水貂酪氨酸酶(TYR)基因克隆、SNPs筛查及其皮肤组织mRNA差异表达分析

旨在克隆和分析水貂酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因编码区,揭示该基因编码区SNPs及其皮肤组织mRNA差异表达规律与水貂毛色表型的关系。本研究采集7月龄雄性金州黑水貂、名威银蓝水貂和红眼白水貂共计301个样本的血液,利用聚合酶链式反应(PCR)方法对水貂TYR基因5个外显子进行分段克隆,并拼接获得其完整编码区序列(coding sequence,CDS);采用PCR产物直接测序技术筛查3种毛色水貂外显子1、4和5中的SNPs;采集9只7月龄雄性水貂(黑、灰与白色被毛各3只)背中部皮肤组织,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术检测TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中的表达水平。结果表明,克隆的水貂TYR基因序列长2 391 bp,由5个外显子组成,编码区长1 596 bp,编码的531个氨基酸中包括信号肽(18个氨基酸)和成熟肽(513个氨基酸),该序列已上传GenBank(KJ716783)。SNPs筛查发现,3种毛色水貂TYR基因外显子4和5不存在突变位点,外显子1发现2处变异:c.441GA和c.138TA,c.441GA为同义突变且仅存在于金州黑水貂群体。qRT-PCR分析显示,TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中均表达,且在金州黑水貂中的表达极显著高于银蓝水貂和红眼白水貂(P0.01),在银蓝水貂中的表达显著高于红眼白水貂(P0.05)。研究结果提示,TYR基因c.138TA位点及其皮肤组织mRNA差异表达水平与水貂毛色显著关联。     

美洲水貂TYR基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

为进一步探明美洲水貂酪氨酸酶(TYR)基因的结构和功能信息,对美洲水貂TYR基因编码蛋白进行生物信息学分析,同时构建TYR基因的系统发育树。结果表明:美洲水貂TYR基因共编码531个氨基酸,其编码产物为不稳定的亲水蛋白;二级结构主要以α-螺旋和无规卷曲为主,含有1个酪氨酸酶超家族结构域,存在信号肽、跨膜结构域和二硫键;该蛋白主要在内质网中发挥细胞被膜、运输和结合的作用,同时还通过信号转导在细胞内发挥其生物学作用;系统进化情况和动物分类学基本一致,美洲水貂TYR基因与雪貂、家犬的亲缘关系最近。美洲水貂TYR基因编码蛋白在生物进化中具有较强保守性,该基因结构和功能的分析为水貂TYR基因遗传特性的进一步研究奠定了基础。     

水貂酪氨酸酶基因外显子1的鉴定及序列变异分析

根据GenBank中公布的雪貂(登录号:EF405957)、大熊猫(登录号:XM_002930310)、家犬(登录号:CFU42219)及猫(登录号:AY959314)的酪氨酸酶(tyrosinase, TYR)基因DNA序列保守区域,设计1对特异性引物,利用PCR及克隆技术测定了短毛黑水貂、红眼白水貂和米黄色水貂的TYR基因外显子1部分序列,并对该序列进行了BLAST鉴定及变异位点分析,基于该基因编码氨基酸序列构建了16个物种的系统进化树。结果表明,测定的3种毛色水貂TYR基因序列长度均为796 bp,包括795 bp的外显子1和1 bp 5'UTR,共检测到5个单一突变位点:g.A34G、g.T138A、g.T248C、g.A545G和g.C765A,包含4个错义突变:g.A34G(p.Ser12Gly)、g.T248C(p.Val83Ala)、g.A545G(p.Tyr182Cys)和g.C765A(p.His255Gln),1个移码突变分别出现在短毛黑水貂和红眼白水貂个体间:g.T138A(p.Cys46*),获得TYR基因GenBank登录号分别为:短毛黑水貂(KJ198847)、红眼白水貂(KJ658343)和米黄色水貂(KJ152769)。水貂与雪貂、大熊猫、家犬、猫、家兔、猪、羊驼、山羊、绵羊、牛、人、猕猴、黑猩猩、原鸡和日本鹌鹑的TYR基因核苷酸序列同源性为72.8%～98.6%,相应氨基酸序列同源性为75.0%～98.1%。TYR基因分子进化树显示水貂与雪貂遗传关系最近,分化时间约为1000万年前,且与原鸡和日本鹌鹑亲缘关系最远。该结果为进一步开展TYR基因多态性与水貂毛色表型的相关性研究奠定了生物信息学基础。     

