拉伸長(zhǎng)度有顯著影響(P＜0.05); KA

9、P13.1基因中，在T291C位點(diǎn)，CC基因型對(duì)羊毛的拉伸長(zhǎng)度有顯著影響(P＜0.05)，在C469、528T位點(diǎn)NN基因型對(duì)羊毛的產(chǎn)毛量和拉伸長(zhǎng)度有顯著影響(P＜0.05)。
　　綜上所述，本試驗(yàn)闡明了新吉細(xì)毛羊和小尾寒羊羊毛表型性狀、皮膚組織學(xué)、羊毛生長(zhǎng)血清學(xué)的差異性，并通過(guò)皮膚組織轉(zhuǎn)錄組的高通量測(cè)序分析，篩選出了差異表達(dá)基因、突變基因和可變剪接等，為進(jìn)一步研究羊毛的生長(zhǎng)和品質(zhì)提供了基礎(chǔ)理論數(shù)據(jù)，同時(shí)，對(duì)角蛋白關(guān)聯(lián)蛋白基因在新