牦牛 Agouti 基因的克隆及编码区多态性研究

以Agouti基因作为牦牛毛色调控的候选基因，探索Agouti基因编码区序列多态性，以期为阐明Agouti与毛色形成的相关性及毛色形成机理奠定基础。根据GenBank已发表序列（ NM_206843）设计1对引物，以天祝白牦牛和黑色被毛甘南牦牛皮肤总RNA为模板，采用RT-PCR技术扩增，成功获得了牦牛Agouti基因编码区序列。采用生物信息学方法预测分析Agouti基因及其编码蛋白的基本理化性质、信号肽、疏水性、二级结构等；采用DNA混合池测序法和直接测序法，检测牦牛Agouti基因编码区的序列变异。结果表明，扩增得到的Agouti基因的编码区是一条长为593 bp的DNA序列。黑色甘南牦牛和天祝白牦牛皮肤的Agouti基因序列相同，并与黄牛基本一致。将牦牛的Agouti基因序列命名为YAK ASIP，并且在NCBI数据库中注册该基因的登录号为KJ630463。该基因含有一个长度为402 bp的开放性阅读框，编码133个氨基酸。 Agouti基因编码蛋白属于亲水性蛋白，有一个明显的信号肽，含有多个磷酸化位点。其二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主。 Agouti基因编码产物氨基酸邻接系统树表明，牦牛Agouti与黄牛、绵羊等物种的Agouti氨基酸具有高度相似性，并且牦牛Agouti基因编码区中无多态性位点。     

牦牛MSTN基因内含子Ⅱ遗传多样性研究

利用PCR-SSCP技术研究了5个牦牛群体共计401头个体的MSTN基因第2内含子的多态性.结果表明:牦牛MSTN基因第2内含子存在多态性,测序发现该片段第192 bp处有一个A 到G的单碱基突变.所检测的5个牦牛群体中,除新疆巴州牦牛群体未检测到AA基因型,其他4个群体中均发现AA、AB和BB 3种基因型,大通牦牛、甘南牦牛、青海高原牦牛群体中均以BB型为优势基因型,而天祝白牦牛和新疆巴州牦牛则以AB为优势基因型.不同牦牛群体中均检测到A,B两个等位基因,并且B基因频率均高于A基因频率,B等位基因为各牦牛群体中的优势等位基因.各群体经过χ~2检验,在该基因座上,甘南牦牛、天祝白牦牛、青海高原牦牛3个群体处于Hardy-Weinberg平衡状态(P＞0.05),大通牦牛、新疆巴州牦牛两个群体处于不平衡状态(P＜0.05).分析了5个牦牛群体的遗传结构,发现大通牦牛的基因杂合度、有效等位基因数、多态信息含量等均最低,分别为:0.171,1.207,0.157;而天祝白牦牛的基因杂合度,有效等位基因数、多态信息含量等均最高,分别为:0.490,1.961,0.370;新疆巴州牦牛的基因杂合度、有效等位基因数、多态信息含量等均略低于天祝白牦牛.     

牦牛MITF-M基因序列分析及其在皮肤组织中表达水平

研究牦牛MITF-M基因编码区序列及其编码蛋白的结构,以及其在皮肤组织中mRNA的表达水平,探讨MITF-M基因与牦牛毛色形成相关性,以期为揭示牦牛毛色形成分子机理奠定基础。采用RT-PCR技术扩增,成功获得了牦牛MITF-M基因编码区序列。采用生物信息学方法,预测分析MITF-M基因及其编码蛋白的基本理化性质、二级结构等;采用半定量PCR检测技术,检测出MITF-M基因mRNA在牦牛各组织器官中表达水平;通过荧光定量PCR技术检测出在牦牛不同颜色皮肤组织中MITF-M基因mRNA表达水平。结果表明,扩增得到的MITF-M基因的编码区是一条长为1 460 bp的DNA序列。将牦牛的MITF-M基因序列命名为YAK MITF-M,并且在NCBI数据库中注册该基因的登录号为KM985448。牦牛MITF-M序列基因含有一个长度为1 242 bp的开放性阅读框,编码413个氨基酸,二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,β折叠和延伸链较少。MITF-M基因编码产物氨基酸邻接系统树表明,牦牛MITF-M与黄牛、绵羊等物种的MITF-M氨基酸具有高度相似性。在牦牛各组织器官中,MITF-M基因mRNA仅在皮肤组织中特异性表达,且在不同毛色牦牛皮肤组织中,MITF-M在黑色被毛皮肤组织中mRNA表达量显著高于白色被毛皮肤组织(P0.01)。     