水貂PRLR基因的克隆及生物信息学分析

本研究旨在从水貂卵巢组织中克隆催乳素受体(prolactin receptor,PRLR)基因编码区全长序列,并进行生物学信息分析,为研究其结构和功能奠定基础。根据GenBank中登录的犬PRLR基因的mRNA预测序列(登录号:XM_025436332.1)设计1对引物,采集性成熟的健康水貂卵巢组织样本,提取RNA并反转录合成cDNA,以cDNA为模板PCR扩增PRLR基因,将其插入pEASY-Blunt Simple Vector中,筛选阳性克隆测序后进行生物信息学分析。结果显示,水貂PRLR基因编码区序列全长为1 878bp,编码了625个氨基酸,水貂PRLR基因核苷酸序列与海獭同源性最高,为97.7%。系统进化树分析也显示其和海獭亲缘关系最近。对水貂卵巢PRLR基因编码蛋白进行生物信息学分析表明,PRLR蛋白含有1个信号肽,1个细胞外区域,1个跨膜区和1个膜内区;水貂PRLR蛋白为单次跨膜蛋白,其N端的D1部分含有2对保守的二硫键(Cys36—Cys46和Cys75—Cys86),D2部分含有保守的WS-基序(WS-E-WS)。水貂PRLR蛋白具有和其他PRLR蛋白相似的膜外和膜内结构。本试验结果为进一步研究和揭示水貂PRLR蛋白的结构及功能奠定了基础。     

水貂PRLR基因的克隆及生物信息学分析

本研究旨在从水貂卵巢组织中克隆催乳素受体(prolactin receptor,PRLR)基因编码区全长序列,并进行生物学信息分析,为研究其结构和功能奠定基础。根据GenBank中登录的犬PRLR基因的mRNA预测序列(登录号:XM_025436332.1)设计1对引物,采集性成熟的健康水貂卵巢组织样本,提取RNA并反转录合成cDNA,以cDNA为模板PCR扩增PRLR基因,将其插入pEASY-Blunt Simple Vector中,筛选阳性克隆测序后进行生物信息学分析。结果显示,水貂PRLR基因编码区序列全长为1 878bp,编码了625个氨基酸,水貂PRLR基因核苷酸序列与海獭同源性最高,为97.7%。系统进化树分析也显示其和海獭亲缘关系最近。对水貂卵巢PRLR基因编码蛋白进行生物信息学分析表明,PRLR蛋白含有1个信号肽,1个细胞外区域,1个跨膜区和1个膜内区;水貂PRLR蛋白为单次跨膜蛋白,其N端的D1部分含有2对保守的二硫键(Cys36—Cys46和Cys75—Cys86),D2部分含有保守的WS-基序(WS-E-WS)。水貂PRLR蛋白具有和其他PRLR蛋白相似的膜外和膜内结构。本试验结果为进一步研究和揭示水貂PRLR蛋白的结构及功能奠定了基础。     

