论文部分内容阅读
香猪是贵州本地的小型猪品种,即是重要的经济动物,也因为体型小、生理病理等方面与人类的高度相似性,成为重要的实验动物和模式生物。香猪产仔数少但性成熟早,公猪三月龄进入青春期,六月龄达到性成熟。piRNAs是一类长度为26-44 nt与PIWI家族蛋白相互作用的不同于miRNAs和siRNAs的小的非编码RNA,它主要分布在性腺中,其在染色体上分布不均匀,一般成簇分布,成熟piRNA的3’端2-OH被甲基化修饰的,5’端有明显的尿嘧啶偏爱性。piRNAs通过参与异染色质形成,转录和转录后沉默,抑制转座子,保护生殖系基因组免受DNA损伤和突变的影响,确保遗传信息可靠地代代相传。本研究通过高通量测序及生物信息学分析等方法筛选出了4个发育期的piRNA序列,并分析其特征,染色体分布,来源等,并对其来源基因进行GO富集分析和KEGG通路分析,同时对piRNA簇也进行了相关分析。本研究主要获得的结果如下:1.利用高通量测序及生物信息学分析,从2月龄(断奶期)香猪睾丸中筛选出100335条已知piRNAs和70514条候选piRNA序列,3月龄(发情期)中筛出102013条已知piRNAs和66667条候选piRNA序列,6月龄(性成熟期)中筛选出125878条已知piRNAs和35008条候选piRNA序列,12月龄(体成熟期)中筛选出95818条已知piRNAs和19074条候选piRNA序列,在两个及两个以上发育期中有16289条piRNAs被检测出。2.本试验对piRNA的来源基因进行了GO和KEGG分析,发现其首要富集在细胞内,主要参与了细胞过程和代谢过程,具有结合等分子功能。KEGG富集分析结果显示这些piRNA来源基因富集到Other types of O-glycan biosynthesis(其它类型的O-聚糖生物合成),Antigen processing and presentation(抗原的加工和处理),Thyroid hormone signaling pathway(甲状腺激素信号通路)等代谢通路,并富集到与生殖系统发育相关的代谢通路:Axon guidance,MAPK signaling pathway等。3.找到了2967条piRNA序列的表达量在四个发育期有差异,对差异序列进行深度分析发现每个月龄单一差异piRNAs的表达量大致趋势为二月龄高于三月龄,六月龄高于十二月龄,而在大多数两个及两个以上月龄的都有表达的差异piRNAs的表达量趋势为二月龄低于三月龄低于六月龄低于十二月龄。4.本研究在四个发育期共得到758个piRNA簇,其中从两个及两个以上发育期检测出198个簇,其余均为各个发育期特有簇。通过GO和KEGG通路分析,初步找到了3个与繁殖发育有关的簇Clu-003(PAK6)、Clu-033(HSPB1)和Clu-025(ECSIT)以及2个与精子发生有关的差异表达簇靶基因(CYP19A1,CCNO),证明了piRNA簇在睾丸发育过程中起作用。5.本试验采用荧光定量PCR随机检测并计算了6个piRNAs(piR-ssc-811833、piR-ssc-196195、piR-ssc-756598、piR-ssc-756757、piR-ssc-347858、piR-ssc-240587)的相对表达量,除了piR-ssc-196195的大体趋势与测序结果不一致,其余测序分析结果大致趋势是一致的,仅表达倍数有略微差别。