麦洼牦牛肺脏比较转录组研究

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1、硕士学位论文题目麦洼牦牛肺脏比较转录组研究作者林宝山完成日期2015年3月10日学科门类农学专业临床兽医学研究方向高原动物适应性指导教师李键教授学院（系、部）生命科学与技术学院授予学位日期年月日ComparativetranscriptomeanalysisoflunginMai-waYakByLinBao-ShanATHESISSubmittedtoSouthwestUniversityforNationalitiesinFulfillmentoftheRequirementsForMasterDegreeSupervisor:ProfessorLiJianCollegeofLifeSc

2、ienceandTechnology,SouthwestUniversityforNationalitiesChengdu,610041,P.R.China2015.本论文由：牦牛遗传资源保护与利用创新团队项目（项目编号:13CXTD01）Innovationteamprojectforconservationandutilizationofyakgeneticresources(13CXTD01)资助麦洼牦牛肺脏比较转录组研究摘要本研究以四川阿坝地区麦洼品种牦牛及当地黄牛肺脏组织为研究对象,应用第二代高通量测序RNA-Seq技术经IlluminaHiSeqTM2000平台对牦牛及当地黄牛

3、肺脏进行了转录组深度测序并开展了相关的比较转录组学研究。将获得的cleanreads与牦牛基因组及相关参考基因进行了比对分析，结构优化分析、可变剪接分析、新转录本预测、SNP位点预测同时将牦牛与黄牛转录组比对所筛选出的差异基因进行了进一步的GO和KEGGPathway富集分析。1.深度测序后，去除接头序列、空读序列以及低质量序列后在牦牛肺脏组织的总mRNA中各获得51641282条cleanreads。2.比对分析显示,共有31898650条比对到牦牛参考基因组上,其中唯一比对的序列数（uniquematch）的序列有30021903条,占产出序列的58.14%。比对到参考基因的序列数（T

4、otalMappedReads）有18409161,其中唯一比对的序列数（uniquematch）的序列分别有17626475条,占产出序列的34.13%。3.结构优化分析结果表明，牦牛基因组上共有8123个基因在原有牦牛基因组位置的基础上发生了延伸，其中包括的4719个基因的5′端延伸和，3404个基因的3′端延伸。4.新转录本预测和注释结果显示，牦牛肺脏转录组共发现7059个新转录本,长度分布为180~14884bp，此结果为进一步挖掘注释牦牛潜在的新基因特别是与高原低氧适应性相关新基因提供了数据。5.可变剪接分析及SNP分析结果显示，牦牛共有4097条已比对上的基因涉及可变剪接。其中

5、内含子保留性剪接方式(intronretention)占据最大比例,其次为外显子跳跃剪接(exonskipping)及3′端可变剪接(alternative3′splicesite).使用SOAPsnp（Li,2009）检测样品间的单核苷酸多态性（SingleNucleotidePolymorphism，SNP），SNP分析显示,牦牛基因组上70601个位点存在单核苷酸多态性。6.差异显著表达基因筛选及GO和KEGGPathway富集分析结果显示，牦牛肺脏组织共有16815个表达基因，与黄牛肺脏转录组相比较，在牦牛肺脏组织中共筛选出差异显著表达I麦洼牦牛肺脏比较转录组研究的基因数量为161

6、8个，其中有1037个基因表现为上调，581个基因表现为下调。对差异表达基因进一步的GO富集分析表明，细胞组分(cellularcomponents)部分共涉及418个分类条目，对其Top10进行重点分析发现，细胞质膜部分最为富集占重要比例（4/10），其次为胞外区部分（3/10）和细胞内脂蛋白运输相关条目（3/10）。KEGG注释结果表明,共1412个基因涉及247个通路(pathways),其中富集前10通路(top10pathways)中补体和凝血级联反应(Complementandcoagulationcascades)最为富集,其次为代谢细胞色素P450的外源性物质(Metabo

7、lismofxenobioticsbycytochromeP450)及药物代谢,细胞色素P450(Drugmetabolism-cytochromeP450)。本研究通过RNA-Seq转录组测序技术获得了牦牛肺脏正常转录组数据库，描绘出了牦牛肺脏正常转录组图谱。同时通过与黄牛转录组比对筛选出差异基因的手段，首次从转录组学角度探讨牦牛与普通黄牛在高原低氧适应性等方面的差异，并从分子水平揭示牦牛高原低氧适应性的独特的进化过程