棉花与模式植物DGAT2基因的鉴定与分析

二脂酰甘油酰基转移酶Ⅱ(DGAT2)是催化三酰甘油生物合成的关键酶,利用生物信息学手段在二倍体棉花和6种模式植物中共鉴定出25个DGAT2基因,详细剖析这些基因的结构、序列和进化特征。基因结构分析表明,绝大多数植物包含8个或9个外显子,且内含子相位高度保守,说明该基因结构起源于陆生植物。蛋白序列分析显示,核心保守基序1、2、3与功能结构域相互重叠,说明功能结构域起源于藻类植物。进化分析显示:在棉花中,DGAT2基因发生特异性扩增,其分子机制为串联重复;结合滑动窗口方法和位点模型选择压力检测结果,DGAT2蛋白均受制于负选择作用。这些结果为棉花及模式植物DGAT2的功能研究提供帮助。     

植物中三酰甘油合成相关酶研究综述

三酰甘油(TAG)是植物油的主要组成成分。TAG在食品、工业生产以及生物柴油的研发中都有重要的应用,所以,旨在增加TAG产量或改变TAG酰基组成的生物工程方法被广泛应用于植物油的改造,以此来增加植物油的产量或改善植物油的品质。对于TAG生物合成的大部分研究工作都集中在二酰甘油酰基转移酶(DGAT)上,因为该酶是TAG生物合成的关键酶。除了DGAT,还有几种酶也可以催化TAG的生物合成,但并非TAG主流的合成途径。     

雨生红球藻HaeDGAT2-3的分子克隆和生物信息学分析

雨生红球藻被认为是天然虾青素的理想来源,虾青素主要储存于富含虾青素酯和三酰甘油(TAGs)的油体中,而二酰甘油酰基转移酶(DGAT)作为三酰甘油及虾青素酯生物合成的限速酶,在雨生红球藻中尚未见报道。试验通过同源克隆与RACE扩增技术相结合的方法获得了2型二酰甘油酰基转移酶(DGAT2-3)的c DNA序列全长,其中,HaeDGAT2-3序列编码区全长为1 149 bp,共编码383个氨基酸;BLASTp分析结果显示,Hae DGAT2-3与衣藻来源的DGAT2相似性达到54.02%;保守功能域分析表明,Hae DGAT2-3蛋白包含DGAT2家族典型的LPLAT超基因家族;多序列比对及系统进化分析结果表明,Hae DGAT2-3蛋白中包括7个保守的功能基序,说明其可能属于DGAT2家族。研究首次从雨生红球藻中克隆得到编码DGAT2的基因序列,生物信息学分析结果对进一步了解雨生红球藻虾青素酯化机制具有重要意义。     

西农萨能奶山羊DGAT2基因第5内含子多态性与产奶性状的关联分析

为确定二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因与奶山羊产奶性状的关系,采用PCR-SSCP技术,对197只西农萨能奶山羊二酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因的第5内含子进行多态性分析.在西农萨能奶山羊中检测的DGAT2基因第5内含子发现AA、AB和BB 3种基因型,其频率分别为0.2284、0.4061和0.3655;不同基因型与西农萨能奶山羊的产奶量和乳脂率之间有显著的关联性(P<0.05),AA和AB基因型个体的产奶量和乳脂率显著高于BB型(P<0.05),但对乳蛋白率和乳糖率影响不大,未达到显著水平(P>0.05).结果提示DGAT2基因对奶山羊产奶性状有一定的影响.     

续随子ElDGAT1基因的克隆、序列分析及表达特性

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物三酰甘油(TAG)合成最后一步反应的关键酶和限速酶,属于酰基转移酶超家族。为探究续随子(Euphorbia lathyris L.)中二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)对于调控种子油脂合成的作用机理,依据续随子转录组数据,采用RT-PCR技术分离和鉴定出一个 DGAT1基因(命名为 ElDGAT1),运用生物信息学方法对获得的序列进行分析,通过qPCR技术研究 ElDGAT1基因在续随子不同器官中的表达特性。结果表明:从续随子中克隆获得 ElDGAT1基因的cDNA序列,编码区长为1 530 bp,共编码509个氨基酸;预测ElDGAT1蛋白定位于内质网上,且为疏水性膜结合蛋白;其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,编码的蛋白含有9个典型的跨膜螺旋区。基于DGAT1蛋白的系统发育分析表明:续随子与乌桕的亲缘关系最近,与橡胶树和木薯的同源性次之。qPCR检测结果发现, ElDGAT1基因在续随子根中表达量最低,种子中的表达量相对较高,在花后15 d、30 d、45 d的表达量呈递增趋势。研究结果为进一步分析续随子种子油脂合成积累的调控机理及 ElDGAT1 基因的生物学功能提供依据。     

