基于Illumina测序筛选牛卵泡发育相关的上调表达基因

doi:10.15933/j.cnki.1004-3268.2020.06.019

河南农业科学 ›› 2020, Vol. 49 ›› Issue (6): 143-149.DOI: 10.15933/j.cnki.1004-3268.2020.06.019

基于Illumina测序筛选牛卵泡发育相关的上调表达基因

孟金柱，安清明,武渊勋，赵园园

（1.铜仁学院，贵州铜仁 554300;2.山西普源泰奶牛养殖有限公司，山西晋中 030800）

收稿日期:2019-10-29 出版日期:2020-06-15 发布日期:2020-06-15
通讯作者: 赵园园（1987-），女，河北邢台人，副教授，博士，主要从事动物繁殖学研究。E-mail：84840293@163.com
作者简介:孟金柱（1987-），男，山西朔州人，讲师，硕士，主要从事动物繁殖学研究。E-mail：mjz122021@126.com
基金资助:
贵州省教育厅青年科技人才成长项目（黔教合KY字［2018］348号）；铜仁市科技计划项目（铜市科研［2016］18号-1,［2017］39号）；铜仁学院博士启动基金项目(trxyDH1601)

Screening of Up Regulated Genes Related to Follicle Development Based on Illumina Sequencing in Cattle

MENG Jinzhu¹,AN Qingming¹,WU Yuanxun²,ZHAO Yuanyuan¹

(1.Tongren University,Tongren 554300,China;2.Shanxi Pu Yuan Tai Dairy Cattle Breeding Co.Ltd.,Jinzhong 030800,China)

Received:2019-10-29 Published:2020-06-15 Online:2020-06-15

摘要/Abstract

摘要： 为研究牛卵泡发育过程中促进卵泡生长成为优势卵泡的重要调控因子及其表达模式，采集牛卵巢上的最大卵泡（8~10 mm）与第二大卵泡（5~8 mm），通过测定卵泡液中雌二醇（E₂）与孕激素（P）的水平，确定优势卵泡（DF）和从属卵泡（SF）。刮取DF和SF中的颗粒细胞，提取其总RNA并建立文库，通过Illumina平台进行测序。用SOAP V2.0软件将测序获得的序列与牛参考基因组数据库进行比对，获得mRNA序列；用DESeq 2软件对获得的mRNA进行差异表达分析，并对其中表达上调的基因进行GO分析及KEGG信号通路分析；最后通过实时荧光定量PCR对筛选出的具有代表性的上调表达基因进行验证。通过测序共获得32 346个基因，其中在DF颗粒细胞中表达显著上调的基因有194个。GO分析结果显示，这些表达上调的基因共分为3大类33组，其中参与生物学过程（Biological process）的基因占60.6%；与细胞组分（Cellular component）相关基因占21.2%，其中31个基因参与了细胞质功能；与分子功能（Molecular fuction）相关的基因占18.2%，其中18个基因参与金属离子结合。KEGG信号通路分析共发现4条通路，其中基因富集最为显著的是轴突导向通路。实时荧光定量PCR结果表明，细胞色素P450 19A1基因（CYP19A1）在DF颗粒细胞中的相对表达量极显著高于SF(P<0.01)，硫氧还蛋白结合蛋白（TXNIP）、脑表达X2（BEX2）和丝氨酸蛋白酶35（PRSS35）基因在DF颗粒细胞中的相对表达量显著高于SF(P<0.05)，与Illumina测序表达趋势一致。综上，PRSS35、CYP19A1、BEX2和TXNIP在牛卵泡的发育过程中可能会起促进作用，最终引起卵泡排卵。

关键词: 牛, 卵泡发育, 颗粒细胞, Illumina测序, 上调表达基因

Abstract: To study the important regulatory factors promoting follicle growth into dominant follicle and their expression pattern in bovine follicular development,the largest follicle(8—10 mm) and the second largest follicle(5—8 mm)were acquired and the estrogen(E₂) and progesterone(P) concentrations in follicular fluid were determined to define the dominant follicles( DF) and subordinate follicles( SF).Granulosa cells in DF and SF were scraped,total RNA was extracted,and then libraries were constructed,and sequenced by Illumina platform.mRNA sequences were obtained by comparing the sequenced sequences with the bovine reference genome database using SOAP V2. 0 software. Differential expression of the obtained mRNA was analyzed by DESeq 2 software,and the up-regulated genes were studied by GO analysis and KEGG pathway analysis and finally real-time fluorescent quantitative PCR was used to verify the selected representative up-regulated genes.A total of 32 346 genes were obtained through sequencing,and 194 genes were significantly up-regulated in DF granulosa cells.GO analysis results showed that all the up-regulated genes were divided into 33 groups of 3 categories,and 60.6% of the genes were involved in biological process. Genes related to cellular component accounted for 21.2%,the most of which(31)were involved in cytoplasm.The genes related to molecular function accounted for 18.2%,and 18 genes were involved in metal ion binding.KEGG pathway analysis revealed a total of 4 pathways,among which the most significant gene enrichment was axon guidance pathway.Real-time fluorescent quantitative PCR results showed that the relative expression of cytochrome P450 19A1 gene(CYP19A1) in DF granulosa cells was significantly higher than that in SF(P<0.01),and the relative expressions of thioredoxin binding protein gene(TXNIP),brain expression linked X2(BEX2) and serine protease 35(PRSS35) genes in DF granulosa cells were significantly higher than those in SF(P<0.05),which was consistent with Illumina sequencing.In summary,CYP19A1,TXNIP,BEX2,and PRSS35 may promote follicular development and cause follicular ovulation in cattle.

