鸭胚胎发育中后期胸肌发育阻滞的RNA-seq分析

摘要：

[目的]选择两个中国地方品种高邮鸭和金定鸭,对鸭胚胎发育中后期胸肌进行转录组分析研究,旨在探明胸肌发育阻滞的分子变化机制,为鸭骨骼肌调控机理研究打下基础.[方法]在21胚龄和27胚龄两个时间点,分别解剖高邮鸭、金定鸭各3只,采集胸大肌,提取总RNA构建文库,利用Illumina的HiseqTM2000进行高通量测序,并利用生物信息学方法进行差异表达基因挖掘、基因功能注释等分析,探讨21胚龄和27胚龄两个时间点之间胸肌发育阻滞的分子机制.[结果]高邮鸭、金定鸭21胚龄和27胚龄胸大肌组织RNA-seq质量Q20均在94％以上,Q30均在89％以上,测序得到的结果可靠,可用于后续分析.RNA水平相关性检查和基因mRNA表达量聚类图结果都表明,21胚龄(27胚龄)高邮鸭和金定鸭之间表达模式的相关性高于高邮鸭(金定鸭)21胚龄和27胚龄之间的表达模式.不同品种内时间点之间的差异基因数量(高邮鸭6 1 28个,金定鸭6 452个)远多于同一时间点不同品种间的差异基因数量(21胚龄522个,27胚龄299个).qRT-PCR验证试验结果与RNA-seq分析结果相关性较强.通过GO和KEGG富集分析发现,高邮鸭、金定鸭胸肌在21胚龄到27胚龄阶段,能量代谢相关基因(主要为辅酶Q相关基因、ATP酶合成相关基因和细胞色素C相关基因)均显著上调,DNA复制和细胞周期相关基因(主要为微型染色体维持蛋白(MCM)相关基因、复制因子C(RFC)相关基因)均显著下调.相关基因表达的变化可能与此阶段成肌细胞增殖速度减慢,逐渐退出细胞周期开始准备下一阶段融合成多核肌管并形成肌纤维有关.对肌肉生长发育相关的关键基因分析发现,促进肌肉生长的IGF1和诱导成肌细胞末端分化的MyoG显著下调,促进肌纤维分化融合的US TN1基因、诱导肌祖细胞向成肌细胞转化的MyoD1基因显著上调.[结论]鸭胚胎中后期胸肌发育过程中大量基因差异表达.其中能量代谢相关基因的上调和DNA复制、细胞周期相关基因的下调,以及肌肉发育相关基因MUSTN1显著上调,IGF1、MyoG等显著下调,可能与鸭胚胎中后期胸肌发育阻滞现象密切相关.

关键词：鸭、胸肌发育、转录组测序、差异表达基因

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资助基金：国家自然科学基金31172194;江苏现代农业水禽产业技术体系建设专项资金JATSI2018J225;江苏现代农业重点项目BE2017349

在线出版日期：2019-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：4373-4386