奶牛乳脂代谢关键miRNAs的筛选及鉴定

摘要

旨在探究影响中国荷斯坦奶牛乳脂代谢过程的关键miRNAs及靶mRNAs。本研究选择泌乳中后期(150~220 d)的第一胎次且乳脂率具有极端差异的8头宁夏荷斯坦奶牛,根据乳脂率的差异分为两组:高乳脂组和低乳脂组,每组4个重复。采集8头奶牛的奶样分离乳腺上皮细胞,进行转录组测序和生物信息学分析,筛选出差异表达miRNA-mRNA并与乳脂率进行相关性分析。通过实时荧光定量PCR验证miRNAs和mRNAs表达。结果表明,8个small RNA(sRNA)文库测序获得11 976 914~16 235 680的clean reads,占总raw reads的比例均在97%以上,Q30达到91%以上,sRNA片段长度主要分布在21~24 nt。在高乳脂组和低乳脂组间共鉴定了34个差异表达miRNAs(16个上调,18个下调)。GO和KEGG富集分析表明,差异表达miRNAs的靶基因在细胞内信号转导、单一生物体过程、激酶结合和磷酸转移酶活性等功能条目显著富集,并且显著富集到TNF信号传导途径、MAPK信号传导途径、Ras信号传导途径、Rap1信号通路和催产素信号传导途径等乳脂代谢相关通路。通过miRNA-mRNA综合分析,共获得16个miRNA-靶基因对,其中miR-1343-3p和MTM1与乳脂率显著负相关,miR-370、miR-2285cb和SRRM2与乳脂率显著正相关。RT-qPCR验证差异表达miRNA和mRNA与转录组测序表达趋势一致。这些结果从miRNA和mRNA水平探究了宁夏地区荷斯坦奶牛乳脂代谢的功能机制,鉴定出miR-370-MTM1、miR-1343-3p-DIS3L2、miR-2285cb-XLOC-122799和miR-2387-SRRM2互作对可能是调控奶牛乳脂代谢的关键因子。