家蚕小茧突变体sc生长发育相关通路差异表达基因转录分析
Transcriptional analysis of differentially expressed genes of growth and development-related pathways in the small cocoon mutant sc of Bombyx mori
摘要[目的]航天蚕Bombyx mori后代小茧突变体sc的幼虫发育缓慢,食桑量少,推测其生长发育相关通路基因受到基因突变的影响.前期研究表明,sc突变受一对位于家蚕第3连锁群的隐性基因控制,但其控制基因并未被鉴定.本研究拟通过比较分析sc与航天蚕后代正常茧品系TG的转录组数据,为sc突变体相应基因的鉴定及分子机制的解析提供参考.[方法]分别取sc和TG5龄第4天幼虫的头部和中肠组织进行转录组测序(RNA-seq),并通过比较转录组分析获得差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),对 DEGs 进行 GO 注释和 KEGG 富集分析.利用 qRT-PCR验证随机选取的DEGs在sc和TG中的表达量.此外,利用qRT-PCR调查感兴趣基因在sc中的表达量.[结果]TG vs sc比较组头部检测到1 528个DEGs,其中820个上调表达,708个下调表达;TG vs sc比较组中肠检测到1 401个DEGs,其中683个上调表达,718个下调表达.GO分析表明头部和中肠DEGs在生物学过程中,大多数DEGs参与细胞过程、代谢过程、生物调节和刺激反应等;在分子功能中,大多数DEGs参与结合、催化活性、结构分子活性、转运蛋白活性和ATP依赖活性等.头部和中肠DEGs均涉及Hippo,Insulin和mTOR等与家蚕生长发育相关的信号通路.qRT-PCR分析显示,基因的表达趋势与转录组测序结果一致;与TG相比,sc中生长发育相关通路中 BMSK0008105,BMSK0009907,BMSK0002689,BMSK0000286,BMSK0012340和BMSK00083629等关键基因差异表达.[结论]sc和TG中生长发育相关的信号通路关键基因的差异表达,通过影响生长发育过程中的能量代谢、器官发生和细胞生长、增殖及凋亡等生理过程,进而影响小茧突变体sc的体型发育.研究结果有助于阐明sc突变体形成的分子机制,并为家蚕体型调控研究积累实验数据.
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