牛αs2酪蛋白、k酪蛋白基因启动子区多态性研究

为研究牛CSN1S2、CSN3基因启动子多态性.选择品种差异较大的贵州荷斯坦奶牛和务川黑牛构建不同DNA池,设计特异性引物分别扩增2个牛种CSN1S2、CSN3基因5’调控区及第1外显子部分序列.结果表明:CSN1S2基因5’调控区存在3个SNPs位点:A-253T、A-317G、A-407G,CSN3基因5,调控区发现4个SNPs:T-79G、G-415G、T-421C、T-658G,2个牛品种在不同位点的多态性有显著差异.生物信息学软件预测CSN1S2、CSN3基因核心启动子区及转录因子结合位点,CSN1S2基因A-253T、A-317G位于预测核心启动子区.SNP位点造成CSN3基因7个转录因子结合位点消失,而产生10个新的转录因子结合位点.对于CSN1S2、CSN3基因,突变前后RNA二级结构有明显改变,目标序列均未发现CpG岛.研究结果为进一步确定其启动子功能奠定试验基础.     

牛STAT1基因启动子区多态性研究

 为筛选STAT1基因启动子区SNP及研究其对启动子功能元件的影响。选择品种差异较大的贵州荷斯坦奶牛和务川黑牛构建不同DNA池,直接测序筛选SNP位点。结果表明：STAT1基因5&;apos;调控区及第1外显子存在3个SNPs位点,分别为：T-537G、T-508A、C+10T。生物信息学软件预测得到STAT1基因核心启动子区和转录因子结合位点,SNP位点导致1个转录因子结合位点消失,而产生10个新的转录因子结合位点。CpG岛范围未受到突变位点影响,但STAT1基因RNA二级结构在突变后显著改变。研究结果为进一步确定STAT1启动子功能奠定试验基础。     

猪PGRMC2基因启动子区多态性的生物信息学分析

本研究以大白猪的基因组DNA为模板,通过混池测序鉴定PGRMC2基因启动子区的多态位点(SNPs),以分析该基因启动子区突变前后转录因子结合位点和Cp G岛的变化。运用生物信息学软件预测其核心启动子区域、转录因子结合及Cp G岛。结果表明:在220头大白猪个体中,检测到PGRMC2基因启动子区存在2个SNP位点,分别为C-1283 T和T-372 C。且这2个SNP均导致PGRMC2基因的转录因子结合发生改变。C-1283 T突变导致1个转录因子结合位点消失(即ASP-CYP21);T-372C突变导致1个转录因子结合位点消失(AP-1-DNA_polyme),9个新的转录因子结合位点产生(E1A-BS5、Trex/MEF3compo、E-box CS、Myo D-MCK-right、NFkappa E1site、NF-mu-E1CS、kappa-E2CS1、lambda5-site F、m TDT-site F等)。由此,推测SNPs可能对PGRMC2基因表达调控发挥重要作用。     

中国荷斯坦牛C4A基因5'侧翼区功能分析

利用在线预测软件对牛C4A基因的5'侧翼区序列进行生物信息学分析,成功构建了一系列表达载体,利用双荧光素酶报告基因检测系统分析牛C4A基因的5'侧翼区启动活性。分别通过定点突变技术构建突变质粒,研究调控C4基本表达和诱导表达的转录因子结合位点。利用EMSA技术验证转录因子在研究细胞系中存在与否。结果显示,C4A基因启动子序列转录起始位点上游169 bp为报告基因荧光值最高的片段,即为启动子核心区;其中SP1(-169~-158)、E-box(-122~-117)和AP-1(-80~-71)是调控C4基本表达的主要转录因子结合位点,且3个转录因子在Hep G2细胞系中真实存在。     

肉鸡心肌细胞中核转录因子Sp-1和AP-2及其结合序列研究

试验采用21日龄肉鸡的心肌组织作为研究对象用于抽提核蛋白,用蛋白质印记法和电泳迁移率变动分析法研究心肌细胞中与MnSOD基因转录相关的Sp-1和AP-2核转录因子及其结合序列。结果表明,在肉鸡心肌细胞的核蛋白中存有与MnSOD基因转录调控相关的核转录因子Sp-1和AP-2,且能与MnSOD基因启动子区特异性结合位点结合,其中在-79～-58有一个与人和大鼠相同的Sp-1结合位点核心序列(5'-GGGGCGGG-3'),在鸡MnSOD基因启动子区中AP-2结合位点核心序列与现有文献中报道的人和大鼠以及一些病毒AP-2结合位点核心序列不同,分别为位于-34～-14(5'-GGCGCAGGC-3')和-338～-319(5'-CCCAAGGTC-3')。上述结果提示,肉鸡心肌细胞中MnSOD基因的转录调控可能与核转录因子Sp-1和AP-2与MnSOD基因启动子区的特异性结合密切相关。     

