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意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中长链非编码RNA的差异表达分析


澳门新葡亰平台官网   发布时间: 2019-02-20   信息员:  


意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中长链非编码RNA的差异表达分析.pdf


编辑:郭睿,耿四海,熊翠玲,郑燕珍,付中民,王海朋,杜宇,童新宇,赵红霞,陈大福


摘要:【目的】长链非编码 RNAlncRNA)在真核生物的基因表达、表观遗传和细胞周期调控等方面发挥重要功能。本研究旨在探究意大利蜜蜂( Apis mellifera ligustica , 简称意蜂)工蜂中肠发育过程中 lncRNA的表达谱及其作用。【方法】利用 RNA-seq 技术和链特异性建库方法对意蜂 7  10 日龄工蜂中肠(Am7Am10)进行深度测序,下机的原始数据经过 Perl 脚本过滤得到高质量有效读段。利用 bowtie 工具将有效读段比对核糖体数据库,进一步利用 TopHat2 App将未比对到核糖体数据库上的数据比对到参考基因组。利用 CPC CNCI App对转录本的编码能力进行预测。通过 RT-PCR 对部分 lncRNA 进行鉴定。利用 edgeR App进行差异表达 lncRNADElncRNA)分析,进而预测 lncRNA 的上下游基因,并对上下游基因进行 GO  KEGG 代谢通路富集分析。联用 RNAhybridMiranda  TargetScan App预测 DElncRNA 靶向结合的 miRNA  miRNA 靶向结合的靶基因,并通过 Cytoscape App构建 DElncRNAs-miRNAs-mRNAs 的调控网络。最后,通过 RT-qPCR 验证测序数据的可靠性。【结果】Am7  Am10 的深度测序分别获得 134 802 058  147 051 470 条原始读段,经严格过滤分别得到 134 166 157  146 293 288 条有效读段;共得到 3 890  DElncRNA,包括 2 005 个上调 lncRNA 1 885 个下调 lncRNART-PCR 验证结果显示共有 8  lncRNA 能扩增出符合预期的目的片段,表明预测出的 lncRNA 真实存在。DElncRNA 的上下游基因数为 1 793 个,它们涉及 42  GO 条目,包括代谢进程、发育进程、细胞进程、应激反应和免疫系统进程等;这些上下游基因还涉及 251 条代谢通路,包括碳代谢、嘌呤代谢和脂肪酸的生物合成等物质代谢通路,硫代谢、甲烷代谢和氧化磷酸化等能量代谢通路,Hippo 信号通路、Wnt 信号通路和 Notch 信号通路等信号通路,溶酶体、内吞作用和泛素介导的蛋白水解等细胞免疫通路,以及 MAPK 信号通路、Jak-STAT 信号通路和 NF-kappa B 信号通路等体液免疫通路,上述结果表明 DElncRNA在意蜂中肠发育过程中参与物质和能量代谢、细胞生命活动和免疫调控。进一步分析发现 TCONS_00020918可通过调控西方蜜蜂王浆主蛋白 1 编码基因在意蜂工蜂中肠的营养吸取、级型分化中发挥功能。DElncRNA 的调控网络分析结果显示 DElncRNA  miRNAmRNA 间存在复杂的调控关系,部分 DElncRNA 处于调控网络的中心位置且能靶向结合较多的 miRNA,也有部分 miRNA 可被多个 DElncRNA 共同靶向,表明这些 DElncRNA 可能在中肠发育中发挥重要作用。随机挑取 5  DElncRNA 进行 RT-qPCR 验证,结果显示它们的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序数据的可靠性。【结论】差异表达长链非编码 RNADElncRNA)广泛参与意蜂工蜂中肠的新陈代谢、细胞活动和免疫调控并作为竞争性内源 RNAceRNA)发挥作用,研究结果为关键lncRNA 的筛选和功能研究提供了必要的数据支撑。


关键词:意大利蜜蜂;中肠;发育;长链非编码 RNA;上下游基因


发表信息:中国农业科学, 2018, 51(18): 3600-3613

  


 
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