母猪初情启动前后垂体转录组和DNA甲基化分析

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对现代化生产的养猪场而言,后备母猪初情启动日龄与猪场的经济效益密切相关。母猪初情期是指在下丘脑-垂体-卵巢轴的调控下,母猪第一次发情并排卵,标志着其机体达到性成熟,并开始具有繁殖能力。研究表明,母猪初情启动日龄与初产日龄具有较高遗传相关,且初情启动日龄能够影响母猪终身繁殖性能和淘汰胎次。因此,母猪初情启动的提早,将对提高猪场的经济效益具有重要意义。本研究通过对初情启动前后两个关键时期:初情期前和初情启动的母猪垂体的DNA甲基化和转录组联合分析,以期探究DNA甲基化对m RNAs和lnc RNAs的调控规律,挖掘受DNA甲基化影响的lnc RNAs对初情启动机制的调控作用,以及受甲基化影响的转录本参与调控初情启动的关键通路。研究结果如下:1)在母猪初情启动前后,共发现204个差异表达m RNAs,显著富集到与多肽活性相关的生物学进程中。基因间区lnc RNAs调控的基因主要参与生长、发育相关的生物学进程,而基因内lnc RNAs和重叠lnc RNAs调控的基因富集于一些免疫、防御相关的生物学进程。2)初情期前平均甲基化程度略高于初情启动时。此外,超甲基化和低甲基化位点,G-DMCs和R-DMCs在基因及Cp G岛周围的分布存在差异。3)母猪初情启动前后,lnc RNAs转录起始位点的平均甲基化程度高于m RNAs转录起始位点。受甲基化影响的差异表达基因共有7个,包括AGRP、VGF、SDF2L1、C1QL3、FST、SLC44A4和PPM1J基因。受甲基化影响的差异表达lnc RNAs共有30个,通过顺式作用调控的基因参与免疫、防御相关的生物学进程;通过反式作用调控的基因参与伤口愈合相关的生物学进程。此外,lnc RNA XLOC_000328和FST基因作为受甲基化影响的差异表达转录本,参与TGF-beta signaling pathway通路。因此该通路可能是甲基化通过调控转录组,从而影响母猪初情启动的关键通路。
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