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意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的差异表达环状RNA及其调控网络分析


澳门新葡亰平台官网   发布时间: 2019-02-25   信息员:  


意大利蜜蜂工蜂中肠发育过程中的差异表达环状RNA及其调控网络分析_郭睿.pdf


编辑:郭睿,陈华枝,熊翠玲,郑燕珍,付中民,徐国钧,杜宇,王海朋,耿四海,周丁丁,刘思亚,陈大福


摘要:【目的】环状 RNAcircular RNAcircRNA)在可变剪接、转录调控和来源基因的表达调控等方面具有重要功能。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circRNA 的表达谱及其发育过程中的差异表达 circRNAdifferentially expressed circRNADEcircRNA),进而在转录组水平探究 DEcircRNA 在中肠发育中的作用。【方法】基于前期获得的意蜂 7  10 日龄工蜂中肠样品(Am7  Am10)的全转录组数据,利用 find_circ App从质控后的数据中预测 circRNA。采用 RPM 算法归一化处理得到 circRNA 的表达量。利用 DEGseq App对 circRNA 进行差异分析,按照差异倍数(fold change≥2 P 0.05及错误发现率(false discovery rateFDR)<0.05 条件筛选 DEcircRNA。通过 BLAST 比对 GO  KEGG 数据库,对 DEcircRNA 的来源基因进行功能和代谢通路注释。利用 TargetFinder App预测 DEcircRNA-miRNA DEcircRNA-miRNA-mRNA 调控网络,通过 Cytoscape v.3.2.1 App对调控网络进行可视化。通过实时荧光定量PCRRT-qPCR)验证测序数据的可靠性。【结果】意蜂中肠各样品比对上参考基因组的短序列读段数平均为19 616 356 条。Am7  Am10 的组内 Pearson 相关系数均≥0.950。共预测出 256  DEcircRNA,包括 105 个上调 circRNA  151 个下调 circRNANovel_circ_009675  novel_circ_013879 分别在 Am7  Am10 中高量表达。DEcircRNA 的来源基因可注释到包括结合、单组织进程及细胞进程在内的 32  GO 条目,其中分别有 3535 7 个来源基因注释到催化活性、代谢进程和应激反应。上述来源基因还可注释到 35  KEGG 代谢通路,其中分别有 55  4 个来源基因注释到 Hippo 信号通路、内吞作用和吞噬体;进一步分析发现分别有 12  2 个来源基因注释到磷酸肌醇代谢、淀粉和蔗糖代谢和半乳糖代谢等物质代谢通路,5431  1 个来源基因注释到内吞作用、吞噬体、溶酶体、泛素介导的蛋白水解和 MAPK信号通路等免疫通路。上述结果表明相应的 DEcircRNA广泛参与意蜂工蜂中肠的生长发育、新陈代谢和免疫防御。DEcircRNA-miRNA 调控网络分析结果显示,141 DEcircRNA 可靶向结合107 miRNA,其中多数仅能结合1—2 miRNA,但 novel_circ_011577 novel_circ_010719结合的靶 miRNA 数可达 32  28 个;此外,mir-136-yame-miR-6001-3p  mir-136-y 结合的 circRNA 数最多,分别为 1514  14 个,表明相应的 DEcircRNA 可作为竞争性内源 RNA 在意蜂中肠发育过程发挥作用。进一步构建 DEcircRNAs-ame-miR-6001-3p-mRNA 调控网络,分析结果显示 14  DEcircRNA 可共同靶向结合ame-miR-6001-3p,表明它们可能通过调控 ame-miR-6001-3p 对意蜂中肠干细胞的分裂和分化进行间接调控。随机选取 6  DEcircRNA 进行 RT-qPCR 验证,结果显示 5  DEcircRNA 的表达量变化趋势与测序结果一致,证实了本研究测序结果的可靠性。【结论】通过对意蜂工蜂中肠发育过程中的 DEcircRNA 深入分析,提供了 circRNA在意蜂工蜂中肠发育过程中的表达谱和差异表达信息,揭示了 DEcircRNA 在中肠发育过程中的作用,为中肠发育相关的关键 circRNA 的筛选和功能研究打下了基础。


关键词:意大利蜜蜂;中肠;环状 RNA;调控网络;发育


发表信息:中国农业科学, 2018, 51(23): 4575-4590


 
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