【摘 要】
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大量研究表明猪肌肉产量取决于早期胚胎肌纤维数量,而猪肌纤维总量在胚胎期已经定型。本研究通过分析胚胎期33-50天、50-70天、70-105天、105-出生后不足1天（0天）共计4个发育阶段的转录组数据和甲基化数据,在猪胚胎期不同发育阶段,鉴定基因间长链非编码RNA（Long intergenic non-coding RNA,linc RNA）,并分析其启动子区域甲基化水平,旨在探究猪胚胎期不同
【基金项目】
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国家自然科学基金（NSFC,31872322）；
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大量研究表明猪肌肉产量取决于早期胚胎肌纤维数量,而猪肌纤维总量在胚胎期已经定型。本研究通过分析胚胎期33-50天、50-70天、70-105天、105-出生后不足1天（0天）共计4个发育阶段的转录组数据和甲基化数据,在猪胚胎期不同发育阶段,鉴定基因间长链非编码RNA（Long intergenic non-coding RNA,linc RNA）,并分析其启动子区域甲基化水平,旨在探究猪胚胎期不同阶段linc RNA对猪骨骼肌发育所发挥的潜在作用,并了解linc RNA启动子区域甲基化水平对其转录的影响。本研究主要结果如下:1.以猪胚胎期5个发育时间点共计15个转录组数据为材料,依据实验室已有分析流程鉴定得到418个linc RNA,其中141个为新鉴定linc RNA,277个为已知linc RNA。通过对4个发育阶段（胚胎期33-50天、胚胎期50-70天、胚胎期70-105天和胚胎期105天到出生后0天）linc RNA以及蛋白编码RNA表达水平进行差异分析,在胚胎期33-50天发育阶段分析得到101个差异表达linc RNA（Differentially expressed linc RNA,DEL）和2885个差异表达蛋白编码RNA（Differentially expressed protein m RNA,DEm RNA）;在胚胎期50-70天发育阶段分析得到88个DEL和1183个DEm RNA;在胚胎期70-105天发育阶段分析得到152个DEL和2978个DEm RNA;在胚胎期105天到出生后0天发育阶段分析得到132个DEL和3788个DEm RNA。2.基于linc RNA反式调控原理,我们根据DEL与DEm RNA的表达水平计算胚胎期4个发育阶段（胚胎期33-50天、胚胎期50-70天、胚胎期70-105天和胚胎期105天到出生后0天）两者之间的皮尔森相关系数来预测DEL潜在靶基因。随后对各个阶段DEL的潜在靶基因进行功能富集分析,发现有多个靶基因富集在与骨骼肌发育相关的信号通路和生物学过程中。现有研究表明多个DEL的靶基因可能与猪骨骼肌发育密切相关。3.利用DEL与DEm RNA表达矩阵,构建由DEL与DEm RNA组成的共表达网络,发现关键模块,之后利用cytoscape软件计算关键模块中的核心linc RNA（hub linc RNA）。结果在4个关键模块（turquoise、red、blue和brown）中分别得到5个hub linc RNA,发现其分别和各自所在模块中的Mstn、Myf5、Myo G和Sox6等与骨骼肌发育相关的蛋白编码基因共表达。4.以胚胎期5个时间点共计15个甲基化数据为材料,利用bismark、bedtools和R软件计算并统计甲基化差异,同时计算DEL启动子区域甲基化水平。根据DEL表达水平从高到低依次划分为5个表达水平（highest、highly、moderately、lowly和silent）,比较不同表达水平DEL启动子区域甲基化水平,发现在胚胎期5个发育时间点表达水平最低的DEL其启动子区域甲基化水平最高。5.将转录组数据和甲基化数据联合分析,根据不同发育阶段DEL表达水平和其启动子区域甲基化水平,计算两者皮尔森相关系数,结果在4个发育阶段（胚胎期33-50天、胚胎期50-70天、胚胎期70-105天和胚胎期105天到出生后0天）均发现多个DEL的转录水平随其启动子区域甲基化水平上升而下降,其中包含多个被推测与骨骼肌发育有关的linc RNA。综上,通过分析猪胚胎期5个时间点的转录组数据和甲基化数据,我们在猪胚胎期不同阶段分析得到了多个与骨骼肌发育存在潜在调控作用的linc RNA,同时分析了linc RNA启动子区域甲基化水平对其转录水平的影响,为研究linc RNA在猪胚胎期骨骼肌发育的作用以及甲基化对非编码RNA转录水平的影响提供了宝贵素材。
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