羊驼AIF部分cDNA序列分析及其在不同毛色的表达定位

通过对已构建的羊驼皮肤cDNA文库进行筛选和ESTs分析,发现与其它动物AIF基因相应cDNA序列高度同源的序列,经序列分析证明命名为羊驼AIF基因序列,已经向Genbank提交。与其他动物（褐鼠、小鼠、人等）的AIF基因相应序列进行相似性比较,相似性分别为100%、91%、71.6%。运用免疫组化技术进一步研究该基因在羊驼皮肤中的表达和定位,结果显示AIF在羊驼毛囊的毛根、根鞘、毛球、毛乳头位置均呈阳性表达,且棕色皮肤比灰色皮肤表达量高,提示该基因可能和羊驼毛色形成或毛的生长相关。     

红褐色乌苏里貉MC1R基因的克隆及序列分析

为了探讨红褐色貉的促黑素细胞激素受体(MC1R)的序列长度、多态性以及与其他物种的同源性。以青岛莱西养殖基地的野生型乌苏里貉8只,红褐色乌苏里貉7只,吉林白貉6只,银黑狐6只为研究对象,用提取貉和银黑狐的毛囊DNA作为模板,根据GenBank已知序列(GenBank：HM852533.1)设计引物,利用克隆测序技术,通过SNP检测,分析MC1R基因在不同毛色乌苏里貉的表达水平和毛色之间相关性以及与其他物种的同源性。结果表明：本实验成功成功获得了红褐色貉MC1R基因序列长度为1329bp,与已知序列同源性98%,13处突变,与野生型乌苏里貉同源性达到99%,8处突变。通过酶切鉴定在MC1R基因约300bp处酶切得到2种基因型AB型和BB型,红褐色貉为AB型,野生型貉为BB型。根据实验结果推测MC1R基因存在红褐色毛色性状相关的功能突变位点,从而导致毛色突变。     

MSX2基因在山羊真皮毛乳头细胞增殖中的调控作用

在山羊真皮毛乳头细胞中,建立MSX2基因过表达细胞株和MSX2基因干扰细胞株,通过生长曲线比较各细胞株的增殖能力,再通过Real-time PCR和Western Blot检测各株细胞中MSX2、LEF-1、cyclin D1基因的m RNA表达水平和蛋白质表达水平。结果表明,分离得到的山羊真皮毛乳头细胞均表达α-SMA和CD133表面标记,鉴定该细胞即为真皮毛乳头细胞。通过Real-time PCR检测各细胞株MSX2的表达量,发现在初级毛乳头细胞中过表达试验组是对照组的11.85倍,干扰试验组是对照组的0.31倍;而在次级毛乳头细胞中过表达试验组是对照组的10.59倍,干扰试验组是对照组的0.45倍,表明MSX2基因过表达和干扰细胞系已被成功建立。与此同时,研究中还发现,随着MSX2表达水平的增加,LEF-1和cyclin D1的表达水平也同步增加,同时使真皮毛乳头细胞增殖能力增强;随着MSX2表达水平的下调,LEF-1和cyclin D1的表达水平也同步减少,同时使真皮毛乳头细胞增殖能力下降。旨在探究MSX2基因在山羊真皮毛乳头细胞增殖中的调控模式,并为深入研究山羊毛囊的发生与生长提供理论基础。     

牦牛和普通牛DRB1* Intron 1-exon2序列变异分析

为揭示牦牛抗逆性及抗病育种积累更多的分子遗传学资料,通过检测DRB1基因在牦牛和普通牛群体中的变异,分析该基因检测区域遗传参数。以甘南牦牛、青海牦牛、天祝白牦牛、大通牦牛和普通牛为研究对象。应用PCR-SSCP方法检测BoLA-DRB1基因第1内含子及第2外显子部分序列多态性。DRB1基因第1内含子区检测到4处SNPs及1处插入/缺失突变,第2外显子区检测到17处SNPs,两区域均表现为高度多态;单倍型连锁分析发现21种intron 1-exon 2单倍型组型且存在单倍型连锁不平衡现象,A-A1、A-B1、B-A1和B-B1单倍型在牦牛和普通牛中频率较高;聚类分析表明,牦牛DRB1基因第2外显子区碱基序列与普通牛及山羊的同源性最高,系统进化情况与它们亲缘关系远近一致。牦牛和普通牛BoLA-DRB1基因第1内含子及第2外显子多态性丰富,可作为牦牛和普通牛BoLADRB1的遗传标记。     