牛CART基因核心启动子鉴定及转录调控分析

旨在筛选牛CART基因核心启动子区并鉴定调控CART表达的转录因子,探究其转录调控机制。本研究采集3头健康母牛下丘脑组织,提取基因组DNA,通过PCR扩增、测序获得牛CART启动子序列,EMBOSS、MethPrimer、New PLACE数据库分析启动子结构特征;构建4个包含不同截短长度的CART启动子报告基因载体,双荧光素酶报告基因活性检测鉴定核心启动子区;应用DNA pull down结合质谱分析(n=3),功能聚类及结合位点预测分析筛选核心启动子区候选转录因子;构建转录因子过表达载体,转染至293T细胞,分析转录因子对牛CART核心启动子区的转录调控功能(n=3)。结果表明,牛CART基因-1 200 bp～+22 bp区域存在CpG岛和TATA box、CAAT box等顺式作用元件;构建的4个截短启动子报告基因载体均具有转录起始活性,-292 bp～+22 bp片段转录起始活性最强,为牛CART基因核心启动子区;转录因子RFX5、CREB、RFX1、JUND、TEAD4、TFAP2D、RELA可与牛CART基因核心启动子区特异性结合;进一步研究证实RFX5、RFX1、TEA...     

牛Nramp 1基因5'调控区序列的克隆及序列分析

采用LA-PCR技术扩增牛Nrampl基因2 515 bp的5'调控区序列,构建了重组克隆载体pEASY-T3-Nrampl,对阳性克隆进行了PCR扩增、限制性酶切鉴定,DNA测序及生物信息学分析.结果表明,试验成功构建了包含Nrampl基因5'调控区的重组质粒.经同源性比对发现,Nrampl基因5'调控区在不同物种中具有一定的保守性,在转录起始位点近端的启动子区域,牛与人、鼠、猪、羊的同源性分别是60.50%.58.52%,72.18%,81.95%.经预测,该调控区富含GR、SP1、c-Ets-1、NF-W2等转录因子结合位点.本研究为进一步确定牛Nrampl基因核心启动子区域及该基因的表达调控奠定了理论基础.     

山羊腺苷单磷酸脱氨酶1基因启动子区单核苷酸多态性研究

为筛选腺苷单磷酸脱氨酶1(adenosine monophosphate deaminase 1,AMPD1)基因启动子区单核苷酸多态性(SNP)及研究其对启动子功能元件的影响,试验选择小香羊、黔北麻羊、努比山羊构建不同DNA池,直接测序结合BLAST筛选SNP位点。结果表明,AMPD1基因启动子区存在5个SNPs位点,分别为:T-614A、G-326A、G-309A、T-287C和T-165C。生物信息学软件预测得到AMPD1基因核心启动子区和转录因子结合位点,SNPs位点导致9个转录因子结合位点消失,而产生7个新的转录因子结合位点。AMPD1基因RNA二级结构在突变后显著改变,但未检测到CpG岛区域。     

关岭牛解偶联蛋白3基因5’侧翼区克隆和生物信息学分析

本试验对贵州关岭牛解偶联蛋白3（uncoupling protein,UCP3）基因5'侧翼区进行克隆,并利用生物信息学软件对其1080 bp的克隆序列进行分析,以研究UCP3基因5'侧翼区特异性转录调控元件的调控机制。软件分析发现关岭牛UCP3基因5'侧翼区含有6个可能的转录起始点和33个潜在转录因子结合位点,与东北虎、家猫、印度水牛、藏羚羊、山羊、绵羊UCP3基因5'侧翼区（-196～+100 bp）序列相似性分别为82%、82%、98%、95%、96%和98%;该区域保守性较强,推测转录起始点上游-200～+1 bp可能是其核心启动子区域,该区域在调控基因转录和翻译方面具有共同的作用。试验成功克隆了UCP3基因5'侧翼区序列1080 bp,初步预测了该基因的核心启动子区。     

