山羊卵泡发育相关基因的筛选及分析

• 作者: 孟金柱 安清明 李鹏飞 许勤智 赵园园
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 山羊 高通量测序 卵泡发育 颗粒细胞
• 年，卷（期）: 2020,（17）
• 所属期刊栏目: 畜牧·兽医·资源昆虫
• 页码范围: 3597-3605
• 页数: 9页
• 字数: 4825字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2020.17.016

摘要

[背景]山羊第一卵泡波中的优势卵泡(dominant follicles,DF)和从属卵泡(subordinate follicles,SF)是整个卵泡发育过程中最为关键的两个阶段.随着卵泡的进一步发育,最终DF可能发育成为成熟卵泡,直到排卵;SF将走向闭锁,其中颗粒细胞的凋亡是导致卵泡发生闭锁的关键因素.然而目前对促进卵泡的优势化或导致其闭锁的分子机理尚不清楚.[目的]通过对山羊第一卵泡波中DF和SF颗粒细胞进行高通量测序,旨在筛选影响卵泡发育的关键基因,为深入探究卵泡发育的调控机制提供理论依据.[方法]选取10只1岁龄健康的贵州白山羊分别注射前列腺素F2α,使其同期发情,此后每天用B超检测并记录卵泡的生长情况,发情3 d后,统一屠宰并采集第一卵泡波中DF(直径4.5—6 mm)与SF(直径3—4.5 mm),分别分离其中的颗粒细胞,提取总RNA、构建文库后通过Illumina Hiseq 2500平台进行测序.利用FastQC对测序产出raw reads进行质量评估并经过过滤后,获得品质较高的clean reads;使用Trinity对得到的clean reads进行重新组装,从而获得unigenes;使用CLC Genomics Workbench将unigenes与山羊RefSeq数据库进行比对获得mRNA;使用DESeq2软件对获得的mRNA进行差异表达分析;分别采用goseq和kobas软件对得到的差异表达基因进行GO分析及KEGG信号通路分析;最终通过qRT-PCR对筛选出的可能影响卵泡发育的关键基因进行验证.[结果]分别对测序得到的raw reads进行过滤后,在DF颗粒细胞中获得43217934条clean reads,占raw reads的比例为95.19％;SF颗粒细胞中获得40766348条clean reads,占raw reads的比例为95.35％.将得到的unigenes与山羊的RefSeq数据库进行比对后,共得到33896条带有注释的转录本,再通过设定FPKM>1,q value<0.05,共在两种卵泡颗粒细胞中获得13644个基因.设定参数:FPKM≥1,SF-FPKM/DF-FPKM>1,P<0.05,获得695个差异表达mRNA,其中233个在SF颗粒细胞中表达显著上调,462个表达显著下调;对所获得695个差异表达mRNA进行GO功能富集分析,共分为三大类42组:其中生物学过程占47.6％,细胞组分占47.6％,分子功能占4.8％;KEGG信号通路分析,发现20条通路,其中与核糖体通路相关的基因富集最为显著.通过在Genecard中进行功能分析后,筛选6个可能与山羊卵泡发育密切相关的基因,其中PRLR、PTX3、RGN在SF颗粒细胞中表现为上调;DKK3、ALDH1A2、RARRES1则表现为下调.qRT-PCR显示PRLR、RGN、DKK3、ALDH1A2、RARRES1的表达趋势与高通量测序结果一致,且RGN在从属卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于优势卵泡(P<0.01);DKK3、ALDH1A2、RARRES1在优势卵泡颗粒细胞中的表达量极显著地高于从属卵泡(P<0.01).[结论]DKK3、ALDH1A2、RARRES1和RGN在优势卵泡和从属卵泡中表达量存在极显著差异,推测在山羊卵泡发育过程中可能促进卵泡的优势化或导致闭锁,对深入探究卵泡发育的调控机制具有重要意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李鹏飞	山西农业大学生命科学学院	65	175	7.0	9.0
2	赵园园		21	6	2.0	2.0
3	安清明		17	3	1.0	1.0
4	孟金柱		29	16	3.0	3.0
5	许勤智		24	36	3.0	5.0