刘佳敏1,2, 禹保军1,2, 母童1,2, 张迪1,2, 冯小芳1,2, 张娟1,2, 王影1,2, 温万3, 顾亚玲1,2*
(1. 宁夏大学农学院，银川 750021;2. 宁夏回族自治区反刍动物分子细胞育种重点实验室，银川 750021;3. 宁夏畜牧工作站，银川 750002)
【目的】非编码RNA(ncRNA)作为基因表达的一种重要调控因子，其中，microRNAs(miRNAs)是一类长度约22 nt左右的内源性小非编码RNA，miRNA作为生物性状功能发挥重要的转录因子，可以影响乳腺上皮细胞中的脂质含量，也可以通过多种代谢通路的调节促进甘油三酯和胆固醇的合成。本研究筛选乳脂率具有极端差异的荷斯坦奶牛，基于转录组测序鉴定高低乳脂荷斯坦奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)中乳脂代谢的关键miRNA。通过miRNA-mRNA关联分析确定互作网络中的核心差异表达miRNA和mRNA，并验证其在高低乳脂荷斯坦奶牛乳腺上皮细胞中的表达量，分析其与乳脂率的相关性，为从转录水平探究宁夏地区荷斯坦奶牛乳脂合成代谢的调控机制提供理论依据。
【方法】 选择泌乳中后期(150~220 d)的第一胎次且乳脂率具有极端差异的8头宁夏荷斯坦奶牛，根据乳脂率的差异分为两组：高乳脂组和低乳脂组，每组4个重复。采集8头奶牛的奶样分离乳腺上皮细胞，进行转录组测序和生物信息学分析，筛选出差异表达miRNA-mRNA并与乳脂率进行相关性分析。通过实时荧光定量PCR验证miRNAs和mRNAs表达。
【结果】8个small RNA(sRNA)文库测序获得11 976 914~16 235 680的clean reads，占总raw reads的比例均在97%以上，Q30达到91%以上，sRNA片段长度主要分布在21~24 nt。在高乳脂组和低乳脂组间共鉴定了34个差异表达miRNAs(16个上调，18个下调)。GO和KEGG富集分析表明，差异表达miRNAs的靶基因在细胞内信号转导、单一生物体过程、激酶结合和磷酸转移酶活性等功能条目显著富集，并且显著富集到TNF信号传导途径、MAPK信号传导途径、Ras信号传导途径、Rap1信号通路和催产素信号传导途径等乳脂代谢相关通路。通过miRNA-mRNA综合分析，共获得16个miRNA-靶基因对，其中miR-1343-3p和MTM1与乳脂率显著负相关，miR-370、miR-2285cb和SRRM2与乳脂率显著正相关。RT-qPCR验证差异表达miRNA和mRNA与转录组测序表达趋势一致。
【结论】 从miRNA和mRNA水平探究了宁夏地区荷斯坦奶牛乳脂代谢的功能机制，鉴定出miR-370-MTM1、miR-1343-3p-DIS3L2、miR-2285cb-XLOC-122799和miR-2387-SRRM2互作对可能是调控奶牛乳脂代谢的关键因子。