版纳微型猪近交系白细胞介素6基因克隆、生物信息学及组织表达分析

白细胞介素6(IL-6)是机体重要的免疫调节因子,在佐剂的应用方面具有很好的发展前景。本研究以版纳微型猪近交系(BMI)为实验动物,通过PCR法获得IL-6基因编码区序列,提交GenBank数据库,登录号为JQ839263。对BMI IL-6基因和相应的蛋白序列进行了生物信息学分析,结果显示该基因编码212个氨基酸,分子质量为23.88 ku,等电点(pI)为6.66,存在一个保守结构域,一个跨膜结构,N端和C端均疏水,且在N端存在信号肽,有89%的可能性定位于细胞核。将BMI的IL-6基因编码区序列与NCBI下载到的4条猪IL-6基因序列进行比对,结果显示BMI IL-6与GenBank登录号为NM_214399和DQ832259的核苷酸序列完全相同,与GenBank登录号为AF309651和AF518322的核苷酸序列各存在1处碱基差异;多物种氨基酸序列比对及系统进化分析结果表明,BMI与骆驼亲缘关系最近。同时利用半定量PCR法确定了IL-6基因mRNA在BMI 12个组织中的表达量,结果发现在肺脏、皮肤、肌肉中表达量较高。本研究为进一步研究猪IL-6基因的表达调控奠定了理论基础。     

猪精子发生候选基因PYGO2的分离、表达和亚细胞定位研究

旨在分离猪PYGO2编码区序列，获悉该基因mRNA组织表达模式、蛋白质结构特征、细胞中的分布和定位，并构建蛋白相互作用网络。本研究首先利用RT-PCR从成年版纳微型猪近交系（BMI）睾丸组织中克隆PYGO2编码区序列；利用生物信息学解析其基因结构并对蛋白质进行多种功能分析，比较多个哺乳动物PYGO2的氨基酸序列同源性，构建系统进化树和蛋白质相互作用网络；然后利用qPCR技术检测PYGO2在15个组织中的mRNA表达情况；最后通过构建pEGFP-C1-PYGO2融合表达载体，转染猪睾丸细胞（ST），确定PYGO2的亚细胞定位。结果表明，PYGO2基因CDS长1 221 bp，编码406个氨基酸（基因和氨基酸号分别为KY644518和AVB77243.1），定位在猪4号染色体；PYGO2蛋白二级结构以无规则卷曲为主，N端和C端均疏水；氨基酸序列同源比对分析表明，猪PYGO2与其他哺乳动物的相似度均大于97%，在进化上高度保守；蛋白互作网络分析显示，猪PYGO2与9个蛋白可能存在相互作用，其中与BCL9蛋白作用最为紧密；qPCR表达分析表明，猪PYGO2在被检的15个组织中均有不同程度表达，在生殖腺中表达相对较高；ST细胞中的亚细胞定位结果表明，PYGO2 mRNA主要分布在细胞核。本研究获得了PYGO2基因的编码序列，蛋白质结构和定位，蛋白质相互作用网络，mRNA多组织表达特征，可为进一步解析该基因在猪精子生成中的分子机制提供参考。     

猪G蛋白偶联受体12(Gpr12)基因克隆鉴定及其表达分析

为研究猪G蛋白偶联受体12(G protein-coupled receptor 12,Gpr12)基因的序列和组织表达特征,探索Gpr12 mRNA在卵泡发育过程中的表达规律,本研究利用克隆测序技术获取猪Gpr12基因的编码区序列,并利用生物信息学方法分析Gpr12基因序列和蛋白的潜在特征;RT-PCR技术检测Gpr12基因的组织表达模式;荧光定量PCR技术检测Gpr12 mRNA在猪卵泡发育过程中的表达规律。结果表明:猪Gpr12基因编码区序列长1 005 bp,编码蛋白含有典型的7次跨膜结构域和DRY基序,存在多个潜在的磷酸化和糖基化修饰位点;Gpr12基因在所检测的组织和细胞中均有表达,且在脑、垂体和卵母细胞中高表达;随着卵泡的发育,Gpr12 mRNA的表达量极显著升高(P<0.01),表明Gpr12基因可能参与了猪卵泡发育的调控过程。     

版纳微型猪近交系生长激素基因克隆及原核表达研究

本研究旨在获得版纳微型猪近交系(BMI)生长激素基因编码区序列,揭示其原核表达规律.采用RTPCR方法从版纳微型猪近交系(BMI)脑垂体中克隆生长激素(GH)基因,并将其连接到pMD 18-T载体进行测序和生物信息学分析.克隆得到的GH基因cDNA序列长690 bp,其中CDS长651 bp,编码216个氨基酸,前26个氨基酸为信号肽序列.多猪种GH氨基酸序列比对表明其在各猪种中高度保守,版纳微型猪近交系的GH氨基酸序列与五指山猪和宁香猪的相似性均为100％,与藏猪、香猪、大乌猪、太湖猪、成华猪、内江猪、荣昌猪、长白猪、约克夏的相似性均为99％,与雅南猪、杜洛克的相似性均为98％.扩增GH成熟肽区编码序列,定向克隆至表达载体pET-32a(+),转化入大肠杆菌Rosseta (DE3)感受态细胞中,用IPTG诱导表达蛋白.SDS-PAGE和Western blotting分析表明,重组质粒在大肠杆菌中获得了高效表达,融合蛋白以包涵体形式存在,分子质量约为40.6 ku.以上结果为进一步探究GH基因对BMI矮小性状的影响奠定了基础.     

