意大利蜜蜂工蜂中肠的环状RNA及其调控网络分析

• 作者: 付中民 刘思亚 周丁丁 徐国钧 杜宇 熊翠玲 王海朋 耿四海 郑燕珍 郭睿 陈华枝 陈大福
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 农学
• 关键词: 意大利蜜蜂 中肠 生物信息学 环状RNA 调控网络
• 年，卷（期）: 2018,（12）
• 所属期刊栏目: 生理与生化
• 页码范围: 1363-1375
• 页数: 13页
• 分类号: S891
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2018.12.001

摘要

[目的]环状RNA (circRNA)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.本研究旨在分析意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂中肠circRNA的数量、种类、结构特征和作用,并通过构建和分析circRNA的调控网络探索circRNA的调控功能.[方法]在实验室条件下人工饲养意大利蜜蜂工蜂,利用circRNA-seq技术对意大利蜜蜂7和10日龄成年工蜂中肠样品进行深度测序.利用find_circ软件从质控后的数据中预测circRNA.通过BLAST比对GO和KEGG数据库,对circRNA的来源基因进行功能和代谢通路注释.利用TargetFinder软件预测circRNA靶向结合的miRNA及miRNA靶向结合的mRNA,通过Cytoscape v.3.2.1软件对circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络进行构建及可视化.通过设计背靠背引物和线性扩增引物RT-PCR对预测出的circRNA进行验证.[结果]意大利蜜蜂工蜂中肠样品的测序平均得到136 463 071条clean reads,去除rRNA后各样品的anchor reads均在136 779 122条及以上.共预测出10 833个circRNA,长度主要介于15～1 000 nt;上述circRNA的类型丰富,其中已注释的外显子circRNA数量最多,分布在西方蜜蜂1号染色体的circRNA数量最多,其次为8号染色体.CircRNA的来源基因可注释到包括结合、细胞进程和细胞在内的45个GO条目,以及包括内吞作用、内质网蛋白加工及核糖体在内的121条KEGG代谢通路,表明circRNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长、发育、新陈代谢和细胞生命活动等生物学过程中发挥重要作用.进一步构建circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA调控网络,分析结果显示部分circRNA可能作为竞争性内源RNA吸附结合microRNA,从而调控基因的表达水平.最后,对随机选择的3个circRNA的RT-PCR结果验证了其真实存在.[结论]本研究对意大利蜜蜂工蜂中肠中的circRNA进行预测、分析及鉴定.研究结果提供了中肠circRNA的数量、种类、结构特征、作用和调控网络的信息,揭示了circRNA可能通过作用于来源基因和作为竞争性内源RNA在意大利蜜蜂工蜂中肠的生长发育和免疫防御中发挥作用,为深入研究circRNA在意大利蜜蜂中肠发育及胁迫响应过程中的功能奠定了基础.