水貂AANAT基因克隆及生物信息学分析

【目的】试验旨在对美洲水貂(Neovison vison)褪黑素(N-acetyl-5-methoxytryptamine, MT)合成的限速酶5-羟色胺-N-乙酰基转移酶(aralkylamine N-acetyltransferase, AANAT)基因进行克隆和生物信息学分析,为探究AANAT基因在水貂中的生物学功能提供参考。【方法】对水貂尾静脉采血后提取DNA,利用同源重组的方法克隆AANAT基因并分析其编码区(CDS)序列,推导成氨基酸序列后进行相似性比对及系统进化树构建,并对AANAT蛋白进行生物信息学分析。【结果】水貂AANAT基因序列长约1 631 bp, CDS区长504 bp,可编码167个氨基酸。水貂AANAT氨基酸序列与雪貂相似性最高(98.2%),系统进化树分析也显示其与雪貂亲缘关系最近。生物信息学分析结果表明,水貂AANAT蛋白为疏水性蛋白,无跨膜结构域和信号肽,主要分布于细胞质中,有5个抗原结合位点为非分泌型蛋白,该蛋白含有多个磷酸化、糖基化等翻译后修饰位点。AANAT蛋白含有1个保守的N-酰基转移酶超家族结构域,该家族与哺乳动物的昼夜节律密切相关。AAN...     

美洲水貂MC1R基因CDS区克隆与序列分析

为探讨水貂毛色差异形成的分子机制,试验利用美洲水貂肌肉组织对其黑色素皮质激素受体-1(MC1R)基因CDS区进行PCR扩增,并利用DNAMAN、ProtParam、TMHMM等生物信息学软件分析其氨基酸组成、与其他物种的同源性、跨膜区段等。结果表明:克隆获得的MC1R序列长度为954 bp,编码317个氨基酸;美洲水貂MC1R基因序列与欧洲水貂的同源性为95.49%,美洲水貂MC1R基因编码的氨基酸序列与欧洲水貂同源性为92.43%;得到带负电氨基酸13个,带正电氨基酸22个,极性氨基酸67个,疏水性氨基酸157个,为亲水性蛋白质;共得到7个蛋白质的跨膜结构域。     

水貂TYR基因T138A位点多态性及其与毛色性状的关联分析

试验旨在检测水貂酪氨酸酶（tyrosinase,TYR）基因T138A位点的多态性,并分析其与水貂毛色表型的相关性。提取5种被毛色型430只水貂血液基因组DNA,采用PCR-RFLP技术,对TYR基因T138A位点进行多态性检测,统计等位基因频率与基因型频率,通过卡方（χ²）独立性检验分析该位点多态性与水貂毛色性状的相关性。结果表明,T138A位点存在2个等位基因T和A,形成TT、TA和AA 3种基因型,AA基因型在吉林白水貂群体中为优势基因型（0.9069）,而TT基因型为金州黑水貂、珍珠水貂、咖啡水貂和银蓝水貂群体的优势基因型,其中在金州黑水貂群体中基因型频率最高（1.0000）。关联分析表明,TYR基因T138A位点的多态性与毛色性状呈极显著相关（P<0.0001）。表明TYR基因T138A位点可能是影响水貂毛色的主控位点或与调控白色被毛表型主控位点连锁的分子标记。     

水貂TOll样受体5编码区基因的克隆及序列分析

为了解水貂Toll样受体5(TLR5)蛋白的结构特征和遗传演化关系,采用RT-PCR方法从水貂肺脏组织总RNA中扩增出TLR5基因的片段,经拼接获得全长编码区序列。序列全长2 577 bp,编码858个氨基酸,含172%的亮氨酸,并有一段20个氨基酸的信号肽序列。蛋白预测结果表明,该分子具有亲水性,由胞外区(具有LRR结构域)、跨膜区和胞内区(具有TIR结构域)组成,表现出典型的TLR家族结构特征;同源性分析结果显示,与蒙眼貂同源性最高,达97%以上,与海象、大熊猫和北极熊同源性80%以上,与其他物种同源性大都在70%以上。水貂TLR5基因序列的成功克隆为进一步研究其在水貂机体免疫应答中的作用奠定了基础。     

