基于全转录组测序挖掘布莱凯特黑牛精子发生相关的基因及miRNAsOA

旨在通过分析布莱凯特黑牛大小睾丸转录组数据,挖掘与精子发生相关的关键基因和microRNAs(miRNAs),为探究精子发生分子机制和改善畜牧生产中公畜精液品质下降问题提供理论依据。以布莱凯特黑牛为试验动物,采集6头12月龄黑牛睾丸组织,根据睾丸质量、长径和短径分为大小睾丸两组,构建全转录组文库,以log2(Fold Change)≥1且FDR<1为阈值筛选差异表达基因(DEGs),以log2(Fold Change)≥1且P≤0.05为阈值筛选差异miRNA(DEMs),GO和KEGG富集分析筛选影响精子发生的生物学条目及通路,加权基因共表达网络分析(WGCNA)筛选与睾丸性状关联的基因群,整合蛋白互作网络图谱(PPI),最后筛选出与精子发生相关候选基因和预测靶向的DEMs。结果表明,转录组文库共筛选出3935个DEGs(2049个上调,1886个下调)。GO功能注释差异基因在信号转导、MAPK级联等通路内显著富集;KEGG显示FGFR3、NFKB1、MAP3K5和TAB1在MAPK级联、鞘脂信号通路等与精子发生相关的标志通路内显著富集,WGCNA显示分别有6762,295个基因与睾丸大小关联性强。整合PPI蛋白互作确定20个差异基因连接度高。结合小RNA文库,最终筛选上述4个候选基因存在靶向miRNA,即FGFR3(Bta-mir-296-5p)、NFKB1(Bta-mir-15b)、MAP3K5(Bta-mir-375)和TAB1(Bta-mir-15b、Bta-mir-11988和Bta-mir-7180)。实时荧光定量PCR验证显示,Bta-mir-15b、Bta-mir-375、TAB1和MAP3K5在睾丸中的表达量较高,其他基因和miRNA在睾丸中表达量较低。综上,筛选出了与精子发生相关的20个候选基因和5个候选miRNA,其中TAB1与Bta-mir-15b、MAP3K5与Bta-mir-375可能是影响精子发生的重要候选基因及miRNA。