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揭秘遷化美利奴羊與小尾寒羊背最長肌的比較轉錄組學圖譜 時間:2016-11-25
研究背景

羊肉因為其高蛋白、低脂肪和低膽固醇成為人類一個重要的蛋白質來源。遷化美利奴羊是由南非和中國東北的羊雜交而來的,與親代比較,這種羊在遺傳特性上更具有抗性,而且肉質更鮮美。這是由什么本質的原因引起的呢?
為了探究這個原因,長春吉林農業大學的姜懷志老師團隊使用了轉錄組測序的手段分析了兩種羊基因表達上的差異,為提高羊肉的產量和質量提供了一個理論依據。該文章以“Comparative transcriptome profiling of longissimus muscle tissues from Qianhua Mutton Merino and Small Tail Han sheep”為題發表于著名學術期刊Scientific Reports,烈冰生信團隊在測序和生信分析方面給予了有力的支持。
在這項研究中,作者分別對兩種羊進行了轉錄組測序,找出了了960個差異基因,然后對其中463個與肌肉生長和發育相關的差異基因進行了后續分析,接著進行了基因網絡圖和共表達網絡圖的分析,最終確定了三個與研究目的相關的基因并進行qPCR驗證。


分析思路如下

1. 首先進行測序實驗,然后將原始數據進行過濾,過濾后的數據mapping到基因組上,如下圖,mapping的結果指標包括Reads在基因組結構(大部分位于外顯子上面)及染色體的分布。

2. 將mapping后的結果進行標準化以后,篩選出兩種羊的960個差異基因,對差異基因進行了功能分類(GO分析)和信號通路分類(Pathway分析),挑選出了463個差異基因與肌肉生長和發育相關的條目,比如骨骼肌組織的發育、肌細胞分化、代謝通路和檸檬循環等發現,有很多與肌肉生長和發育相關的差異基因。

3. 接著,對于挑選出來的463個差異基因進行了Gene-Act-Net和Co-Expression的分析,鎖定了處于核心地位的9個目的基因,分別是CBS、CCND,、HMOX1、ZBTB16、MGST3、SCARB1、SMAD3、NMNAT3和SDHC。

4. 文章的最后,作者對這9個基因進行了qPCR的驗證,發現與測序的結果是一致的。說明這9個基因在肌肉的生長和發育中起著重要的作用,也可能是引起肉質鮮美的原因之一。

本篇文章第一次建立了QHMM和STH兩種羊的轉錄組圖譜,進行了深入的數據分析,通過功能分析、通路分析以及共表達分析鎖定了與表型相關的9個基因并進行了驗證,解釋了QHMM肉質鮮美的原因,為下一步基因敲除等深入的研究提供了理論依據。