Düşük ve Yüksek İrtifalı Alanlarda Yetiştirilen Çubuk Başlı Kazlarda (Anser indicus) Kalp Dokusu Transkriptomlarının Karşılaştırmalı Analizi

Comparative Analysis of the Heart Tissue Transcriptomes Between Low-altitude Reared and High-altitude Reared Bar-headed Geese (Anser indicus)

Özet

Çubuk başlı kazlar (Anser indicus), yüksek irtifada göçmen uçuşlarıyla ünlüdür ve yıllık göçleri için Tibet Platosu üzerinden uçmaları gerekir. Yüksek irtifaya adapte çubuk başlı kazları, diğer yakından ilişkili alçak irtifalı türlerle karşılaştırarak, bu kazların yüksek irtifa koşullarında yaşamasına ve uçmasına yardımcı olan fizyolojik, biyokimyasal ve davranışsal seviyelerde benzersiz adaptasyonlarını ortaya çıkaracak birçok çalışma yapılmıştır. Bununla birlikte, çubuk başlı kazların alçak irtifalı ortamlara adaptasyonlarının transkriptom seviyesi değişiklikleri ile ilgili çok az şey bilinmektedir. Çubuk başlı kazlarda düşük irtifa ortamı tarafından indüklenen gen ekspresyon varyasyonlarını araştırmak için, yüksek irtifa bölgelerinde (~3000 m) yetiştirilen çubuk başlı kazlar arasındaki kalp dokularının ilk karşılaştırmalı transkriptomik analizini gerçekleştirdik ve bu kazlar yaklaşık üç yıl boyunca alçak irtifalı bölgelerde (~30 m) yetiştirildi. Yüksek irtifalı çubuk başlı kazlarla karşılaştırıldığında, alçak irtifalı çubuk başlı kazlarda farklı eksprese edilmiş (DEG) toplam 76 gen tespit edildi. Gen ontolojisi (GO) ve Kyoto Genler ve Genom Ansiklopedisi (KEGG) analizi, bu DEG’lerin temel olarak fokal adezyon, ekstrasellüler matris (ECM) - reseptör etkileşimi, rapamisin protein kompleksinin memeli hedefi (mTOR) sinyal yolu, wingless-tip (Wnt) sinyal yolu ve glikozaminoglikan degredasyonu vb. ile ilişkili oduğunu göstermiştir. Çalışma sonuçları, çubuk başlı kazların farklı irtifa ortamlarına farklı adaptasyonlarını anlamak için faydalı olacaktır ve elde edilen transkriptom verileri gelecekteki fonksiyonel çalışmalar için değerli bir kaynak imkanı sunacaktır.

Abstract

The bar-headed geese (Anser indicus) are renowned for high-altitude migratory fl ights and they must fl y over the Qinghai-Tibetan Plateaufor their annual migration. Through comparing the high-altitude bar-headed geese with the other closely related low-altitude species, manyeff orts have been made to reveal the unique adaptations at physiological, biochemical, and behavioral levels that help bar-headed geeseliving and fl ying in high-altitude conditions. Nonetheless, little is known about the transcriptome level changes of the bar-headed geeseadaptation to low-altitude environment. To explore the variations of gene expression that were induced by low-altitude environment inthe bar-headed geese, we conducted the first comparative transcriptomic analysis of heart tissues between bar-headed geese reared inhigh-altitude regions (~3000 m), and the bar-headed geese reared at the low-altitude regions (~30 m) for nearly three years. A total of 76diff erentially expressed genes (DEGs) were detected in the low-altitude bar-headed geese compared with the high-altitude bar-headedgeese. Gene ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) analysis showed that these DEGs were mainly involvedin the focal adhesion, extracellular matrix (ECM) - receptor interaction, the mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway,wingless-type (Wnt) signaling pathway, and glycosaminoglycan degradation etc. The results will be useful for understanding the divergentadaptation of the bar-headed geese to diff erent altitude environment, and the transcriptome data provides a valuable resource for futurefunctional studies.