DGAT1-2基因在超高油玉米中的转化、表达及对油脂含量的影响

【目的】三酰甘油是油料作物油脂的主要成分,二酰基甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三酰甘油合成唯一的关键酶和限速酶.探讨DGAT基因对超高油玉米Zea mays L.种子油分含量的影响,以进一步提高超高油玉米的含油率.【方法】采用花粉管通道法将DGAT1-2基因导入超高油玉米自交系,在盆栽条件下5~6叶期对T1代植株进行PCR检测筛选,Southern杂交进一步验证.成熟时收获10株自交授粉的转基因植株(T2代)籽粒,测籽粒平均含油率,通过t检验进行统计分析.【结果和结论】初步筛选获得假定转化植株163株,Southern杂交获29株转基因植株,平均转化率为1.44%.t检验结果表明,10株自交授粉的转基因植株(T2)籽粒平均含油率比非转基因植株籽粒平均含油率提高了6.19%,差异极显著(P0.01).利用花粉管通道法导入DGAT1-2基因,可显著提高超高油玉米籽粒含油率,是一种切实有效提高超高油玉米含油量的新途径.     

微藻中二酰基甘油酰基转移酶基因（DGAT）结构及进化分析

从数据库中获取微藻及高等植物中的二酰基甘油酰基转移酶基因(DGAT),对4种酶通过基因和蛋白质结构的比较及系统发育树的构建进行多样性和进化程度分析。为了进一步分析微藻中DGAT的进化过程,对其进行正选择位点的检验,推测其在进化过程中受到的选择压力。结果显示:微藻中不同类型DGAT的基因结构及蛋白质结构差异较大,微藻与其他高等植物相比,同一种类型的DGAT的蛋白质结构和基因结构也有较大差别。同时发现微藻中DGAT同其他高等植物中的DGAT有不同的进化过程。选择压力分析结果显示,微藻及高等植物的DGAT2和WS/DGAT存在可信度较高的正选择位点,DGAT1和DGAT3未发现正选择位点。对微藻中DGAT的进化研究有助于破译其在油脂积累中的作用,推动可再生能源的研究。     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析（英文）

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶。对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠。系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因。选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/Pt DGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点。这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础。     

大豆GmDGAT3基因的鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)催化生成三酰甘油(TAG),在细胞油脂合成及积累中起重要作用。以花生(Arachis hypogaea)AhDGAT3为索引序列,全基因组鉴定大豆GmDGAT3基因,并应用生物信息学工具分析GmDGAT3基因编码蛋白的高级结构、系统发育和理化性质以及基因表达特征,旨在鉴定大豆(Glycine max)GmDGAT3基因。结果表明,序列比对分析发现大豆基因组有2个DGAT3蛋白,命名为Gm DGAT3-1和Gm DGAT3-2,长度分别为327,338个氨基酸,相对分子量分别为34.73,35.88 ku,二者均定位于细胞质中,且均无跨膜结构,为水溶性酶蛋白。二级结构均由α-螺旋、β转角、无规则卷曲和直链延伸组成。三维模型分析结果显示,Gm DGAT3蛋白以同源二聚体行使生物学功能。系统发育分析结果表明,Gm DGAT3蛋白与花生DGAT3蛋白同源性较高,暗示其可能有共同的进化来源。表达谱分析结果揭示,在大豆根、茎、叶、花、荚和种子中,GmDGAT3-2表达量均高于GmDGAT3-1,尤以GmDGAT3-2在花中的表达量最高。大豆基因组包含2个结构完整和有表达活性的Gm DGAT3。研究结果可为进一步解析大豆种子TAG及油脂生物合成调控机制提供科学参考。     

