基于转录组测序筛选宁蒗高原鸡胫长性状的信号通路和关键基因

摘要

为挖掘影响宁蒗高原鸡(Gallus gallus domestica)胫发育的信号通路和关键基因，本研究采集第6周龄(6W组)、 12周龄(12W组)和18周龄(18W组)健康母鸡跖骨生长板组织进行转录组测序，筛选差异表达基因(differentially expressedgene, DEGs)并随机选取6个基因进行实时荧光定量PCR (real time quantitative PCR, RT-qPCR)验证。通过KEGG通路分类、 KEGG和GO富集分析、蛋白质-蛋白质相互作用(protein-protein interaction, PPI)网络可视化分析，以及cytoHubba插件中的最大权团中心度(maximal clique centrality, MCC)、最大邻域分量密度(density of maximum neighborhood component, DMNC)和最大邻域分量(maximum neighborhood component, MNC)等3种算法，筛选出参与宁蒗高原鸡胫发育的候选信号通路和关键基因。结果表明，12W vs 6W组得到66个DEGs,上调DEGs 15个，下调DEGs 51个；18W vs 6W组得到1 814个DEGs,上调DEGs 768个，下调DEGs 1 046个；18W vs 12W组得到2 044个DEGs,上调DEGs 1 049个，下调DEGs 995个。6个基因的mRNA相对表达量变化趋势与转录组测序结果一致，表明测序结果可信。KEGG通路分类筛选出312个与生长发育相关的DEGs, KEGG富集分析进一步得到105条信号通路(P<0.05), GO富集分析表明信号转导、 ATP结合、细胞外间隙和细胞外区域等条目被显著富集(P<0.05)。综合KEGG和GO富集分析结果，得到15条信号通路和164个DEGs, PPI进一步分析筛选出可能参与宁蒗高原鸡胫发育的信号通路，根据表达量聚类和cytoHubba插件算法，得到调控胫发育的关键基因。本研究筛选到Wnt、 TGF-β、 PI3K-Aκt、 ECM-受体相互作用、细胞周期、黏着斑和刺猬共7条信号通路，以及IHH、COL9A1、COL6A2、FGF7、HGF和WNT4等6个基因为影响宁蒗高原鸡胫发育的候选信号通路和关键基因；并且IHH、COL9A1和WNT4基因在胫发育前期发挥作用，FGF7、HGF和COL6A2基因主要在胫发育后期发挥作用，IHH基因为影响宁蒗高原鸡胫发育的核心基因。该研究为探讨宁蒗高原鸡胫发育的分子机制提供理论支撑。

关键词

宁蒗高原鸡 / 胫长性状 / 转录组 / 信号通路 / 关键基因