1、第5 1卷 第9期2 0 2 3年9月西北农林科技大学学报(自然科学版)J o u r n a l o f N o r t h w e s t A&F U n i v e r s i t y(N a t.S c i.E d.)V o l.5 1 N o.9S e p.2 0 2 3网络出版时间:2 0 2 3-0 3-0 8 0 9:4 1 D O I:1 0.1 3 2 0 7/j.c n k i.j n w a f u.2 0 2 3.0 9.0 0 2网络出版地址:h t t p s:/k n s.c n k i.n e t/k c m s/d e t a i l/6 1.1 3 9 0
2、.S.2 0 2 3 0 3 0 6.1 7 2 1.0 0 2.h t m l不同繁殖力绵羊睾丸组织新转录本注释及功能解析 收稿日期 2 0 2 2-0 6-0 7 基金项目 国家自然科学基金项目(3 2 1 6 0 7 9 2)作者简介 伏晓玉(1 9 9 6-),女,甘肃秦安人,在读硕士,主要从事高原家畜繁殖生理研究。E-m a i l:3 2 7 8 4 6 7 7 2 1q q.c o m 通信作者 王欣荣(1 9 7 4-),男,甘肃临潭人,教授,硕士生导师,主要从事高原家畜繁殖生理研究。E-m a i l:w a n g x r g s a u.e d u.c n伏晓玉,柳苗苗,
3、杨雅楠,闫尊强,王欣荣(甘肃农业大学 动物科学技术学院,甘肃 兰州 7 3 0 0 7 0)摘 要【目的】完善和优化绵羊(O v i s a r i e s)基因组注释信息,解析绵羊睾丸组织在不同繁殖力水平的遗传机理。【方法】以高繁殖力绵羊品种湖羊和低繁殖力绵羊品种藏绵羊(各3只)为研究对象,采集其睾丸组织,提取R NA,构建c D NA 文库,进行R NA-S e q测序,对测序数据进行组装。利用C u f f c o m p a r e软件对重新组装的测序数据与绵羊参考基因组进行比对分析,优化已注释基因的结构,并挖掘新转录本,对新转录本进行G O和K E G G通路分析。使用D E S e
4、 q软件挖掘差异表达新转录本,对其进行GO和K E G G通路分析。随机选取表达显著上调和下调的新转录本各5个,采用实时荧光定量P C R(R T-q P C R)对其表达水平进行验证。【结果】对6只供试羊构建了6个独立的c D NA文库,共获得2 6 6 0 0 9 5 6 6个原始读段,质量控制后得到1 3 3 0 0 4 7 8 3个过滤后读段;6个c D NA文库过滤后读段的G C含量在4 9.6 1%5 1.1 4%,符合碱基组成规律,Q3 0比例9 2.9 6%。对4 2 7 3个已注释基因的结构进行了优化,其中5 非翻译区域(UT R)延伸基因2 0 2 7个,3 UT R延伸基
5、因1 9 0 7个,5 和3 UT R同时延伸基因3 3 9个。挖掘到1 2 1 7 8个新转录本,G O功能分析显示,2 4 1 6个新转录本注释到生物学过程、细胞组成和分子功能;K E G G富集发现新转录本显著富集在单纯疱疹病毒型感染、过氧物酶体、河马信号通路。与湖羊相比,藏绵羊睾丸组织中有1 5 5个新转录本表达差异显著,其中1 0 3个表达上调,5 2个表达下调;GO功能分析显示,差异新转录本富集在细胞过程、膜部分、绑定等条目;K E G G富集发现差异新转录本显著富集在钙信号通路和核因子-B炎症信号通路等。1 0个差异表达新转录本的R T-q P C R验证试验结果与R NA-S
6、e q结果趋势一致。【结论】从湖羊和藏绵羊睾丸组织中共挖掘出1 2 1 7 8个新转录本,其中1 5 5个差异表达。这些新转录本主要通过参与细胞功能、生物调节和代谢途径,以及通过核因子-B炎症信号和钙信号通路广泛参与调控生殖细胞的增殖与分化、睾酮的分泌、免疫应答、C a2+跨膜转运等途径,进而调控绵羊睾丸的发育和精子的发生。关键词 湖羊;藏绵羊;睾丸;新转录本;家畜繁殖 中图分类号 S 8 2 6.2 文献标志码 A 文章编号 1 6 7 1-9 3 8 7(2 0 2 3)0 9-0 0 1 1-1 0A n n o t a t i o n a n d f u n c t i o n a l
7、 a n a l y s i s o f n e w t r a n s c r i p t s f r o m t e s t i c u l a r t i s s u e s o f s h e e p w i t h d i f f e r e n t f e r t i l i t y l e v e l sF U X i a o y u,L I U M i a o m i a o,YAN G Y a n a n,YAN Z u n q i a n g,WAN G X i n r o n g(C o l l e g e o f A n i m a l S c i e n c e a
8、n d T e c h n o l o g y,G a n s u A g r i c u l t u r a l U n i v e r s i t y,L a n z h o u,G a n s u 7 3 0 0 7 0,C h i n a)A b s t r a c t:【O b j e c t i v e】T h i s s t u d y i m p r o v e d a n d o p t i m i z e d t h e a n n o t a t i o n i n f o r m a t i o n o f s h e e p g e n o m e a n d a n