棉花与模式植物DGAT1基因的鉴定与比较分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是催化三脂酰甘油生物合成的关键酶.对棉花与其他植物DGAT1基因进行鉴定与比较分析,序列分析结果表明,棉花与大多数模式植物DGAT1基因有16个外显子,内含子长度高度变异,但其相位极其保守;这些基因编码的蛋白具有7个保守基序,核心保守基序与功能结构域相互重叠.系统进化分析显示:基因树与物种树具有较高的一致性,DGAT1基因进化能真实反映物种系统发生关系;棉花DGAT1基因以单拷贝形式存在,但在玉米、水稻、杨树与小立碗藓中均存在至少两个DGAT1基因.选择压力检测结果显示:除了Pt DGAT1a/PtDGAT1b受制于正选择作用外,剩余4对同源基因均受控于纯净选择;在基因亚群水平共检测到17个正选择位点,这说明在显著水平下各个亚群中均未检测到正选择位点.这些结果可为进一步研究棉花及植物DGAT1基因的功能提供基础.     

崂山奶山羊DGAT1基因多态性及与泌乳性状的关系

【目的】探讨崂山奶山羊DGAT1基因与泌乳性状的关系。【方法】以175只崂山奶山羊泌乳母羊为试验群体,利用PCR-SSCP方法和候选基因直接测序法检测DGAT1-P1(包含第8外显子)、DGAT1-P2(5’调控区内)、DGAT1-P3和DGAT1-P4位点在该群体中的多态性,并采用最小二乘方法分析DGAT1-P4位点多态性与泌乳性状之间的关联效应。【结果】崂山奶山羊DGAT1-P1和DGAT1-P2位点不存在多态性。对崂山奶山羊高乳脂率和低乳脂率个体的DGAT1-P3位点核苷酸序列比对,发现在序列600bp处即DAGT1-P4位点上存在着A→G的单核苷酸替换,对乳脂率有显著影响(P0.01),其中AA基因型为崂山奶山羊乳脂率性状最有利的基因型,A等位基因对乳脂率性状有正效应。【结论】在崂山奶山羊中发现候选基因DGAT1存在多态性,且对乳脂率性状有显著效应,为开展崂山奶山羊的标记辅助选择提供了依据。     

牦牛DGAT1基因多态性及其与乳质性状关联分析

【目的】检测牦牛DGAT1基因多态性,评估基因突变对牦牛乳品质性状的影响,以期丰富牦牛重要经济性状的分子遗传研究基础。【方法】采用PCR-SSCP方法,检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛及野血牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区突变,分析基因突变对乳品质性状的影响。【结果】牦牛DGAT1基因intron5-exon7区发现c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,等位基因M、基因型MM频率最高为优势等位基因和基因型,各类群牦牛PIC0.5属中度或低度多态;intron15-exon17区检测到c.1249-23CT和c.1336CT的突变,其中exon17发现的c.1336CT突变导致编码氨基酸p.Arg447Cys转变,等位基因A频率最高为优势等位基因,甘南牦牛、天祝白牦牛和青海牦牛中基因型AA为优势基因型,野血牦牛基因型AB为优势基因型,各类群牦牛0.25PIC0.5属中度多态;两区域3处突变位点构建出6种单倍型和11种单倍型组合,突变位点间存在连锁关系且接近于连锁平衡。关联分析表明,甘南牦牛intron5-exon7区基因型与乳质性状无显著相关;intron15-exon17区基因型BB个体乳品质性状最低,且乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量中显著低于其他基因型个体(P0.05);携带等位基因A的个体乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量及无脂固体含量显著高于未携带者(P0.05),携带等位基因C的个体乳脂率也显著高于未携带者(P0.05),而携带等位基因B的个体乳脂率、总固体物质含量显著低于未携带者(P0.05);单倍型组合H1H3个体的乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量和无脂固体物质含量均较高,且乳脂率及总固体物质含量显著高于其他单倍型组合(P0.05),而H2H2单倍型组合个体则较低,除乳糖率以外的其他乳品质性状均显著低于其他7种单倍型组合(P0.05)。【结论】牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区为低度和中度多态,intron6存在c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,intron15和exon17分别检测到c.1249-23CT突变和c.1336CT的非同义突变。intron15-exon17区突变影响甘南牦牛乳品质性状,选留携带等位基因A的个体和淘汰携带等位基因B的个体、或选留H1H3单倍型组合及淘汰H2H2单倍型组合个体,均可显著改善后代群体的乳品质。     

