基于转录组测序筛选影响从江香猪产仔数的候选基因

摘要

[目的]筛选出影响从江香猪产仔性状的基因调控网络,揭示其繁殖分子机理,为后期开展从江香猪繁殖性能研究及良种选育提供理论依据.[方法]以高产仔家系(平均产仔数≥12头,遗传稳定)和低产仔家系(平均产仔数8～10头,遗传稳定)从江香猪为研究对象,选择初情期不同产仔家系从江香猪卵巢组织各3个,使用Illumina HiSeqTM 2000测序仪进行转录组测序(RNA-Seq),并对筛选获得的差异表达基因进行GO功能富集分析及KEGG信号通路富集分析,以寻找与从江香猪产仔数相关的基因调控网络.[结果]从高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织中测序获得的纯净序列(Clean reads)均超过5000万条,且有96.00％以上的Clean reads能比对上猪参考基因组.以|log2FC|≥1.0且P<0.01为标准,筛选获得高产仔家系和低产仔家系从江香猪卵巢组织差异表达基因212个,其中上调表达基因138个、下调表达基因74个.采用实时荧光定量PCR对随机选择的10个差异表达基因进行定量分析,发现OSAP、MSMB、FGFBP1、RLN、HAS1和PLBD1基因在高产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于低产仔家系从江香猪(P<0.05,下同),而EDG7、PTX3、BSP1和MRO基因在低产仔家系从江香猪卵巢中的相对表达量显著高于高产仔家系从江香猪,与RNA-Seq测序结果一致.212个差异表达基因共富集在48个GO功能条目上,包含分子功能(Molecu-lar function)、生物学过程(Biological process)和细胞组分(Cellular component);经KEGG信号通路分析发现共有70个差异表达基因注释到特定的代谢信号通路上,其中显著性富集的KEGG信号通路有类固醇生物合成通路(Steroid biosynthesis)、钙信号通路(Calcium signaling pathway)、卵巢类固醇生成通路(Ovarian steroidogenesis)、心肌细胞肾上腺信号通路(Adrenergic signaling in cardiomyocytes)和肥厚型心肌病通路(Hypertrophic cardiomyopathy,HCM).在卵巢类固醇生成通路上发现SCARB1、STAR、COX2、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A等7个基因与从江香猪的繁殖性能存在密切联系.[结论]从江香猪卵巢类固醇生成通路上的STAR、CYP11A、CYP17A、17βHSD和CYP19A基因与其发情排卵密切相关,于发情期上调表达能促进卵泡发育成熟及类固醇激素合成,通过增加排卵数量而促使从江香猪表现高产,故可作为从江香猪繁殖性状的候选基因.