论文部分内容阅读
空肠弯曲杆菌,一种食源性病原茵,给人类带来了严重的经济损失和食品安全问题,盲肠是其主要定殖部位。宿主的遗传背景在鸡抵御空肠弯曲杆菌中起重要作用,不同品系(品种)的鸡对空肠弯曲杆菌的易感性/抗性有显著差异。 mieroRNA(miRNA)是一类长度约22nt的内源性非编码小RNA,与靶基因3UTR结合抑制靶基因的翻译或对靶基因进行切割,在细胞增殖、分化、凋亡、神经发育、脂肪代谢等很多生物学过程中发挥重要作用。最近研究显示,miRNA在细菌、病毒感染中也发挥重要作用。 近几年,Solexa高通量测序技术成为各物种microRNA分析鉴定的有力工具,在鸡上也有部分报道,并且也有与细菌、病毒感染相关的microRNA报道,但与空肠弯曲杆菌感染相关的microRNA表达水平的变化尚未见报道。 根据空肠弯曲杆菌感染后的动态变化及阳性率结果,本研究以感染与非感染空肠弯曲杆菌8h SPF鸡盲肠组织为研究对象,构建感染(T)与非感染(C)状态下盲肠组织的小RNA文库,T1、T2、C1、C2。利用Solexa高通量测序技术分析鉴定感染与非感染鸡盲肠组织中差异表达的miRNA,并对所得高通量测序结果利用荧光定量PCR进行分析验证,同时,利用荧光定量PCR研究部分表达差异的miRNA及其免疫相关靶基因不同时间点的表达情况。结果显示: (1)通过Solexa高通量测序,在T1、T2、C1、C2四个文库中分别获得18182748、17711109、20724738和17804340高质量读数,分别占到其总读数的92.08%、89.08%、94.94%和97.85%;分别获得被注释的reads为16746387、16663306、19862054和16465067。占高质量读数的93.0%、94.8%、96.3%、93.4%;分别获得小RNA序列的数目为423943、370108、297619、449905;分别获得被注释的小RNA序列数为106919、83918、67690、106739。占小RNA序列数的25.2%、22.7%、22.7%、23.7%。 (2)小RNA长度分布统计结果表明:四个文库中小RNA序列主要分布在20-24nt之间,22nt序列最多,在四个文库中分别占到47.98%、50.64%、51.5%和48.6%,其次为21nt和23nt。不同片段长度的小RNA在四个文库中呈现差异分布。 (3)四个文库中共发现已知microRNAs450个,处理组与对照组间共有36个显著差异表达microRNAs,其中25个表达上调调和11个表达下调microRNAs。共发现58个novelmiRNAs。 (4)差异表达miRNA生物信息学分析表明:采用miRanda软件对差异表达的miRNAs进行靶基因预测,共获得7257个非冗余的靶基因。将7257个靶基因在DAVID数据库进行功能富集分析,有7127个基因获得了分类注释,共获得P<0.05的GO分类注释353条,其中生物学过程注释238条,细胞组分的注释54条,分子功能的注释61条。参与了19条通路,显著性富集的通路有15个(P<0.05),富集到了Ubiquitin mediated proteolysis,mTOR signaling pathway, MAPK signaling pathway, Insulin signaling pathway, TGF-betasignaling pathway等信号通路。 (5)差异表达miRNAs的qRT-PCR验证及其免疫相关靶基因的表达情况:在选取的12个miRNAs中,有8个miRNAs同高通量测序结果一致;在选取的9个免疫相关的基因中,CD34、SOCS3表达量显著下调;IL15、CDH11、BCL9、STX16、IL4R、IRF4表达量显著上调;MX无明显变化。 (6)qRT-PCR分析CLOCK相关miRNA不同时间点的表达,结果表明:gga-miR-148a在感染后8h显著上调;gga-miR-30a-5p在感染后24h显著下调;gga-miR-1416-5p在感染后8h显著上调、20h显著下调;gga-miR-30b、gga-miR-30c在感染后8h显著上调、24h显著显著下调。 (7)免疫相关基因不同时间点表达,结果表明:BCL9在感染后4h、24h显著降低,8h、16h显著升高;STX16在感染后8h显著升高,20h、24h显著降低;SOCS3在感染后4h、8h、16h显著降低;IRF4在感染后4h、16h、20h显著降低,8h显著升高。 本研究结果初步确定几个抗空肠弯曲杆菌选育中的重要候选miRNAs及候选基因,为我们深入研究microRNA在空肠弯曲杆菌感染中的作用机制奠定基础,为鸡的分子抗病育种提供理论基础和科学依据。初步确定gga-miR-148a与CLOCK,gga-miR-30b/c与BCL9存在靶向关系,具体作用机制还需进一步通过体外实验进行深入研究。