种子特异启动子的DGAT基因植物表达载体构建

利用PCR技术从甘蓝型油菜(Brassica,napus L.)的基因组DNA和拟南芥(Arabidopsis thaliana)cDNA中分别扩增种子特异启动子napin和二脂酰甘油酰基转移酶(DGAT)基因片段,并将它们依次插入到植物表达载体pCAMBIA1390的多克隆位点处,构建了种子特异启动子napin驱动的DGAT基因植物表达载体p1390ND,冻融法将其导入根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)LBA4404、EHA105和AGL1中,PCR检测结果证明,重组质粒p1390ND已成功导入农杆菌细胞.该载体可应用于油料能源植物种子含油最的遗传改良.     

水牛DGAT1基因第17外显子多态性及其与乳成分含量的关联性分析

 二酰甘油酰基转移酶1（DGAT1）在乳脂合成过程中发挥重要作用,但水牛DGAT1基因第17外显子遗传多态性及其与产奶性状的关联性还不清楚。本文采用PCR-SSCP结合DNA测序方法对48头德宏水牛和93头产奶杂交水牛（F1: 摩拉水牛×德宏水牛）的第17外显子进行了多态性检测并结合乳成分数据进行了关联分析。在水牛DGAT1基因第17外显子发现1个SNP位点,即c.1350C＞G,其为同义替换。该SNP位点在德宏乳用和非乳用水牛中群体遗传组成相近,且不同基因型个体间的乳糖率、乳脂率及乳蛋白率无显著差异（P>0.05）。表明该SNP对水牛乳糖率、乳脂率及乳蛋白率等无显著影响。序列比对显示,水牛、普通牛、瘤牛、山羊和绵羊DGAT1基因第17外显子间仅存在1个编码氨基酸差异,揭示其具有较高的保守性。     

Cloning and Characterization of Porcine TSARG7 Gene and Analysis of Its Tissue-Specific Expression

TSARG7 is a novel member of the acyltransferase family since its sequence possesses the highly conserved phosphate acyltransferase （PlsC） domain existing in all acyltransferase-like proteins. The porcine TSARG7 had been identified by cloning in silico but had not been confirmed experimentally. The full-length mRNA of porcine TSARG7 gene was sequenced and two splice variants were discovered. The full-length cDNA of TSARG7 variant 1 was 2 513 bp and variant 2 was 2 634 bp. The putative porcine TSARG7 proteins, which were located in the cytoplasm, encoded 458 and 456 amino acids, respectively. Real-time PCR analysis showed that TSARG7 gene was expressed in various tissues, but at different levels. The expression levels of this gene were higher in the skeletal muscle, heart, and testis than that in other tissues, suggesting that the TSARG7 gene played a role in procine skeletal muscle, heart, and testis functions.     

Effect of <Emphasis Type="Italic">GH</Emphasis> and <Emphasis Type="Italic">DGAT1</Emphasis> gene polymorphism on feeding qualities of bull calves

The aim of this paper is to study effects of GH and DGAT1 gene polymorphisms on feeding qualities of Hereford and Limousin bull calves bred in conditions of the Cis-Ural steppe zone. SNPs of genes GH and DGAT1 are investigated by polymerase chain reaction (PCR) and DNA restriction fragment length polymorphism (RFLP). The studied population of animals was assessed by defining the allele frequency and animal genotype occurrence for the studied gene SNPs, indicators of the actual and expected heterozygosity, and Pearson’s test. A study of polymorphism C214G of gene GH revealed that genotype LL prevails in Hereford and Limousin animals, 47.37 and 57.7%, respectively, while frequency of allele L is higher in Limousin bull calves (0.731). A study of polymorphism K232A of gene DGAT1 gene in both the populations showed absence of genotypes AA, which can be related to the low number of the studied animals. Expected heterozygosity indicators of gene GH are higher than the observed ones, and the observed heterozygosity is higher for DGAT1. The number of efficient alleles for the studied genes is higher for Hereford bull calves. In general, according to Pearson’s test, both the studied populations are in equilibrium. There is a significant effect of GH gene polymorphism on live weight gain rates at the end of sagination and total and average daily weight gains during animal raising.     

