基于转录组学分析受外源褪黑素诱导调控羊绒生长的mRNA和lncRNA的可变剪接

来源：中国畜牧兽医杂志2025年第7期北京时间：

作者：贾纯琰, 孙燕勇, 包永红, 张文广, 杜晨光

单位：1. 内蒙古农业大学职业技术学院, 包头 014109;2. 内蒙古农业大学动物科学学院, 内蒙古自治区动物遗传育种与繁殖重点实验室, 呼和浩特 010018;3. 内蒙古农业基因组大数据工程研究中心, 呼和浩特 010000

摘要：【目的】 分析转录后水平绒山羊皮肤中被外源褪黑素诱导参与调控绒生长发生可变剪接(alternative splicing,AS)的mRNA和长链非编码RNA(long non-coding RNA,lncRNA)，为探究AS调节对褪黑素促山羊绒生长的影响提供参考。【方法】 选取6只罕山白绒山羊，随机分为2组：对照组和埋植组，每组3个重复。以自然年为试验周期，每月采集皮肤样本进行转录组测序，使用Bowtie、TopHat、Cufflinks、Cuffmerge、Cuffdiff、Cuffcompare、CPAT和CPC软件分析差异表达mRNA(differentially expressed mRNA,DE-mRNA)和差异表达lncRNA (differentially expressed lncRNA,DE-lncRNA)，使用rMATS软件识别绒山羊皮肤转录组mRNA和lncRNA差异可变剪接事件(differential alternative splicing events,DASE)。【结果】 筛选到1～12月组间DE-mRNA(FDR≤0.05)数目分别为23、93、43、652、1 178、194、353、357、435、36、55和52个，DE-lncRNA(FDR≤0.05)数目分别为15、20、10、40、191、50、63、33、79、7、9和5个。mRNA和lncRNA发生组间DASE共715和569个；外显子跳跃(skipping exon,SE)和互斥外显子(mutually exclusive exons,MXE)为mRNA最主要的AS方式，SE、内含子保留(retained intron，RI)和3'-可变剪接位点(alternative 3'-splice site,A3SS)为lncRNA最主要的AS方式。染色体上mRNA的DASE数目排名前三为Chr1、Chr5和Chr10/Chr11(并列)，lncRNA的DASE数目排名前三为Chr1、Chr19和Chr10。绒山羊皮肤中许多mRNA和lncRNA存在2个或多个剪接异构体，确定了443个DAS-mRNA和271个DAS-lncRNA，DAS-mRNA数目排名前三为10、6和5月，DAS-lncRNA数目排名前三为5、4和8月。DE-mRNA和DE-lncRNA中分别有67和7个发生了DASE。在外源褪黑素诱导下，绒山羊皮肤中发生AS的mRNA和lncRNA与皮尔逊相关系数(Pearson’s correlation coefficient，PCC)排名前十(PCC＞0.800)的334个DE-mRNA和8个DE-lncRNA组成AS调控网络。【结论】 绒山羊皮肤中存在丰富的ASE，除SE外，mRNA偏爱MXE，而lncRNA偏爱RI的AS方式；与mRNA相比，lncRNA的DASE在染色体上的分布具有特异性。受外源褪黑素诱导，山羊绒生长旺盛期和生长前期是mRNA发生AS的主要时期，而山羊绒生长前期和生长期是lncRNA发生AS的主要时期。试验构建了发生AS的DE-mRNA和DE-lncRNA在绒山羊皮肤转录组的潜在互作网络，DE-mRNA和DE-lncRNA在转录后水平通过AS方式参与调控山羊绒生长，为进一步研究AS调节对褪黑素促进山羊绒生长的影响提供参考。

关键词：绒山羊;皮肤;褪黑素;转录组测序;长链非编码RNA;可变剪接

基金资助：内蒙古农业大学职业技术学院高层次人才科研项目(2024RCXM12)；内蒙古科技计划(2021GG0199、2022YFHH0015)；内蒙古自治区直属高校基本科研项目(BR231507)；职院草食家畜优异种质资源创新团队(TDY202302)