美洲水貂(Neovison vison)黑素皮质激素受体-1(MC1R)基因序列鉴定及生物信息学分析

旨在探明美洲水貂黑素皮质激素受体-1(Melanocortin-1receptor,MC1R)基因序列结构特征及其对皮毛颜色的调控机制。根据欧洲水貂MC1R基因(GenBank登录号:AB189820)核苷酸序列设计1对特异性引物,利用PCR及克隆技术测定美洲短毛黑水貂MC1R基因完整编码区序列(CDS),并对该序列进行了BLAST比对及生物信息学预测和分析。结果表明,获得的美洲水貂MC1R基因与欧洲水貂相似性为95%,为单一外显子基因,核苷酸序列长度为1 324bp,包括部分5′UTR(188bp)、CDS(954bp)和3′UTR(182bp),编码区碱基G+C含量高达66.04%,由CDS推导共编码317个氨基酸,预测的MC1R蛋白理论分子质量为34.49ku,等电点(PI)为8.97,不稳定系数是36.63,属于弱碱性稳定蛋白质。进一步分析发现,美洲水貂MC1R基因编码的蛋白存在1个低复杂度结构域和7个典型的跨膜区,N-端不存在信号肽,定位于细胞质膜,具有典型的细胞膜受体结构。分子进化分析显示,美洲水貂与欧洲水貂亲缘关系较近,与二者均属鼬科、鼬属动物的传统动物分类学一致。美洲水貂MC1R基因的获取及序列结构特征分析为揭示其皮毛颜色多样性的分子遗传学机制奠定了详细的生物信息学基础。     

水貂ASIP基因单倍型检测及其皮肤组织mRNA差异表达分析

试验旨在探究鼠灰色（agouti signaling protein，ASIP）基因单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms，SNPs）形成的单倍型及皮肤组织差异表达mRNA对水貂被毛色素沉积的影响。通过PCR扩增、Sanger测序技术对金州黑水貂、红眼白水貂和名威银蓝水貂ASIP基因进行SNPs单倍型检测分析，利用实时荧光定量PCR技术检测3种毛色皮肤组织ASIP基因的表达量，分析单倍型及mRNA差异表达与毛色表型的相关性。结果表明，301个样本中共检测到10个SNPs，内含子2中4个SNPs （G18A、A159G、G235T、C1189T）共形成10种单倍型（Hap1~Hap10），其中Hap1（GAGC）和Hap2（GAGT）是3种不同毛色水貂群体的共享单倍型；部分内含子3中6个SNPs （C252T、A290C、G298C、A340G、T343C、T379C）形成4种单倍型（Hap1~Hap4），且Hap2（CCCGCC）是名威银蓝水貂群体的主体单倍型。5个位点（A290C、G298C、A340G、T343C、T379C）均处于完全连锁不平衡状态。实时荧光定量PCR检测显示，金州黑水貂和名威银蓝水貂ASIP基因mRNA表达量分别是红眼白水貂的1.25和0.95倍，三者间差异不显著（P>0.05）。研究结果初步提示，ASIP基因调控水貂不同毛色表型形成的分子机制可能存在差异。     

Sequencing and Analysis of GHR Gene from Genomic DNA Pools of Mink

In order to study the single nucleotide polymorphisms(SNPs) of growth hormone receptor( GHR) gene in mink populations, genomic DNA pools of Minghua black minks and silver-blue minks were constructed, and the 10 thexon of GHR gene was PCR amplified from the two DNA pools and sequenced. The results showed that two SNPs were found at position 209(T/C) and position 533(C/A) of the 10 thexon of GHR gene in the two mink populations.     