9、 a l y z e d g e n e t i c m e c h a n i s m o f t e s t i c u l a r t i s s u e o f s h e e p(O v i s a r i e s)a t d i f f e r e n t f e c u n d i t y l e v e l s.【M e t h o d】T h r e e H u s h e e p(h i g h f e r t i l i t y)a n d t h r e e T i b e t a n s h e e p(l o w f e r t i l i t y)w e r e
10、i n c l u d e d i n t h i s s t u d y.T h e t e s t i s t i s s u e s w e r e c o l l e c t e d,R NA w e r e e x t r a c t e d,c D NA l i b r a r i e s w e r e c o n s t r u c t e d,R NA-S e q s e q u e n c i n g w a s p e r f o r m e d,a n d s e q u e n c i n g d a t a w a s a s s e m b l e d.T h e
11、 r e c o m b i n e d s e q u e n c i n g d a t a w e r e c o m-p a r e d w i t h t h e s h e e p r e f e r e n c e g e n o m e u s i n g c u f f c o m p a r e s o f t w a r e t o o p t i m i z e t h e s t r u c t u r e o f a n n o t a t e d g e n e s,m i n e n e w t r a n s c r i p t s,a n d p e r f
12、 o r m GO a n d K E G G p a t h w a y a n a l y s i s o n t h e n e w t r a n s c r i p t s.F i v e n e w t r a n s c r i p t s w i t h s i g n i f i c a n t u p-r e g u l a t i o n a n d f i v e n e w t r a n s c r i p t s w i t h d o w n-r e g u l a t e d e x p r e s s i o n w e r e r a n d o m l
13、y s e l e c t e d a n d t h e i r e x p r e s s i o n l e v e l s w e r e v e r i f i e d b y r e a l-t i m e f l u o r e s c e n c e q u a n t i t a t i v e P C R(R T-q P C R).【R e s u l t】S i x i n d e p e n d e n t c D NA l i b r a r i e s w e r e c o n s t r u c t e d,a n d a t o t a l o f 2 6 6
14、 0 0 9 5 6 6 r a w r e a d s w e r e o b t a i n e d.A f t e r q u a l i t y c o n t r o l,1 3 3 0 0 4 7 8 3 c l e a n r e a d s w e r e o b t a i n e d.T h e G C c o n t e n t s o f t h e s i x c D NA l i b r a r i e s w e r e 4 9.6 1%5 1.1 4%,w h i c h w a s c o n s i s t e n t w i t h t h e r u l
15、 e o f b a s e c o m p o s i t i o n,a n d t h e Q 3 0 p r o p o r t i o n s w e r e 9 2.9 6%.E x t e n s i o n s w e r e a c h i e v e d w i t h 2 0 2 7 t r a n s c r i p t s f o r t h e 5 u n t r a n s-l a t e d r e g i o n(UT R),1 9 0 7 t r a n s c r i p t s f o r t h e 3 UT R r e g i o n,a n d 3
16、 3 9 g e n e s f o r b o t h 5 a n d 3 UT R a t t h e s a m e t i m e.A t o t a l o f 1 2 1 7 8 n e w t r a n s c r i p t s w e r e m i n e d a n d GO f u n c t i o n a l a n a l y s i s s h o w e d t h a t 2 4 1 6 n e w t r a n s c r i p t s w e r e a n n o t a t e d t o b i o l o g i c a l p r o c e s s e s,c e l l c o m p o s i t i o n,a n d m o l e c u l a r f u n c t i o n s.K E G G e n r i c h-m e n t s h o w e d t h a t t h e n e w t r a n s c r i p t s w e r e s i g n i f i c a n t l y e
