基于基因芯片母猪妊娠相关基因调控网络构建

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1、摘本研究采用时间进程试验，应用Affymetrix猪全基因组芯片，分别选取未妊娠，妊娠初期(妊娠25天)，妊娠中后期(妊娠85天)3个阶段各3个全(或半)同胞大白猪个体子宫肌膜及卵巢组织(尽量采同质细胞)进行RNA抽取，纯化，反转录，芯片杂交等得出基因表达谱；应用Q呷CR对芯片表达谱数据可靠性进行验证：结合对适用于本试验表达谱数据的基因网络调控模型探索及母猪妊娠调控网络的构建，对基因表达谱数据进行统计及功能基因组方面分析得到如下结果：(1)得到妊娠初期卵巢2倍以上差异表达的基因974个，其中上调和下调的基

2、因分别为418个和556个；妊娠中后期卵巢2倍以上差异表达的基因1800个，上调和下调的基因分别为826个和974个；妊娠初期子宫肌膜中2倍以上差异表达的基因355个，其中上调和下调的基因分别为’189个和146个：妊娠中后期子宫肌膜中2倍以上差异表达的基因720个，其中上调和下调的基因分别有236个和487个。(2)通过对不同组织及不同妊娠阶段的差异表达基因的二维聚类发现，在卵巢和子宫肌膜中，所有差异基因可以分成7大类。根据对同一类中的已知基因功能的了解，从共表达基因角度挑选出33个差异基因供最终选择妊

3、娠相关新候选基因使用。(3)通过对基因表达谱数据功能分析发现：分子功能方面，妊娠中后期卵巢中MIICII族受体基因及具有酶调节活性的基因无差异表达；妊娠初期卵巢中无MHCI族受体基因差异表达。而与铁结合相关的基因只在子宫肌膜中有表达有变化。妊娠中后期与妊娠前期相比，卵巢中脂结合、胞浆运动、内切酶、趋化因子的基因表达有明显差异。生物过程方面，妊娠中后期卵巢中与正常生理过程相关的基因几乎没有差异表达，相对于妊娠初期卵巢及所有妊娠阶段的子宫肌膜来说，与刺激，压力及对其它组织的应激相关的基因表达差异更多。妊娠初期

4、的子宫肌膜中与细胞生长，细胞大小调节及细胞周期相关的基因表达有变化。细胞组成方面，妊娠初期中表达有变化的基因主要都与细胞膜相关。而妊娠中后期卵巢及所有妊娠阶段子宫肌膜中与质膜，免疫突触，蛋白复合体，MIIC蛋白复合体形成相关的基因都有表达变化。其中，妊娠中后期子宫肌膜中与胞膜组成及形成相关的基因的表达变化最大。(4)在对卵巢已知差异基因的分析过程中未发现有效生物通路；在对子宫肌膜已知差异基因分析过程中，妊娠初期发现26个基因参与的5个有效生物通路，妊娠后期发现18个基因参与的3．个有效生物通路。通过对生物

5、通路的交叉分析，对整个生物作用网络有了系统认识，通过对已知差异基因在通路中的位置，预测了其对妊娠可能有的作用。(5)对各基因调控网络模型进行模拟计算，找到适合本试验的基因调控网络模型，并对妊娠调控网络进行了重建及图型化，得到层次关系清晰的基因调控网络。(6)结合所构建调控网络及生物信息学分析，确定了彤冠16FBP6,UF,16F2,P,BP4等基因在妊娠的整个过程中的重要作用，并选出一些有价值的新候选基因，编号分别为Ssc．204、Ssc．315、Ssc．2750、Ssc．256等，分别对其功能进行了预测

6、。关键词：猪；繁殖基因；基因芯片；基因调控网络；新候选基因要AbstractInourexperiment，myometirumandovaryarecollectedfromnonpregnant(NP，n=3)，earlypregnant但P，25d，n--3)，latepregnant(LP，85d，n-3)large-whitepigswhichtheNPpigswereusedascontract．ThentheRNAwasextractedandhybridizedwithAffymetrix

7、GenechipPorcineGenome．Afternormalization，differentialexpressedgeneswerefilteredunder2-foldstandard．Cluster，GOandpathwayanalysisweredone．And，atlastthegeneregulatorynetworkWasconstructed，andnewcandidatereproductivegeneswereselected．Theresultsareasbelow：1)Th

8、ereale974(418upand556down)and1800(826upand974down)2-folddifferentialdisplaygenesinmyometriumrespectivelyinEPandLPperiods，335(189upand146down)and710(236upand487down)2-foleddifferentialdisplaygenesinovaryrespectivelyi