Relationship Analysis Between the Polymorphism of T138A Locus in TYR Gene and Hair Color in Mink (Neovison vison)

In order to detect the polymorphism of T138A locus in tyrosinase (TYR) gene in mink and analyze the relationship between the genetic polymorphisms and phenotypes of mink hair color, the blood samples of 430 minks with five kinds of different hair color were taken and their genomic DNA were extracted. The T138A locus of TYR gene in mink was detected using PCR-RFLP method. Allele frequency and genotype frequency were calculated. Furthermore, the relationship between the polymorphism of T138A locus and hair color trait were analyzed by the statistical method of Chi-square independence test. The results showed that the T138A locus polymorphism was found with two alleles T and A,and three genotypes of TT, TA and AA. AA genotype was dominant genotype in Jilin White mink (0.9069), TT genotype was dominant genotype in Jinzhou Black mink,Pearl mink,Coffee mink and Silverblue mink, and existed mainly in Jizhou Black mink (1.0000). The association analysis of T138A locus polymorphism with hair color trait indicated that there was extremely significant correlation between TYR gene polymorphism and hair color of mink (P < 0.0001). This results indicated that the T138A locus might affect hair color phenotype, or molecular marker linked with the major gene regulating the white hair phenotype of mink.     

BRCA1基因多态性及其与奶牛乳房炎抗性的相关性研究

为了研究BRCA1基因突变与荷斯坦奶牛体细胞数和体细胞评分的关系,试验通过对BRCA1基因外显子13、14进行克隆、序列比对和挖掘已有突变的方法确定该基因的多态位点,采用SNaPshot技术检测了BRCA1基因25025 T>A和46126 G>T突变位点在北京郊区荷斯坦奶牛群体中的分布,并对突变位点与体细胞数和体细胞评分进行了关联分析。结果表明,荷斯坦奶牛BRCA1基因2个位点均检测到3种基因型,其中25025 bp位点TT基因型为优势基因型,46126 bp位点GT基因型为优势基因型。25025 bp位点AA基因型个体体细胞数(P<0.05)和体细胞评分(P<0.01)都显著低于TT和TA基因型;46126 bp位点TT基因型个体体细胞数显著低于GG和GT基因型个体(P<0.05),但3种基因型个体体细胞评分无显著差异(P>0.05)。本研究结果初步表明,BRCA1基因25025和46126 bp位点可作为中国荷斯坦牛乳房炎抗性的标记辅助选择。     

Polymorphism of BRCA1 Gene and its Association with Mastitis Resistance in Holstein Dairy Cows

In order to study mutations of bovine breast cancer 1 (BRCA1) gene and its association with somatic cell count and somatic cell score in Holstein dairy cows in Beijing.SNPs of BRCA1 gene exon 13 and 14 were obtained by cloning,sequence alignment and searching for known mutations.In our research,25025 T>A of exon 9 and 46126 G>T of exon 13 in BRCA1 were detected by SNaPshot in Holstein dairy cows raised on the outskirts of Beijing city,as well as the association between SNPs and somatic cell count (SCC) or somatic cell score (SCS) were also analysed.The results showed that both 25025 T>A and 46126 G>T were detected in Holstein dairy cows.TT genotype at locus 25025 T>A and GT genotype at locus 46126 G>T were dominant genotypes,respectively.At locus 25025 T>A,least squares mean of SCC and SCS in individuals with AA genotype was significantly lower than that with TT and TA genotypes (P<0.05;P<0.01).Least squares mean of SCC in individuals with TT genotype was significantly lower than that with GG and GT genotypes (P<0.05),while SCS of different genotypes showed no difference at locus 46126 G>T (P>0.05).These results preliminarily indicated that the 25025 T>A and 46126 G>T mutations of BRCA1 gene could be used in molecular marker-assisted selection programs of mastitis resistance in Holstein dairy cows.     

三穗鸭肌细胞增强因子基因多态性与屠宰性状的相关性分析

为了解三穗鸭肌细胞增强因子(myocyte enhancer factor 2A,MEF2A)SNPs与屠宰性状的相关性,本研究以60只三穗鸭为研究对象,采用PCR-SSCP方法结合PCR产物直接测序技术对三穗鸭MEF2A基因多态性进行检测,并进行SNPs与屠宰性状各指标的相关分析。结果表明,在MEF2A基因中共发现了2个SNPs:第11外显子的g.47915G>A位点和g.47918G>A位点,g.47915G>A位点发生的G/A突变使密码子由GAA变为AAA,翻译出的氨基酸由谷氨酸变成赖氨酸,g.47918G>A位点的G/A突变引起的密码子由GAT变成AAT,翻译出的氨基酸由天冬氨酸变成天冬酰胺。SNPs与屠宰性状的关联性分析表明,g.47915G>A和g.47918G>A位点影响全净膛率。这一结果揭示了MEF2A基因的多态性对三穗鸭屠体性状具有重要的影响。     