牦牛脂肪型脂肪酸结合蛋白基因(A-FABP)多态性分析

脂肪型脂肪酸结合蛋白(A-FABP)属脂肪酸结合蛋白家族(FABPs)成员,参与调节哺乳动物细胞内脂肪浓度,进而影响肌肉内脂肪含量(IMF),因此A-FABP可作为影响IMF的候选基因。本研究采用PCR-SSCP技术检测甘南牦牛、青海牦牛、天祝白牦牛(Bos grunniens)A-FABP基因部分第3内含子、第4外显子及部分3’-UTR区单核苷酸多态性(SNPs),分析检测区域分子遗传特征。结果表明,3类群牦牛引物扩增区域发现5种等位基因A-E;同普通牛A-FABP基因序列比对发现6处SNPs,其中第4外显子区存在c.4222A>G的同义突变;3’-UTR区c.*94T>A只存在于牦牛群体,是其区别于普通牛的遗传特征之一。各等位基因在群体间分布差异较大,其中天祝白牦牛只发现3种等位基因,而青海牦牛发现4种等位基因,这可能与牦牛类群的地域分布及选育程度有关。3类群牦牛A-FABP基因检测位点表现为中度多态(PIC为0.29～0.36),有效等位基因数较高,可作为潜在的牦牛肉质性状分子标记位点。     

牦牛和普通牛BoLA-DRA* Exon2-intron2多态性分析

DRA基因属Bo LA家族Ⅱ类基因,编码Ⅱ类抗原分子的α链,其第2外显子编码的抗原结合区在抗原呈递中发挥重要作用。以天祝白牦牛、大通牦牛、甘南牦牛和普通牛为研究对象,利用PCR-SSCP的方法对Bo LA-DRA基因第2外显子及第2内含子多态性进行了检测。结果表明,DRA基因第2外显子区检测到197位TC和116位GA突变,对应A、B和C 3种等位基因,PIC值为0.249~0.424,为中度多态。第2内含子区发现1个AG、1个TC突变和1个CT突变,对应a、b、c和d 4种等位基因,PIC值为0.389~0.515,为中度及高度多态。聚类分析表明,牦牛DRA基因第2外显子区碱基序列与普通牛以及山羊的同源性最高,系统进化情况与它们亲缘关系远近一致。     

骨形态发生蛋白2(BMP2)基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育不同时期的表达

为探讨调节内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育相关基因及其作用机理,采用原位杂交和荧光实时定量PCR方法对BMP2基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊中的表达情况进行了检测,分析了其可能的作用方式。原位杂交结果表明,该基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育休止期毛干周围有强烈的表达信号,在兴盛期不表达;荧光实时定量PCR结果显示,该基因在休止期皮肤毛囊的表达量是兴盛期的27.8倍。综合上述试验结果,推测BMP2基因在毛囊发育过程中主要起抑制毛囊生长发育、维持毛囊处于休止期的作用,且可能参与新一轮的毛囊重建,因此,可将BMP2基因作为绒山羊育种过程中提高其产绒量的一个潜在的分子靶点。     

甘蓝型油菜种皮黑色素形成机理的研究

甘蓝型油菜在种子发育过程中种皮中黑色素含量与多酚和游离酪氨酸呈极显著或显著负相关. 提纯后黑色素的HPLC分析结果表明黑籽和黄籽油菜种皮黑色素的组成相同. 在种子发育后期, 种皮黑色素的增加速率(0.255)与游离酪氨酸(0.071)和多酚(0.208)含量的下降速率之和(0.279)相近, 说明黑籽油菜中黑色素是以游离酪氨酸和多酚为前体     