陆川猪PDK4基因序列分析、真核表达载体构建及组织表达分析

试验旨在了解陆川猪丙酮酸脱氢激酶4(pyruvate dehydrogenase kinase 4,PDK4)基因CDS区序列信息及其所编码蛋白的结构和功能,构建PDK4基因的真核表达载体,分析PDK4基因在陆川猪不同组织中的表达情况,以期为阐明PDK4基因在陆川猪生长发育过程中的分子机制奠定基础。采用RT-PCR技术扩增陆川猪皮下脂肪PDK4基因CDS区,利用生物信息学软件预测分析其结构与功能,并利用常规分子克隆技术将其插入真核表达载体中获得pEGFP-N1-PDK4,用脂质体法将重组质粒转染3T3-L1细胞并观察荧光,用实时荧光定量PCR检测PDK4基因mRNA在陆川猪心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、背最长肌、皮下脂肪中的表达情况。结果显示,陆川猪PDK4基因CDS区全长1 224 bp,编码407个氨基酸,与NCBI上公布的野猪PDK4基因CDS区同源性达99.8%。对陆川猪PDK4基因所编码的蛋白进行生物信息学分析发现,其分子质量约为46.144 ku,原子总数为6 509个,理论等电点(pI)为7.21,带正电荷和负电荷的氨基酸数均为42个。PDK4蛋白可能有2个N-糖基化位点、33个磷酸化位点。亚细胞定位结果发现,PDK4蛋白有34.8%存在于线粒体,30.4%存在于细胞质,26.1%存在于细胞核,质膜和液泡膜各占4.3%。细胞试验发现,对照组和试验组均发出荧光,相较于对照组,试验组中PDK4表达量极显著升高(P0.01),PDK4基因在皮下脂肪中表达丰度最高,随之为肝脏、肺脏、心脏、脾脏和肾脏,在背最长肌中表达量最低,而且在皮下脂肪中的表达量极显著高于背最长肌(P0.01)。本试验成功扩增出PDK4基因CDS区并构建了真核表达载体,成功对其结构和功能进行预测分析,为研究陆川猪皮下脂肪沉积的遗传改良提供了参考依据。     

撒坝猪TNS3基因CDS序列生物信息分析及组织表达检测

为了研究撒坝猪张力蛋白3(tensin3,TNS3)基因的结构和功能,以及在不同组织中的表达情况,试验对撒坝猪TNS3基因外显子区域进行了PCR扩增,所得序列与NCBI中序列进行比较分析,利用生物信息学软件对撒坝猪TNS3基因的结构、理化性质及其编码蛋白信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构和CpG岛等进行了分析,并讨论撒坝猪TNS3基因与其他物种氨基酸序列的进化关系;采用实时荧光定量PCR法检测TNS3基因在不同组织中的表达情况。结果表明:撒坝猪TNS3基因序列与NCBI上公布的野猪TNS3基因序列中的CDS区相比存在4个碱基突变;撒坝猪TNS3蛋白是疏水蛋白,也是不稳定蛋白;该蛋白不存在信号肽,无跨膜结构,主要在细胞外膜上发挥生物学作用,存在磷酸化位点和糖基化位点;该蛋白的三级结构由α-螺旋(17.87%)、β-转角(4.62%)、延伸链(14.22%)和无规则卷曲(63.29%)构成;TNS3基因在不同物种进化过程中分化明显;撒坝猪TNS3基因有6个CpG岛和3种高度保守的结构功能域;撒坝猪TNS3基因在肝脏中的表达量最高,其次为大脑、背脂、肾脏、脾脏、肺脏,而在大白猪背最长肌中的表达量比撒坝猪高(P0.05)。说明TNS3基因与猪生长性状相关。     

