基于转录组测序的蒙古羊和杜泊羊骨骼肌热响应相关基因的筛选

作者：曹宇; 张东; 芦杨; 张焱如; 周欢敏^*

来源：农业生物技术学报, 2019, 27(09): 1614-1628.

• 蒙古羊
• 杜泊羊
• 骨骼肌
• 热响应
• 转录组测序(RNA-seq)
• 非编码RNA

蒙古羊(Ovis aries)和杜泊羊分别是我国和南非的优秀绵羊品种,在抗逆性和羊肉品质上都有良好的表现,但对其热响应调控机制还知之甚少。本研究利用二代测序技术,在炎热条件下(>30℃)对蒙古羊和杜泊羊的骨骼肌进行采样和转录组测序(RNA-sequence, RNA-seq),进而得到差异表达的蛋白编码基因252种(包括已注释的109种)和长链非编码RNA基因60种。根据差异表达基因相关的基因功能富集、通路富集和前人研究,共筛选出了19种参与热响应的蛋白编码基因;其中即时初期响应5 (immediate early response 5, IER5)、初期生长响应1 (early growth response 1, EGR1)、sprouty相关EVH1域包含1(sprouty related EVH1 domain containing 1, SPRED1)、减数分裂和突触相关的睾丸表达15 (testis expressed15, meiosis and synapsis associated, TEX15)等15种基因参与到蒙古羊骨骼肌热响应调节;血管生成素类似物7 (angiopoietin like 7, ANGPTL7)、昼夜节律相关的转录抑制因子(circadian associated repressor of transcription, CIART)、ATP结合盒亚家族A成员12 (ATP binding cassette subfamily A member 12, ABCA12)、钙和整合素结合家族成员2 (calcium and integrin binding family member 2, CIB2)共4种基因参与到杜泊羊骨骼肌热响应调节。这些热响应相关基因的生物学功能涉及到细胞热应答、热休克蛋白结合、钙离子结合、变性蛋白质折叠态的维持和DNA修复等。而10种长链非编码RNA基因(包括XLOC1944721,XLOC3483583, XLOC775492等)的转录物长链非编码RNA则通过反式trans作用分别靶向调控热响应相关的BCL2关联永生基因3 (BCL2 associated athanogene 3, BAG3)、DnaJ热休克蛋白家族(Hsp40)成员A4 (DnaJ heat shock protein family (Hsp40) member A4, DNAJA4)、热休克蛋白家族A (Hsp70)成员1类似物(heat shock protein family A (Hsp70) member 1 like, HSPA1L)、EGR1、IER5、DnaJ热休克蛋白家族(Hsp40)成员B1 (DNAJB1)和肌球蛋白轻链10 (myosin light chain 10, MYL10)基因。以上涉及的热响应相关的蛋白编码基因和长链非编码RNA基因可以促进对绵羊机体热应答机制的研究,并为靶向耐热性状的家畜育种提供理论依据。

• 单位
  生命科学学院; 内蒙古农业大学