细胞分裂素对甘蓝型油菜种皮色泽形成的影响

以3对遗传背景相同的甘蓝型黄籽和黑籽油菜为材料,研究甘蓝型油菜种子发育过程中內源细胞分裂素(ZR)、各种色素、色素合成相关酶活性的动态变化及其相互关系,并以外源细胞分裂素类物质(6-BA)加以验证,结果表明,相同遗传背景下的黄籽油菜种子的ZR含量较黑籽油菜高,花后27 d比黑籽高4~5倍; 在甘蓝型黄籽油菜种子发育前期(27 d阶段)种子中细胞分裂素含量越高其成熟种子色泽就越浅; 种子的ZR含量与种皮中类黄酮、花色素、黑色素含量显著负相关,与多酚含量显著正相关,与酪氨酸酶显著负相关,与苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶无显著相关性; 施用外源细胞分裂素6-BA (50 mg L^–1)可显著提高黄籽油菜黄籽度,明显降低甘蓝型油菜种皮中黑色素、花色素、类黄酮含量,对黑籽种皮的多酚含量无显著影响,但可增加黄籽种皮多酚含量; 6-BA处理可降低油菜种皮中酪氨酸酶、苯丙氨酸解氨酶活性,对多酚氧化酶活性无显著影响。表明细胞分裂素可减缓甘蓝型油菜种皮各色素合成,从而影响黄籽油菜色泽;该过程可能是通过调控色素合成的相关酶活性来实现的。     

芥菜型油菜黄籽性状的遗传、基因定位和起源探讨

油菜种皮颜色既是一个形态指示性状, 又与种子休眠和品质有关。以芥菜型油菜种皮颜色分离的2个BC₆F₂群体为作图群体,用微卫星(SSR)等标记进行连锁定位, 并用定位标记对22份材料进行关联分析, 通过反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)分析12份材料种皮中4-二氢黄酮醇还原酶(DFR)、花色素合酶(ANS)和花色素还原酶(ANR)基因的表达, 对6份黄籽材料的种皮颜色基因等位性进行测定, 结果将芥菜型油菜控制种皮颜色的2个基因位点分别定位到A9和B3连锁群, 并找到其两侧紧密连锁标记, 发现黄籽材料种皮颜色基因位点附近0.9 cM和1.5 cM区域高度保守, 所有黑色种皮中DFR、ANS和ANR基因均表达, 所有黄色种皮中DFR和ANS均不表达,但ANR基因表达或不表达,黄籽材料的种皮颜色基因等位。根据这些结果结合前人研究, 认为芥菜型油菜种皮颜色基因是调控基因,黄籽为单一起源。     

霍奎耶羊驼皮肤毛囊兴盛期结构分析

本试验通过制作霍奎耶羊驼皮肤组织切片,在显微镜下观察其毛囊兴盛期结构,结果表明霍奎耶羊驼的毛囊结构同其他动物一样,由毛球、连接组织鞘、内根鞘、外根鞘和毛干几部分组成。兴盛期毛囊直径从上到下逐渐增大,末端膨大为毛球,呈一漏斗状,毛球内陷深入形成毛乳头。毛囊群中毛囊的数量较多,且由少量的结缔组织分为两小群。     

人工老化对2种芝麻种子生理特性的影响

选用黑、白芝麻为材料,通过(58±1)℃人工老化处理后的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数以及种子浸泡液中电导率和糖含量、丙二醛含量和过氧化物酶活性的测定。试验结果表明,2种芝麻随着老化时间的延长,种子生活力发生不同程度的下降,白芝麻的下降幅度比黑芝麻的大。电导率、糖含量和丙二醛含量则随着种子老化程度的加剧而上升,过氧化物酶活性则下降。各指标间的相关分析显示,在相同的老化时间下黑芝麻的活力较白芝麻要高,以浸泡液的糖含量指示油料种子芝麻老化程度不合适。     

芥菜型油菜4-二氢黄酮醇还原酶基因的克隆和表达分析

利用同源克隆方法, 在芥菜型油菜中克隆了DFR基因。在DNA和cDNA中扩增的DFR基因大小分别为 1 612 bp和1 214 bp。该基因含有5个内含子, 开放阅读框为1 158 bp, 预计编码385个氨基酸, 预测分子量为42 886.0 Da, 推测的等电点为5.54。DFR基因在芥菜型油菜紫叶芥和黑籽近等基因系的叶片、胚和种皮中都表达, 在四川黄籽中只在叶片和胚中表达。DFR基因在四川黄籽种皮中不表达, 导致种皮中花色素和原花色素不能合成, 从而种皮透明, 形成黄籽, 因此DFR基因是油菜种皮颜色形成途径中一个关键基因。本研究为利用该基因与种子、种皮特异启动子构建反义表达载体或RNAi载体, 阐明油菜种皮颜色形成的分子机理和创造黄籽油菜新种质奠定了基础。