牦牛FKBP6基因启动子区克隆、鉴定与分析

本研究旨在了解牦牛FKBP6基因5′调控区和启动子区特征,为探讨牦牛和犏牛睾丸组织中FKBP6基因差异表达机制提供依据。利用克隆测序获得牦牛FKBP6基因5′调控区序列,采用生物信息学方法分析其序列特征;采用双荧光素酶报告基因系统鉴定牦牛FKBP6基因核心启动子区,利用生物信息学软件预测与精子发生有关的转录因子结合位点。通过克隆测序和序列拼接获得了1 354bp的牦牛FKBP6基因5′调控区序列,与普通牛的一致性为99.71%;牦牛FKBP6基因5′调控区序列含有潜在的启动子区、典型的CAAT-Box和CpG岛,但未见TATA-Box;荧光素酶活性分析发现,牦牛FKBP6基因的核心启动子区位于5′调控区的-263~-167nt区域,含有CAAT-Box、E-Box、CTCF和CREB等与精子发生相关的转录因子结合位点。牦牛FKBP6基因核心启动子的鉴定和精子发生相关转录因子结合位点的发现为进一步研究牦牛睾丸组织中FKBP6基因的表达调控奠定了基础。     

贵州黑山羊细胞因子诱导的SH2包含蛋白基因5′调控区SNP研究

本试验为改善贵州本地优良品种贵州黑山羊生长性能,寻找生长相关基因细胞因子诱导的SH2（Src-homology 2）包含蛋白(cytokine inducible SH2-containing protein, CISH)启动子区多态性位点,并研究其对启动子功能元件的影响。将贵州本地优良品种贵州黑山羊构建DNA池,直接测序筛选SNP位点,生物信息学软件预测核心启动子区域、转录因子、CpG岛。结果发现,CISH基因5′调控区存在1个SNP位点为G-95C,得到CISH基因核心启动子区和CpG岛,SNP位点导致附近转录因子新位点产生和原来结合位点消失,但并不改变CpG岛大小。CISH基因5′调控区存在1个对启动子功能元件有较大影响的SNP位点,研究结果为进一步确定CISH基因启动子功能奠定基础。     

猪肌分化因子1基因启动子区多态性及生物信息学研究

为揭示猪肌分化因子(myogenic differentiation 1,MyoD1)基因启动子区多态性,本试验分别以野猪×从江香猪二元杂交猪、杜×长×大外三元杂交猪及贵州宗地花猪为研究对象,采用DNA池和直接测序技术,筛选MyoD1基因5'UTR及部分第1外显子区SNP位点,利用生物信息学软件预测SNP位点对核心启动子区、CpG岛和转录因子结合位点的影响。结果表明,在MyoD1基因5'UTR及部分第1外显子区筛查到3个SNPs位点,分别为A-39G、T+150C和C+227G;生物信息学软件预测发现,A-39G位点附近出现重要转录因子结合位点消失和新位点生成;CpGIslandsearcher软件分析得到多态位点突变前后CpG岛大小及GC含量发生改变,据此推测猪MyoD1基因5'UTR区域的A-39G位点对调控启动子功能元件有重要影响。     

贵州地方山羊BMPR-ⅠB基因启动子区多态性及生物信息学分析

为探究骨形态发生蛋白受体ⅠB（bone morphogenetic protein receptor ⅠB，BMPR-ⅠB）基因启动子区多态性及其与繁殖性状的相关性，本试验以贵州3个地方山羊品种（黔北麻羊、贵州黑山羊及贵州白山羊）为研究对象，通过构建混合DNA池PCR产物直接测序技术筛选SNPs位点，并采用多种生物信息学软件预测SNPs位点对核心启动子区、CpG岛和转录因子结合位点的影响。结果显示，BMPR-ⅠB基因启动子区存在4个SNPs位点：g.29893005 T > C、g.29893016 C > T、g.29893729 C > G和g.29894370 C > T。生物信息学软件预测得到BMPR-ⅠB基因核心启动子区和CpG岛，SNPs位点导致转录因子结合位点发生改变，g.29893005 T > C和g.29893016 C > T突变使原来的转录因子结合位点Sp1消失；g.29893729 C > G突变使原来转录因子结合位点AP-1消失，从而产生新的转录因子结合位点USF；g.29894370 C > T突变产生新的转录因子结合位点C/EBPalp，使原来的转录因子结合位点Sp1改变为C/EBPalp和Sp1。由此推测，SNPs位点对调控启动子功能元件可能存在重要影响。     

