绵羊多羔性状相关DNA甲基化基因筛选及分子调控网络的研究

DNA methylation plays an important role in the regulation of animal growth and development. among that, molecular mechanisms of DNA methylation in the regulation of follicular development process in sheep has not been elucidated yet.In this study，to explore the molecular mechanisms of sheep Fecundity phenotypic differences,we select the Bamei mutton,Sunid sheep and small Tail Han sheep as the objects of our study. we employ the MeDIP-seq technique to analyze genome wide DNA methylation profile of ovarian tissue during different estrus stage in three sheep breeds.Through comparing the ovarian tissue DNA methylation profile map in different breeds and different estrus stage, we select and identify the differentially DNA methylated genes and construct the regulation net.Combined the MeDIP-seq and RNA-seq data from previous research, we comprehensive analysis the regulation role of methylation to gene expression level,and further study the regulatory mechanism of methylation to sheep ovarian follicular development.This research will provide a theoretical basis for epigenetic mechanisms of sheep ovarian follicular development, and also provide a scientific basis and technical platform support in the sheep molecular assisted breeding and improve productivity of mutton sheep.

DNA 甲基化（DNA methylation）对哺乳动物的生长、发育具有重要的调控作用，其中绵羊卵巢组织基因组DNA甲基化对卵泡发育过程的调控机制仍尚未明确。本项目以巴美肉羊、苏尼特羊及小尾寒羊为研究材料，通过表观遗传学角度阐释绵羊繁殖力表型差异的分子基础。利用MeDIP-Seq技术对卵巢组织的DNA甲基化进行分析，通过比较不同品种间和品种内不同发情时期卵巢样本间的甲基化图谱,筛选和鉴定差异的甲基化基因以及调控网络。同时结合先前研究的结果，综合分析甲基化水平对绵羊卵巢差异基因的表达调控，为DNA甲基化调控卵泡发育的表观遗传机制提供理论基础，同时为肉羊的分子辅助育种和肉用绵羊生产水平的提高提供科学依据和技术平台支持。

排卵率和多羔性状是绵羊重要的经济性状之一，受遗传、环境和表观遗传因素的影响。提高绵羊的产羔率是育种学者一直目前，对其遗传机制的研究仍尚未明确。DNA甲基化是重要的表观调控机制，在动物的生长、发育具有重要的作用。因此，本项目以苏尼特羊和小尾寒羊为高低繁殖力不同表型的绵羊品种为研究材料，利用MeDIP-seq测序、转录组学对不同发情阶段的卵巢组织进行了分析，筛选与绵羊多羔性状相关的DNA甲基化相关基因及调控网络。MEDIP-seq测序结果显示，将3组进行两两比较，分别检测到发情前期（Sunid1VSHan1）44057个DMR区域，注释差异甲基化基因数为12574个。发情期（Sunid2vsHan2）共鉴定出455078个DMR区域，注释差异甲基化基因总数为62521个。发情后期（Sunid3vsHan3）共鉴定出245712个DMR区域，注释差异甲基化基因数为39173个。GO分析表明，这些差异表达的甲基化基因显著富集在细胞粘附、细胞内信号传导、本地化的建立、分解代谢过程以及高分子修饰，有机物代谢过程等；KEGG富集分析发现，这些差异甲基化基因显著富集于轴突导向、AMPK信号通路、EGFR酪氨酸激酶抑制剂耐药性，黏蛋白O聚糖生物合成通路等，分析发现ADAMTS1、FOX3、KMT2B、WASHC1、BRCA2、PGRMC1可能在发情启动，卵母细胞成熟以及排卵中起着重要的作用。本研究绘制了绵羊发情不同阶段的DNA甲基化图谱，为绵羊多羔性状的遗传基础解析和繁殖相关基因的筛选提供了理论依据。