山羊不同生长发育阶段肌肉组织mirna的鉴定及其调控机制研究

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1、分类号：Q38:S813学校代码：10712UDC：575研究生学号：2011060167密级：公开级2015届攻读博士学位研究生学位（毕业）论文山羊不同生长发育阶段肌肉组织miRNA的鉴定及其调控机制研究学科专业：遗传学研究方向：动物遗传学研究生王艳红指导教师：陈宏教授完成时间：2015.4中国陕西杨凌Classificationcode:Q38：S813.1Universitycode:10712UDC:575Postgraduatenumber:2011060167Confidentialitylevel:UnclassifiedDissertationforDoctorDegree

2、NorthwestA＆FUniversityin__2015_IDENTIFICATIONOFMUSCLE-RELATEDMIRNAFROMSKELETALMUSCLEINDIFFERENTDEVELOPMENTSTAGEGOATANDANALYSISONTHEIRREGULATIONROLESMajor:AnimalGeneticsResearchfield:AnimalGeneticsNameofPostgraduate:YanhongWangAdviser:Prof.Dr.HongChenDateofSubmission:June,2015YanglingShaanxiChina本研

3、究由高等学校博士学科点专项科研基金项目：（20120204110007）国家自然基金面上项目：（No.31272408）资助完成山羊不同生长发育阶段肌肉组织miRNA的鉴定及其调控机制研究摘要动物骨骼肌形成和发育机制一直是研究的热点，有关骨骼肌生长和发育的基因调控已有很多报道，且主要集中在检测单个基因的表达或者单个通路的功能。然而，骨骼肌生长发育的表观遗传学调控或者转录后调控报道相对较少。近年来，miRNA越来越成为研究热点，miRNA在转录后水平调控基因表达，并且在各种生物过程中发挥着重要作用。尽管肌肉miRNAs表达谱在多种动物上已有报道，山羊肌肉组织miRNA表达谱以及miRNA功能

4、报道还比较少并且不全面。徐淮山羊具有性早熟、产仔多、板皮质地优良、耐粗饲等特点，是黄淮地区的主要肉羊品种。为了揭示miRNAs对不同发育阶段徐淮山羊骨骼肌发育的调控作用，本研究利用高通量测序技术首先揭示了山羊不同发育期肌肉miRNA转录组和mRNA转录组，整合这两个转录组结果，得到miRNA调控肌肉发育的网络，并从中初步筛选出部分肌肉发育相关miRNA。进一步研究了这些miRNA的遗传变异与山羊生产性状的关联性，并结合它们表达的组织特异性，进一步确定miR-424-5p为主要候选miRNA。并结合生物信息学和细胞生物学方法筛查了miR-424-5p的靶基因，初步揭示其作用机制。主要获得了以

5、下研究结果：1、徐淮山羊背最长肌小RNA测序及miRNA的鉴定本研究构建了徐淮山羊90天胎羊和6月龄青年羊肌肉组织小RNA文库并利用新一代高通量测序技术进行了测序。对文库进行生物信息学分析，发现两文库中小RNA在组成、种类和长度分布上有显著差异。通过与miRbase数据库比对，共获得464个已知miRNA，可以归为270个miRNA家族，大部分的miRNA家族在物种之间都是保守的。对已知miRNA进行碱基偏好性分析发现首位碱基和第9位碱基U出现的频率最高。通过比较两个发育阶段的miRNA表达谱，检测到336个差异表达的miRNA，其中317个miRNA表达量在青年山羊组织中显著下调，这说明

6、肌肉组织中的miRNA表达量处在动态变化中。同时利用miRNA所特有的发夹结构预测出83个新miRNA，其中有40个差异表达，与胎羊肌肉组织文库相比，青年羊肌肉组织文库中有33个新miRNA表达量下调。2、徐淮山羊背最长肌转录组的测定利用高通量测序技术测定了徐淮山羊90天胎羊和六月龄青年羊肌肉组织mRNA转录组。通过分析，在胎羊文库和青年羊文库中分别检测到15,960和14,981个基因。比较两个文库中基因表达量的差异，发现6432个基因在两文库中显著差异表达。对差异表达的基因进行GO分析，发现差异基因显著富集到分子功能（34个）、细胞组成（27个）和生物进程（55个）中。同时，差异基因共

7、比对上256个KEGG条目，其中41个差异显著。大量的差异基因富集到胚胎期肌生成、细胞增殖和分化相关通路（如WNT），且参与这些通路的大部分基因都在青年羊肌肉组织中下调。在两个组织中共检测到743个新转录本，其中37.8%具有编码能力。同时，本研究中共检测到4种可变剪接，即外显子跳读,内含子保留,可变的5'端,可变的3’端。3、miRNA转录组谱和mRNA转录组谱整合分析整合两个发育阶段肌肉组织miRNA转录组和mRNA