Sequence variation of bovine prion protein gene in Japanese cattle (Holstein and Japanese Black)

To assess relationships between nucleotide polymorphisms of the prion protein (PRNP) gene and susceptibility to bovine spongiform encephalopathy (BSE), we investigated polymorphisms in the open reading frame (ORF) and 2 upper regions of the PRNP gene from 2 Japanese cattle breeds: 863 healthy Holstein cattle, 6 BSE-affected Holstein cattle, and 186 healthy Japanese Black (JB) cattle. In the ORF, we found single-nucleotide polymorphisms (SNPs) at nucleotide positions 234 and 576 and found 5 or 6 copies of the octapeptide repeat, but we did not find any amino acid substitutions. In the upper region, we examined 2 sites of insertion/deletion (indel) polymorphisms: a 23-bp indel in the upper region of exon 1, and a 12-bp indel in the putative promoter region of intron 1. A previous report suggests that the 23-bp indel polymorphism is associated with susceptibility to BSE, but we did not find a difference in allele frequency between healthy and BSE-affected Holstein cattle. There were differences in allele frequency between healthy Holstein and JB cattle at the 23- and 12-bp indels and at the SNPs at nucleotide positions 234 and 576, but there was no difference in allele frequency of the octapeptide repeat. We identified a unique PRNP gene lacking a 288-bp segment (96 amino acids) in DNA samples stocked in our laboratory, but this deletion was not found in any of the 1049 cattle examined in the present study. The present results provide data about variations and distribution of the bovine PRNP gene.     

山羊角蛋白14基因启动子分析及其多态性研究

以内蒙古白绒山羊DNA为模板,参照牛的角蛋白14(keratin 14,K14)基因序列设计引物,PCR扩增获得长度为2834 bp(GenBank登录号:JQ063036)的片段,包括山羊K14基因启动子区2631 bp和结构基因第1外显子区203 bp。序列比对山羊K14基因启动子序列及其多态性分析结果发现,山羊K14基因启动子结构与人K14基因启动子不同,只含有Sox-5、GATA-1、GATA-1/2结合位点等3个共同的转录因子结合位点。但与牛K14基因启动子有较高的相似性,含有Sox-5、SRY、CdxA、MyoD、MZF1、GATA-1/3、Nkx-2结合位点等7个共同的转录因子结合位点;并发现山羊K14基因启动子区存在deltaE、GATA-2、GATA-1、Sp-1、AML-1a等5处独有的转录因子结合位点。此外,对山羊K14基因启动子进行多态性分析,发现4处单核苷酸多态位点,其中2处SNPs位于Nkx-2(-2004--1996 bp)转录因子结合位点或Nkx-2(-1590--1583 bp)临近几个碱基内。     

Identification of leptin gene polymorphisms associated with carcass traits and fatty acid composition in Japanese Black cattle

Previous studies have indicated that some leptin gene polymorphisms were associated with economically important traits in cattle breeds. However, polymorphisms in the leptin gene have not been reported thus far in Japanese Black cattle. Here, we aimed to identify the leptin gene polymorphisms which are associated with carcass traits and fatty acid composition in Japanese Black cattle. We sequenced the full‐length coding sequence of leptin gene for eight Japanese Black cattle. Sequence comparison revealed eight single nucleotide polymorphisms (SNPs). Three of these were predicted to cause amino acid substitutions: Y7F, R25C and A80V. Then, we genotyped these SNPs in two populations (JB1 with 560 animals and JB2 with 450 animals) and investigated the effects on the traits. Y7F in JB1 and A80V in JB2 were excluded from statistical analysis because the minor allele frequencies were low (< 0.1). Association analysis revealed that Y7F had a significant effect on the dressed carcass weight in JB2; R25C had a significant effect on C18:0 and C14:1 in JB1 and JB2, respectively; and A80V had a significant effect on C16:0, C16:1, C18:1, monounsaturated fatty acid and saturated fatty acid in JB1. The results suggested that these SNPs could be used as an effective marker for the improvement of Japanese Black cattle.