藏绵羊毛色性状重要调控因子鉴定与功能研究

Tibetan sheep take regional advantage in Tibet, but has a shortcoming of variedness. little is kown about the genetic mechanism of coat color. Our preliminary studies show that, miRNA play an important role in the development of Tibetan sheep wool, and further study of miRNA regulation of color characteration. Using small RNA sequencing technology, bioinformatics and molecular biology, this project aim to identify differentially expressed miRNA and target genes of these miRNA, and to establish regulation network of miRNA and target genes. The analysis of regulation network from the transcriptome level could deeper clarify the mechanism of the Tibetan Sheep coat color formation from the transcriptome level . The results could provide a scientific basis for the study of Tibetan sheep genetic differentiation and genetic diversity, and provides new target genes or new clues for the breeding work for enhancing the wool quality.

羊毛产业当中，毛色是一种重要的经济性状。白色羊毛因其可以直接被化学染色剂染色而具有较高的经济价值。而藏绵羊在西藏畜牧业发展中起着举足轻重的作用。是是藏族人民长期在高原特殊环境下选育的一个地方绵羊品种，也是藏族人民重要的生产和生活资料。尤其是可生产"西宁毛"的高原型藏绵羊，由于其织品具有良好的弹性和耐磨性，是编织毛毯和地毯的上等原料而具有更高的研究和应用价值。因此，本项目利用Solex测序技术对藏绵羊毛囊组织进行小RNA深度测序，通过生物信息学的方法筛选并研究调控毛色性状相关miRNA的通路，并预测其靶标基因，在细胞和个体水平上加以验证，从而以期更加深入的阐明影响、调控毛色性状的分子机制，为开发优质藏绵羊羊毛育种技术等基础研究提供理论依据。

项目的背景：藏绵羊由于其被毛纤维粗长，毛质细腻且保暖性好，是制造藏式地毯的上好原料。而毛色作为一种重要的经济性状，同时制约羊毛的经济价值。然而，目前对于绵羊毛色的分子调控机制尚不明确，本研究以藏绵羊及杂交山羊为研究对象，对其不同颜色皮肤组织进行转录组测序，旨在探讨miRNA在藏绵羊不同毛色皮肤组织转录后水平中发挥的作用及其可能参与的调控通路。. 主要研究内容：（1）藏绵羊黑色和白色皮肤组织miRNA表达谱的分析及差异表达miRNA的挖掘与鉴定。（2）藏绵羊黑色和白色皮肤组织mRNA表达谱的分析及差异表达mRNA的挖掘与鉴定。（3）山羊黑色和白色皮肤组织miRNA表达谱的分析及差异表达miRNA的挖掘与鉴定。. 重要结果及关键数据：（1）通过对藏绵羊皮肤组织进行miRNA测序，总共检测到334个已知的miRNA，在这些保守的miRNA中，比对到山羊和牛上的分别有164个和70个miRNA。研究结果进一步丰富了绵羊miRNA数据库。通过生物信息学分析，在两种皮肤组织中总计检测到23个差异表达miRNAs，最终预测发现8个miRNA可能通过靶向Wnt信号通路、MAPK信号通路参与绵羊毛色调控。（2）本研究对3只黑白花藏绵羊皮肤组织进行转录组测序。通过比对注释，共得到60个差异表达基因。在这些差异表达基因中，其中黑色皮肤组织中有18个上调表达基因及42个下调表达基因。（3）通过对黑白花杂交山羊毛囊组织（白色毛囊组织和黑色毛囊组织）进行miRNA测序，总共检测到214个miRNA，其中37个与绵羊miRNA同源，168个与牛miRNA同源，9个为山羊新发现miRNAs。在这些差异表达miRNA中，通过QPCR验证发现miRNA-10b和miR-211在不同颜色山羊毛囊中存在差异表达。. 科学意义：目前对于绵羊毛色的分子调控机制尚不明确，本试验以藏绵羊皮肤组织为研究材料，利用高通量测序技术检测在藏绵羊白色和黑色皮肤组织当中转录本及miRNA表达变化情况，寻找对毛色具有调控作用的基因，从转录及转录后调控水平研究控制毛色的分子机制，为毛色研究提供了更多有价值的信息。