基于高通量转录组测序的牦牛和犏牛附睾尾部差异表达基因分析

• 作者: 赵旺生 李柯锐 张婷婷 潘美兰 王鹏 李春海 张鹏 张永德
• 来源期刊: 南方农业学报
• 学科: 农学
• 关键词: 牦牛 犏牛 附睾尾部 差异表达基因(DEGs) 精子 雄性不育 高通量转录组测序
• 年，卷（期）: 2024,（5）
• 所属期刊栏目: 优秀青年学者论坛
• 页码范围: 7-16
• 页数: 10页
• 语种: 中文

摘要

【目的】探明牦牛和犏牛的附睾尾部差异表达基因（DEGs），筛选出与精子成熟和贮存密切相关的功能基因，为揭示犏牛精子发生及其成熟过程的分子机制打下理论基础。【方法】以牦牛和犏牛的附睾尾部为研究对象，通过Illumina 127-HiSeq 2000平台完成高通量转录组测序，经过滤、质量控制及拼接组装后，依据FDR<0.05且|log2Fold Change|>1的筛选标准，通过EBSeq筛选出DEGs，然后进行GO功能注释分析和KEGG信号通路富集分析，并以实时荧光定量PCR验证高通量转录组测序数据的准确性。【结果】在牦牛和犏牛的附睾尾部共筛选获得76个DEGs，其中43个DEGs上调、33个DEGs下调；76个DEGs在COG、GO、KEGG、KOG、Nr、Pfam、Swiss-Prot和eggNOG等数据库中均有注释信息，尤其在COG和Pfam数据库中的注释率最高（达88.16%）。GO功能注释分析结果显示，DEGs被注释到生物过程（Biological process）、细胞组分（Cellular component）和分子功能（Molecular function）三大功能类别上；KEGG信号通路富集分析发现76个DEGs主要显著富集在3条信号通路上，分别是胆汁分泌通路（ko04976:Bile secretion）、ABC转运器（ko02010:ABC transporters）和cAMP信号通路（ko04024:cAMP signaling pathway）。随机选择8个DEGs(SERPINA1、MMP7、ATP2C1、ABCC1、NMT1、NAT1、CFTR和PRX)进行实时荧光定量PCR检测验证，结果显示这8个DEGs的表达模式与高通量转录组测序的结果基本一致，表明转录组数据准确可靠。【结论】在牦牛和犏牛的附睾尾部存在76个DEGs(43个DEGs上调，33个DEGs下调)，显著富集在胆汁分泌通路、ABC转运器及c AMP信号通路上，与精子获能相关的DEGs有MMP7、IGFBP2和ABCC4基因，且这3个基因在犏牛附睾尾部呈下调表达，即精子获能失败可能是导致犏牛雄性不育的主要原因。