换一批基于组学方法比较多浪羊和湖羊肝脏基因表达与瘤胃菌群组成差异及对环境适应性的影响
Comparison of Gene Expression in Liver and Rumen Microbiota Composition Differences Between Duolang Sheep and Hu Sheep Based on Omics Approaches and Their Impacts on Environmental Adaptability
摘要[目的]解析新疆喀什地区多浪羊和湖羊在瘤胃微生物组成、功能及肝脏基因表达上的差异,揭示二者对环境适应性的机制.[方法]运用宏基因组技术分析2个品种羊瘤胃微生物的分类学组成差异及功能富集情况,通过转录组技术检测肝脏组织差异表达基因,进行GO功能、KEGG通路富集及蛋白质互作(PPI)网络分析,并联合两者结果,探寻羊瘤胃微生物与肝脏基因的关联.[结果]宏基因组分析结果显示,多浪羊基因多样性较湖羊更丰富.在瘤胃微生物分类学层面,2个品种绵羊的优势菌门均为拟杆菌门和厚壁菌门,但种水平上多浪羊的Clostridiales bacterium丰度更高.功能注释结果表明,瘤胃微生物主要富集于碳水化合物、氨基酸等代谢途径,其中,在多浪羊中主要富集于氨基酸和脂肪酸代谢通路;在湖羊中主要富集于繁殖相关通路.转录组分析结果显示,在多浪羊和湖羊肝脏组织中共检测到498个差异表达基因(上调191个、下调307个),包括ADIPOQ(调控脂肪代谢)、ATP2A1(调节钙信号和应激反应)及MX1(抗病原体)等关键基因.GO功能富集分析显示,差异表达基因主要参与肌肉系统过程、葡萄糖输入等生物过程;KEGG通路富集揭示,差异表达基因显著富集于肌肉细胞骨架、AMPK信号通路等8条信号通路.PPI网络分析显示,ATP2A1作为枢纽基因,与多种蛋白存在相互作用.联合分析表明,瘤胃中Clostridiales bacterium与肝脏中MX1基因存在显著线性关联(P<0.05),可能通过宿主-微生物互作调控代谢及免疫通路.[结论]多浪羊和湖羊在瘤胃微生物组成、功能及肝脏基因表达上存在显著差异,这些差异以及瘤胃微生物与肝脏基因之间的关联,共同构成了它们对环境适应性的机制.
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