惊不惊喜意不意外？三个月内连发两篇Paper

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。南京农业大学的张艳丽老师主要从事山羊遗传育种与繁殖方面的研究工作，为该领域的发展做出了突出贡献。今年八月至十月期间，张老师课题组先后使用百迈客云平台对湖羊lncRNA和甲基化进行研究，研究成果分别被《Genes》和《BMC Genomics》杂志发表。

小编为张老师课题组的研究实力表示折服的同时，也默默的为咱们的大数据分析利器（百迈客云平台）点个赞。

第一篇

湖羊骨骼肌发育过程中全基因组范围LncRNAs的显著变化

该研究选取相同的自然光环境下饲养的胎儿期、幼年期、成年期湖羊，每个时期选取3个随机样本，取既定部位（12和13胸椎之间）的LD肌肉样本，采样后即刻液氮冷冻提取RNA。通过百迈客Illumina平台测序后，在百迈客云平台上进行生物信息分析。

主要分析有：

1.对胎儿期、幼年期、成年期湖羊肌肉细胞进行RNA-seq测序后转录组拼接；

2.进行注释后，先排除＜200个核苷酸或单外显子的转录子,再用CPC,CNCI,PFAM,CPAT等工具从未知转录组中筛选候选lncRNA；

3.应用DEGseq packages (1.10.1) 来分析组间的表达差异；

4.预测差异表达的lncRNA的顺式靶基因和反式靶基因；

5.为分析lncRNA的主要功能，通过NCBI的Nr、GO、KEGG、COG数据库比对进行靶基因和DEGs注释；

6.为进一步研究lncRNA和他们的靶基因的相互作用，建立LncRNA-Gene共表达 络。

表1.矫正后序列与不同阶段湖羊参考基因组比对

分析结果显示：该研究筛选出一系列与湖羊三个关键生长时期相关的lncRNA和基因，筛选得到的6924个差异表达的lncRNA中，特异性表达于某一生长阶段的占比高于蛋白编码基因（33.03%：4%），揭示了lncRNA的特殊意义和动态特性。且在胎儿期阶段特异性lncRNA数量较多，说明了lncRNA在早期发展阶段的重要意义。

图1 每组重复间的相关系数分析（A胎儿期组，B幼年期组，C成年期组）

通过两两比较分析筛选特异性表达的lncRNA和基因，在胎儿期vs幼年期、幼年期vs成年期、胎儿期vs成年期（对照组vs实验组）分别得到特异性表达的27、14、92个lncRNA，239、270、1437个基因。差异表达的lncRNA和DEGs的分层集群显示幼年期和成年期的表达模式相似，与胎儿期有差异。

图2 对比组差异表达lncRNA和基因的数量（A 不同对比组差异表达lncRNA数量的韦恩图 B 不同对比组DEGs数量的韦恩图C不同对比组差异表达lncRNA总数 D不同对比组DEGs总数）

另外，研究者选择了MYOG，MYH7，以及5种差异表达的lncRNA和4种DEGs进行qRT-PCR分析，结果显示，表达量与RNA-Seq结果一致，验证了测序结果的可靠性。

再通过与NR，GO,COG,KEGG数据库进行比对，对差异表达lncRNA和靶基因进行了多种肌肉相关生物学过程的注释。构建了lncRNA-gene 共调控 络，提供了候选lncRNA的相关信息。

图3 不同对比组lncRNA-基因关系 络（A胎儿期/幼年期组，B幼年期/成年期组，C胎儿期/成年期组；基因以紫色表示，lncRNA以绿色表示，上调用三角形表示，下调用圆形表示，顺式作用实心线表示，反式用虚线表示）

该研究首次对三个关键生长阶段的湖羊肌肉生长相关lncRNA进行系统性描述。从转录子结构和表达模式上研究lncRNA，然后进一步预测lncRNA的靶基因来进行功能研究。为进一步研究湖羊lncRNA功能提供了依据，为促进湖羊肌肉生长提供了有价值的信息。

第二篇

通过全基因组Bisulfite测序技术研究羊卵巢DNA甲基化与生产力之间的关系

该研究共选取6只湖羊，年龄3岁，非妊娠母羊，分为两组：HP组（高生产力组）和LP组（低生产力组）。分别将处于发情期的母羊在12小时内进行屠杀，收集身体同侧的卵巢，迅速用液氮冷冻， -80 °C储存，分别提取DNA和RNA，DNA进行bisulfite处理。

通过百迈客 IlluminaHiSeq 2500平台建库测序，在百迈客云平台（BMKCloud）进行分析，分析内容如下：

1.参考基因组比对，应用Bismark 软件将bisulfite处理的片段与参考基因组（Oar_v3.1）比对，再进行测序深度和覆盖度的统计，以及bisulfite转化率统计，甲基化类型确定；

2.评估甲基化水平以及鉴定DMRs，使用MOABS软件对覆盖度大于10X的胞嘧啶位点进行DMRs（差异甲基化区域）分析；

3.DMGs（差异甲基化基因）生物信息分析，将DMGs与GO,COG,KEGG数据库进行比对分析这些基因的功能，进行GO富集分析，应用KOBAS软件对KEGG通路中显著富集的差异表达基因进行检测。并且利用String数据库对选取的DMGs进行互作 络分析。

研究结果显示，研究者采用qRT-PCR的方法分别对HP组和LP组卵巢中DNMTs表达水平进行了分析，发现HP组中DNMTs的表达水平显著低于LP组。

图1. HP组和LP组卵巢DNMTs的表达水平分析

该研究还揭示了湖羊卵巢中胞嘧啶甲基化率在3.5%左右，分别有3种甲基化模式（CG，CHG和 CHH），且以CG模式为主。另外，通过启动子、5 ’ UTR、外显子、内含子、3 ’ UTR这些功能区域对甲基化水平进行评估，发现两组中各区域表现出相似的甲基化水平。通过CGI区域功能注释发现，约68%超甲基化CGI分布在基因间区。

图2.甲基化模式分析

图3.CGI不同功能趋势图

最后，该研究通过COG，GO和KEGG数据库分析，在DMRs中检测到12832个DMGs，其中一些DMGs主要与雌性性腺发育相关的生物学过程相关。最终寻找28个与DNA甲基化和生产力之间高度相关的基因。该结果证实了DNA甲基化有助于更好的理解表观遗传学在羊的生产能力中的调控作用。

图4. DMGs和生产力相关STRING分析

该研究从表观遗传学的角度出发，揭示了甲基化与湖羊生产力大小之间的关系，不仅为材料的选择提供了理论依据，而且为湖羊产业经济效益的提升提供了有利条件。

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