油酸诱导斑马鱼肝脏细胞脂滴形成与降解模型的建立

为建立斑马鱼肝脏细胞脂滴形成与降解模型,采用不同浓度油酸孵育肝细胞,通过Alarmablue法及流式细胞术检测油酸对肝细胞存活率、凋亡率的影响,确定最佳油酸浓度,随后用该浓度油酸处理肝细胞72 h,72 h后去除培养基中油酸继续培养观察。采用油红染色法确定脂质蓄积情况,BODIPY/HOECHST染色法观察不同大小脂滴蓄积率,实时定量PCR检测脂滴相关蛋白的转录调控。结果显示,100 μmol/L油酸为最佳浓度;与0 h相比,处理6 h小脂滴蓄积率达最大值,48 h大脂滴蓄积率达最大值,72 h超大脂滴蓄积率达最大值;相较于0 h,100 μmol/L油酸孵育6~72 h,二酰甘油转移酶基因DGAT2 mRNA水平显著升高;去除油酸24 h,脂肪细胞分化蛋白ADRP的mRNA水平显著上调;油酸孵育6 h,脂肪积累诱导跨膜蛋白基因FIT1 mRNA表达水平显著上升;油酸孵育6~72 h以及去除油酸24 h CIDE蛋白家族成员CIDEb mRNA表达均显著升高。由研究可知,油酸诱导斑马鱼肝脏细胞建立脂滴形成与降解模型,可较好的模拟鱼类肝脏脂滴蓄积与降解过程,为研究鱼类肝脏中的脂滴蓄积和降解过程中脂滴蛋白的功能提供了模型基础。     

南方地区中国荷斯坦牛DGAT1基因多态性与泌乳性状的关联分析

 【目的】探索南方地区中国荷斯坦牛DGAT1基因多态性与泌乳性状的相关性。【方法】以上海光明乳业集团金山奶牛场30个公牛家系的605头中国荷斯坦牛为试验材料,采用PCR-SSCP法分析DGAT1基因K232A位点遗传多态性,采用混合动物模型分析DGAT1基因K232A位点突变对测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率、305 d校正产奶量、乳脂量、乳蛋白量及体细胞评分7个泌乳性状的影响。【结果】共检测到KK、KA和AA三种基因型,频率分别为0.7918、0.1917和0.0165,等位基因K和A的频率分别为0.8876和0.1124。该位点突变对测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率、305 d校正产奶量、乳蛋白量的影响达到极显著水平(P＜0.01),对乳脂量的影响达到显著水平(P＜0.05),对乳中体细胞评分影响不显著(P＞0.05)。多重比较表明,KK和KA型测定日产奶量、305 d校正产奶量和乳蛋白量极显著高于AA型(P＜0.01),AA型乳脂率和乳蛋白率极显著高于KK和KA型(P＜0.01)。【结论】DGAT1基因K232A位点突变对中国荷斯坦牛泌乳性状有较大的遗传效应,可用于其泌乳性状的分子标记辅助选择。     

牛DGAT1基因K232A取代对3个品种奶牛群体部分经济性状的影响

利用单链构向多态性方法检测了牛DGAT1基因第8外元AA→GC碱基突变,分析了该突变在三河牛、中国荷斯坦奶牛和中国西门塔尔奶牛中等位基因的分布频率,以及该突变对这3个品种奶牛群体产奶量、乳脂和乳蛋白含量的影响,并分析了该突变在鲁西牛、晋南牛、秦川牛和南阳牛中等位基因分布频率。结果表明,编码赖氨酸的等位基因K在三河牛、中国荷斯坦牛和中国西门塔尔牛中的分布频率分别为0.17,0.33和0.04,在鲁西牛、晋南牛、秦川牛和南阳牛4个中国地方品种中的分布频率分别为0.72,0.39,0.46和0.83;K232A取代与三河牛的平均乳脂率相关(P=0.017),KK和KA基因型个体的平均乳脂率分别较AA基因型个体高0.80%和0.41%。