北京黑猪MYH3和MYH13基因多态性与肉质性状的关联分析

【目的】 试验旨在研究肌球蛋白重链3（myosin heavy chain 3，MYH3）和肌球蛋白重链13（myosin heavy chain 13，MYH13）基因遗传变异对猪肉质性状的影响。【方法】 利用北京黑猪背最长肌样本进行肉质性状（肌内脂肪（intramuscular fat，IMF）、水分、滴水损失、酸碱度（pH）、肉色L^*值、肉色a^*值和肉色b^*值）表型数据的测定。利用PCR和Sanger测序技术对MYH3和MYH13基因启动子区和CDS区进行基因分型。将性别、场、日龄作为协变量，采用协方差分析，确定与猪肉质性状相关的SNPs，利用实时荧光定量PCR检测基因表达水平。【结果】 试验共筛选到9个SNPs，其中MYH3基因CDS区有1个错义突变（c.5782 G>C）与IMF显著相关（P<0.05），且MYH3基因表达水平与IMF呈正相关；MYH13基因CDS区有4个SNPs，其中2个（c.1923 G>A、c.1308 G>A）与肉色a^*值显著相关，1个（c.963 G>A）与滴水损失显著相关，1个（c.237 G>T）与肉色L^*值显著相关（P<0.05）；MYH13基因启动子区有4个SNPs，其中2个（rs699287502、rs318639161）与肉色L^*值显著相关，2个（rs321315318、rs330770991）与滴水损失显著相关（P<0.05），且MYH13基因表达水平与滴水损失呈负相关。【结论】 MYH3基因有1个SNP与IMF显著相关，且其基因表达水平与IMF呈正相关。MYH13基因中存在3个SNPs与滴水损失显著相关，且该基因启动子区2个SNPs基因表达水平与滴水损失呈负相关；3个SNPs与肉色L^*值显著相关；2个SNPs与肉色a^*值显著相关。以上SNPs均可作为影响北京黑猪肉质性状的候选基因功能位点。     

不同毛色绵羊皮肤组织中MC1R、Agouti及TYR基因差异表达研究

本研究旨在探究特定杂交模式下产生全黑被毛绵羊TYR、MC1R及Agouti基因互作调控毛色的机制。随机选取黑色和白色被毛绵羊各4只,采集皮肤组织,利用qRT-PCR技术测定MC1R、Agouti及TYR基因mRNA在不同毛色绵羊皮肤中的表达量。结果显示:MC1R、Agouti及TYR基因在不同毛色绵羊皮肤中均有表达,其中TYR基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量极显著高于白色绵羊皮肤(P<0.01),MC1R基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量高于白色绵羊皮肤,但差异不显著,Agouti基因mRNA在黑色绵羊皮肤中的表达量显著低于白色绵羊皮肤(P<0.05)。综上,该杂交模式下产生的黑色绵羊可能是由于Agouti基因表达量低而使α-MSH诱导信号通路处于激活状态,上调了TYR基因表达量,导致真黑素含量上升,出现黑色毛色性状。     

水貂配种期精液检查技术的研究

为研究水貂的繁殖率,避免母貂空怀,2010年3月3~20日对大连名威貂业有限公司配种期种貂精液进行了检查,结果表明:2 933只种公貂中有103只无精或死精,占种公貂总数的3.51%。说明做好精液检查是提高水貂妊娠率和产仔率的关键。如果采用同一只公貂复配,可降低母貂空怀率17.55%,能有效提高水貂的繁殖率。