[目的]Piwi蛋白互作RNA(PIWI-interacting RNA,piRNA)在昆虫的发育和免疫等重要生物学过程发挥重要的调控作用.本研究旨在丰富西方蜜蜂Apis mellifera的piRNA信息,并为进一步探究差异表达 piRNA(differentially expressed piRNA,DEpiRNA)调控意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica工蜂中肠发育的分子机理提供基础.[方法]基于已获得的意大利蜜蜂7日龄(Am7)和10日龄(Am10)工蜂中肠的small RNA(sRNA)组学数据,对piRNA进行预测和分析.将质控后的sRNA数据比对西方蜜蜂参考基因组,再将比对上的序列标签(tags)进一步比对数据库以滤除rRNA和tRNA等小非编码RNA(non-coding RNA,ncRNA),进而根据piRNA的长度特征鉴定piRNA.采用TPM(tags per million)算法对piRNA表达量进行计算和归一化处理.根据| log2 fold change |≥1且P≤0.05的标准筛选Am7 vs Am10比较组的DEpiRNA.通过相关软件预测DEpiRNA的靶mRNA并进行GO和KEGG数据库注释.利用Cytoscape软件对DEpiRNA-mRNA调控网络进行可视化.通过Stem-loop RT-PCR对随机选取的Am7与Am10两组共有的6个piRNA的表达进行验证.利用RT-qPCR对随机挑选的6个DEpiRNA的表达趋势进行验证.[结果]从意大利蜜蜂工蜂中肠中共鉴定到596个piRNA,长度介于24～33 nt,且Am7和Am10组中不同长度分布范围的piRNA的首位碱基偏向性具有明显差异.在Am7 vs Am10比较组共筛选出41个DEpiRNA,其中 piR-ame-11093,piR-ame-1111451,piR-ame-190949 和 piR-ame-932156 可分别靶向1 195,1 018,4 040和1 063条mRNA.上述靶mRNA可分别注释到45个功能条目和45条通路.Stem-loop RT-PCR 验证结果显示 6 个 piRNA(piR-ame-1084826,piR-ame-11093,piR-ame-14476,piR-ame-24995,piR-ame-39500 和 piR-ame-774987)均真实表达.RT-qPCR 结果显示共有 6 个DEpiRNA(piR-ame-1084826,piR-ame-11093,piR-ame-14476,piR-ame-24995,piR-ame-39500 和piR-ame-774987)的表达趋势与测序数据中的表达趋势一致,证实了本研究中sRNA-seq数据的可靠性和piRNA差异表达趋势的真实性.[结论]本研究从意大利蜜蜂工蜂中肠中鉴定到596个piRNA,长度介于24～33 nt.不同长度分布范围的piRNA的首位碱基偏向性具有明显差异;piR-ame-11093,piR-ame-1111451,piR-ame-190949 和 piR-ame-932156 具有靶向调控基因表达参与工蜂中肠发育过程的潜力.

西方蜜蜂;意大利蜜蜂;非编码RNA;piRNA;中肠

范小雪;隆琦;孙明会;郭意龙;赵浩东;宋岳梅;康育欣;顾小雨;陈大福;郭睿

福建农林大学动物科学学院(蜂学学院),福州350002;福建农林大学蜂疗研究所,福州350002

昆虫学报

[1]范小雪;隆琦;孙明会;郭意龙;赵浩东;宋岳梅;康育欣;顾小雨;陈大福;郭睿-.意大利蜜蜂工蜂中肠piRNA的鉴定与分析)[J].昆虫学报,2022(06):684-694

DEpiRNA,Am7,Am10

意大利蜜蜂,工蜂,中肠,Piwi,蛋白互作,PIWI,interacting,昆虫,生物学过程,西方蜜蜂,Apis,mellifera,差异表达,differentially,expressed,ligustica,分子机理,日龄,small,sRNA,组学数据,质控,数据比对,参考基因,tags,滤除,rRNA,tRNA,非编码,coding,ncRNA,特征鉴定,TPM,per,million,归一化处理,log2,fold,change,相关软件,软件预测,Cytoscape,调控网络,Stem,loop,qPCR,同长,分布范围,碱基,偏向性,ame,条目,真实表达,序数,seq,靶向调控,调控基因

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