撒坝猪SPDEF基因克隆及其生物信息学分析

为明确猪SPDEF基因的遗传特性,试验对不同猪种SPDEF基因的CDS区进行序列扩增、测序、拼接,并对撒坝猪SPDEF基因CDS序列进行生物信息学分析。采用PCR直接测序法测定猪SPDEF基因外显子序列,运用SeqMan进行序列拼接。采用生物信息学软件分析撒坝猪SPDEF基因开放阅读框及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构、功能结构域,并构建系统进化树。结果表明,各猪种SPDEF基因编码区仅在外显子1、2分别检测到1个同义突变(C13971T、C16541T),表明该基因编码区在所检测的猪群中高度保守。生物信息学分析发现,该基因有1个长1 092 bp的完整开放阅读框;SPDEF蛋白中丝氨酸(Ser)含量最高(10.7%),体外理论半衰期为30 h,属于不稳定的亲水性蛋白;该蛋白不存在信号肽及跨膜结构,存在39个潜在的磷酸化位点和1个糖基化位点,亚细胞定位于细胞质;二级结构预测中,参与无规则卷曲的氨基酸最多(55.10%),其次是α-螺旋(28.37%);功能结构域预测发现,该蛋白存在1个ETS功能结构域和1个SAM-PNT功能结构域。系统进化树结果显示,撒坝猪与牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。本研究为进一步分析撒坝猪SPDEF基因的功能奠定了一定的理论基础。     

撒坝猪SPDEF基因克隆及其生物信息学分析

为明确猪SPDEF基因的遗传特性,试验对不同猪种SPDEF基因的CDS区进行序列扩增、测序、拼接,并对撒坝猪SPDEF基因CDS序列进行生物信息学分析。采用PCR直接测序法测定猪SPDEF基因外显子序列,运用SeqMan进行序列拼接。采用生物信息学软件分析撒坝猪SPDEF基因开放阅读框及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构、功能结构域,并构建系统进化树。结果表明,各猪种SPDEF基因编码区仅在外显子1、2分别检测到1个同义突变(C13971T、C16541T),表明该基因编码区在所检测的猪群中高度保守。生物信息学分析发现,该基因有1个长1 092 bp的完整开放阅读框;SPDEF蛋白中丝氨酸(Ser)含量最高(10.7%),体外理论半衰期为30 h,属于不稳定的亲水性蛋白;该蛋白不存在信号肽及跨膜结构,存在39个潜在的磷酸化位点和1个糖基化位点,亚细胞定位于细胞质;二级结构预测中,参与无规则卷曲的氨基酸最多(55.10%),其次是α-螺旋(28.37%);功能结构域预测发现,该蛋白存在1个ETS功能结构域和1个SAM-PNT功能结构域。系统进化树结果显示,撒坝猪与牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。本研究为进一步分析撒坝猪SPDEF基因的功能奠定了一定的理论基础。     

撒坝猪AIDA基因编码区克隆、序列特征分析及组织表达量检测

对不同猪的AIDA基因编码区进行扩增、测序、拼接,采用生物信息学方法对撒坝猪AIDA编码蛋白进行功能和性质分析,并通过实时荧光定量PCR检测其在撒坝猪不同组织中的表达水平。PCR扩增测序表明:该基因在撒坝猪的编码区序列没有发生错义突变,序列长921 bp,编码306个氨基酸。AIDA蛋白属于亲水蛋白,没有跨膜结构和信号肽,含有两个卷曲螺旋结构,有1个糖基化位点和29个磷酸化位点,无CpG island;二级结构是以无规卷曲为主的混合型蛋白;AIDA基因在大白猪的背最长肌和背脂中表达量要高于撒坝猪,而撒坝猪AIDA基因在胰脏中的表达量最高,其他组织中的表达量依次为脾脏、背脂、肾脏、肺、大脑、肝脏、心脏和背最长肌。     

猪ALAS1基因的克隆、序列分析及表达模式的研究

目的:首先克隆了猪ALAS1(5-aminolevulinate synthase 1)DNA序列,并对CDS序列进行了序列分析,分析了该基因的表达模式。方法:以4月龄长大母猪的卵巢为材料,运用同源序列克隆技术,对猪ALAS1 DNA序列进行克隆并对其进行生物信息学分析;利用性腺激素处理卵巢颗粒细胞并结合RT-PCR方法分析了猪ALAS1基因的表达模式。结果:克隆得到了猪ALAS1 DNA序列9 137 bp,其中包括53 bp的5'非编码区序列、1 922 bp的CDS序列和2~9内含子序列,共编码640个氨基酸;猪ALAS1蛋白氨基酸序列与人和小鼠的相似性一致(100%);ALAS1蛋白的分子量约为38.0 KDa,等电点为9.07,可能存在10个PKC磷酸化位点、1个CAMP磷酸化位点、4个N-糖基化位点、12个豆蔻酰化位点、3个CKII磷酸化位点和1个酰胺位点,还包含1个天冬酰胺转氨酶超家族(AAT-1)保守结构域;猪ALAS1在性腺激素处理2个卵巢颗粒细胞后,可检测到该基因在卵巢颗粒细胞中的显著性表达,之后其表达量迅速下降,12 h后表达量又提高,之后表达量再次迅速下降。结论:猪ALAS1基因的CDS区在物种间保守性强,推测猪ALAS1基因参与卵泡的发育和排卵及在黄体化过程中发挥一定作用。