畜牧兽医学报

作者：邓磊, 柴志欣, 王嘉博, 王会, 王吉坤, 武志娟, 信金伟, 钟金城, 姬秋梅

单位：1. 西南民族大学 青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部重点实验室, 成都 610041;2. 省部共建青稞和牦牛种质资源与遗传改良国家重点实验室, 拉萨 850009

关键词：西藏牛,三江牛,低氧适应性,转录组,circRNA

基金：西南民族大学研究生创新型科研项目（CX2018SZ115）；国家肉牛牦牛产业技术体系项目（CARS-37）；西藏自治区财政专项项目（XZNKY-2019-C-052）

旨在从circRNA层面加深哺乳动物对高原低氧环境适应性的认识，探索西藏牛和三江牛大脑组织中差异表达的circRNA及相关调控网络，为研究circRNA在西藏牛低氧适应性方面的分子调控机制奠定理论基础。本研究分别采集3头4.5岁健康、雌性西藏牛和三江牛的大脑组织作为试验样本，构建cDNA文库进行高通量测序，利用生物信息学方法对宿主基因进行GO和KEGG分析，预测差异表达circRNA下游靶向基因，构建circRNA-miRNA和circRNA-miRNA-mRNA可视化调控网络，辅以RNaseR酶抗性检测和实时荧光定量PCR（qRT-PCR）验证测序数据的可靠性。结果，在西藏牛和三江牛的6个样本中，共筛选获得858个显著差异的circRNAs，其中上调表达394个，下调表达464个。其宿主基因共参与49个功能亚类，注释到31条显著富集的信号通路（P<0.05），主要涉及MAPK信号通路、谷氨酸能突触、Rap1信号通路、磷脂酶D信号通路及cGMP-PKG信号通路等生物学过程。靶基因预测结果显示，350个上调和364个下调差异表达circRNAs分别靶向结合492和508个miRNAs。其中，miRNA靶点数最多的是novel_circ_017825和novel_circ_046762，说明这两个circRNAs可能在西藏牛脑功能调控方面发挥重要作用。circRNA-bta-miR-2284z-mRNA调控网络展示了bta-miR-2284z与circRNA、mRNA间的靶向关系，推测上述circRNAs可能通过充当bta-miR-2284z海绵的方式，间接影响西藏牛脑组织中相关靶向mRNA的表达水平。随机挑选6个circRNA进行RNaseR酶抗性试验和qRT-PCR验证，表达趋势与测序结果一致，说明所获得的circRNA为环状转录本。本研究利用高通量测序技术获得了西藏牛和三江牛大脑组织中circRNA的表达谱及信号通路，并初步构建了circRNA-miRNA-mRNA网络互作模型，为后续进一步探索circRNA参与西藏牛低氧适应性的生物学过程和分子功能，研究circRNA在大型哺乳动物低氧适应性方面的调控机制提供了可靠的数据支持。

来源：2020年第3期

《畜牧兽医学报》期刊编辑部

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