Key words: Cattle, Follicular development, Granulosa cell, Illumina sequencing, Up-regulated gene

中图分类号:

S823.9

孟金柱, 安清明, 武渊勋, 赵园园. 基于Illumina测序筛选牛卵泡发育相关的上调表达基因[J]. 河南农业科学, 2020, 49(6): 143-149.

MENG Jinzhu, AN Qingming, WU Yuanxun, ZHAO Yuanyuan. Screening of Up Regulated Genes Related to Follicle Development Based on Illumina Sequencing in Cattle[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2020, 49(6): 143-149.

[1]	张林霞, 张蔚, 张书婷, 孙苗苗, 张晓敏, 李志能, 刘国锋. 矮牵牛花朵大小及相关性状遗传分析[J]. 河南农业科学, 2024, 53(2): 118-127.
[2]	李杨, 康俊港, 马占飞, 王亚博, 赵博伟, 姜国均. 中药渣饲喂对蚯蚓生长性能及消化酶活性的影响[J]. 河南农业科学, 2023, 52(5): 156-161.
[3]	杨忠亮, 徐怀友, 侯玉兵, 张瑞, 雷秀娟, 王英平. 人参新品种福星牛性状观测及SSR 分子鉴定[J]. 河南农业科学, 2023, 52(3): 56-63.
[4]	罗阳, 田唯嘉, 何芳, 浣成, 刘伯承, 张佰忠, 宋武, 杨青, 易康乐. 奶牛乳房炎源肺炎克雷伯菌PCR 和LAMP检测方法的建立[J]. 河南农业科学, 2023, 52(2): 145-150.
[5]	徐佳, 孙怀昌. 牛支原体Vsp 蛋白的原核表达及单克隆抗体的制备[J]. 河南农业科学, 2023, 52(12): 142-148.
[6]	刘润峰, 候振, 黄星晨, 肖凯, 杨潍菡, 张俊俊, 付强. 获能前后水牛精子的差异蛋白质组分析[J]. 河南农业科学, 2022, 51(5): 140-147.
[7]	聂胜委, 张巧萍, 潘秀燕, 王建超, 郑念, 许纪东, 张玉亭, 陈朝霞. 牛粪秸秆堆肥替代20% 全量化肥对麦玉轮作系统耕层土壤全量养分的影响[J]. 河南农业科学, 2022, 51(12): 53-62.
[8]	赵园园, 孟金柱, 伍春亚, 潘春威. 牛卵巢黄体细胞增殖和孕酮分泌相关基因的筛选及其表达研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(10): 125-133.
[9]	邢宝松, 张家庆, 任巧玲, 吕玲燕, 王献伟, 陈俊峰, 高彬文, 马强. 原花青素B2 对猪颗粒细胞氧化损伤的保护作用及机制研究[J]. 河南农业科学, 2022, 51(1): 146-153.
[10]	高强, 宓文海, 夏斯琦, 刘明月, 毛伟, 居静, 赵海涛. 长期不同施肥措施下黄泥田水稻土团聚体组成、稳定性及养分分布特征[J]. 河南农业科学, 2021, 50(6): 70-81.
[11]	朱教宁, 李永平, 庞震鹏, 汤昀. 机械搅拌强度对牛粪与玉米秸秆混合厌氧发酵性能的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(4): 88-95.
[12]	王广耀, 李雪. 有机物料配比对堆肥腐殖质及养分含量变化的影响[J]. 河南农业科学, 2021, 50(2): 66-71.
[13]	符真珠, 王锐, 张泰然, 王慧娟, 高杰, 李艳敏, 蒋卉, 王利民, 袁欣, 李彦邦, 张和臣. 矮牵牛F3’5’H 基因在花瓣呈色中的作用解析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(12): 121-127.
[14]	李恭贺, 陈秋玉, 吴文德, 郑喜邦. 水牛瘦素基因的真核表达及生物学特性分析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(10): 132-137.
[15]	李海利, 徐引弟, 游一, 朱文豪, 张青娴, 焦文强, 王治方, 许峰, 王克领, 郎利敏, 张立宪, 邹靖. 牛支原体iTRAQ定量蛋白质组学分析[J]. 河南农业科学, 2021, 50(10): 138-145.

基于Illumina测序筛选牛卵泡发育相关的上调表达基因

Screening of Up Regulated Genes Related to Follicle Development Based on Illumina Sequencing in Cattle

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics