基于RNA-seq的绵羊肌苷酸代谢相关基因筛选

摘要

【目的】解析绵羊肌苷酸（inosine monophosphate,IMP）代谢相关基因及通路，为绵羊肉品质相关的IMP调控研究提供参考。【方法】以杜泊羊、滩羊、小尾寒羊为研究对象，采集其背最长肌样品，测定其IMP和胆固醇的含量。构建羊cDNA文库，进行转录组测序，筛选差异表达mRNAs(DE mRNAs)和差异表达lncRNAs(DE lncRNAs)，预测DE lncRNAs的靶基因，对DE mRNAs和DE lncRNAs的靶基因进行GO和KEGG富集分析。对DE mRNAs与DE lncRNAs进行互作分析。采用RT-qPCR方法检测相关DE mRNAs和DE lncRNAs的转录水平，以验证测序数据的可靠性。【结果】3个绵羊品种背最长肌胆固醇含量差异不显著；杜泊羊IMP含量显著低于滩羊和小尾寒羊（P<0.05），后二者间无显著差异。在杜泊羊与滩羊、杜泊羊与小尾寒羊的比较中选出差异表达mRNA和lncRNA，两组取交集后获得232个DE mRNAs和278个DE lncRNAs。GO富集分析结果显示，DE mRNAs显著富集于92个功能条目，其中包括半胱氨酸型内肽酶抑制剂活性等；KEGG分析结果表明，DE mRNAs参与159条通路，其中包括色氨酸代谢、TNF信号通路和亚油酸代谢等可能与IMP代谢相关的通路。对DE lncRNAs的靶基因进行预测，共得到1 657个靶基因（803个反式靶基因、854个顺式靶基因）。DE lncRNA反式和顺式靶基因分别显著富集于129和137个GO条目，其中包括rRNA加工、核糖体生物合成和细胞内信号转导等，并且分别富集到228和226条KEGG通路，其中包括RIG-I样受体信号通路、MAPK信号通路、催乳素信号通路等。这些信号通路和生物学过程涉及多个与肌肉发育和IMP代谢密切相关的基因。对6个DE mRNAs和6个DE lncRNAs进行RT-qPCR验证，结果与转录组测序结果一致，表明转录组测序结果是可靠的。【结论】试验揭示了绵羊背最长肌的DE mRNAs和DE lncRNAs及相关信号通路，筛选了部分基因（IGFBP7、CRB1、NRG4等）及lncRNA(TCONS＿00048011、TCONS＿00062426、TCONS＿00039964、TCONS＿00076277等)可能与绵羊IMP代谢调控相关。

关键词

绵羊 / 肉品质 / 肌苷酸 / 转录组测序 / mRNA / lncRNA