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基于全转录组测序解析芦花斗鸡卵泡选择的关键调控网络及其分子机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月07日 来源:Frontiers in Genetics 2.8
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本研究通过RNA测序技术对芦花斗鸡小黄卵泡(SYF)和大黄卵泡(LYF)进行全转录组分析,鉴定出1,113个差异表达mRNA、245个lncRNA、264个circRNA和90个miRNA。研究构建了竞争性内源RNA(ceRNA)调控网络,发现Ras信号通路、卵巢类固醇生成和Notch信号通路等关键通路参与卵泡选择过程。特别鉴定出GRIN2B和MET等新型调控因子,为提升芦花斗鸡产蛋性能提供了潜在分子标记和理论基础。
背景与方法
芦花斗鸡作为中国本土珍贵禽种,具有体型大、肌肉发达等优势特征,但其年产蛋量仅60-100枚,严重制约了商业化发展。为阐明卵泡选择的分子机制,研究团队采集15只35周龄芦花斗鸡的6-8mm小黄卵泡(SYF)和9-12mm大黄卵泡(LYF),分为3个生物学重复进行全转录组测序。采用Illumina NovaSeq 6000平台对mRNA、lncRNA、circRNA和miRNA进行测序分析,并通过qRT-PCR验证测序结果。
关键发现
测序数据共鉴定出17,187个mRNA、9,458个lncRNA、17,809个circRNA和992个miRNA。差异分析显示SYF与LYF之间存在1,113个差异mRNA、245个lncRNA、264个circRNA和90个miRNA。qRT-PCR验证结果显示与测序数据高度一致。值得注意的是,抗穆勒氏管激素(AMH)在SYF中高表达而在LYF中显著下调,这与已知的卵泡选择调控模式相符。
功能分析
GO和KEGG分析揭示差异mRNA显著富集于细胞分化、组织发育等生物学过程,以及Ras信号通路、卵巢类固醇生成和Notch信号通路等关键通路。GSEA分析进一步证实甲状腺激素合成、AMPK信号和Hippo信号通路等基因集的差异激活状态。其中Hippo信号通路已被证实参与鸡卵泡选择调控。
非编码RNA调控网络
研究构建了包含421个lncRNA-miRNA-mRNA和93个circRNA-miRNA-mRNA互作对的ceRNA网络。关键节点包括MSTRG.244、novel_circ_004965等。特别发现新型调控关系:novel_circ_009629-miR-12273-5p-PHGDH和ENSGALT00000090691-miR-12273-5p-PHGDH。磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)作为丝氨酸合成途径限速酶,首次被提示可能参与卵泡选择调控。
通路特异性调控
针对显著富集的Ras信号通路,研究构建了包含43个circRNA-miRNA-mRNA和227个lncRNA-miRNA-mRNA互作对的子网络。其中谷氨酸受体GRIN2B和原癌基因MET被鉴定为关键调控靶点,分别受到37个和38个lncRNA的调控,并通过gga-miR-20b-5p、miR-221-x等miRNA形成复杂ceRNA网络。这些发现为理解卵泡选择的分子机制提供了新视角。
研究意义与展望
该研究首次系统描绘了芦花斗鸡卵泡选择的转录组特征,揭示了非编码RNA通过ceRNA机制调控关键信号通路的分子网络。发现的GRIN2B和MET等新型调控因子为后续功能研究提供了重要线索。未来可通过扩大样本量、优化测序策略进一步验证这些发现,并探索其作为分子标记在提高芦花斗鸡产蛋性能中的应用价值。
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