猪骨骼肌NDUFS7基因的克隆、染色体定位和表达谱分析

摘要：本研究用辐射杂种克隆板对猪的NDUFS7基因进行了染色体的物理定位，克隆了该基因的完整CDS序列，用相关软件进行了基因结构和功能的预测，并用半定量RT-PCR技术分析了NDUFS7基因在猪的11种组织以及在33天、65天、90天胚胎和成年猪的骨骼肌中的表达情况。分析结果首次将NDUFS7基因定位于猪的2号染色体２q21-q24， 与标记 SW395紧密连锁。该基因的CDS全长648bp，编码215个氨基酸，预测编码的产物具有一个高度保守的与能量生成有关的NouB结构域和３个酶的磷酸化位点。同时，RT-PCR结果显示，NDUFS7基因在猪的11种组织中均有表达，但表达量有差异；在不同发育阶段的骨骼肌中，65天和90天胚胎时的表达量较高，而33天胚胎和成年猪的表达量相对较低。     

IGF2荧光定量PCR方法建立及其在中外猪胚胎骨骼肌中的表达

胰岛素样生长因子2（IGF2）基因对骨骼肌的生长发育起着非常重要的调控作用。实验建立了猪IGF2基因的SYBR-Green荧光定量PCR方法,并利用此方法分析该基因在通城猪（脂肪型）和长白猪（瘦肉型）妊娠33、65和90d胚胎骨骼肌中的表达。结果表明,建立的SYBR-Green荧光定量方法可以有效地用于IGF2的表达分析。IGF2基因在两品种中都以妊娠65d时表达水平最高,呈波浪式表达模式。在所研究的3个胚胎时期,IGF2的表达在通城猪中均高于长白猪。     

猪MYL4基因的克隆及其在猪胚胎骨骼肌中的表达分析

克隆了猪(Sus scrota)MYL4基因的cDNA序列,并利用生物信息学方法进行验证.所得cDNA序列全长1105 bp,包含1个完整的开放阅读框,编码197个氨基酸.序列分析表明,该基因与已报道的狗(Canis lupus familiaris)、人(Homo sapiens)、黑猩猩(Pan troglodytes)和恒河猴(Macaca mulatta)等物种的MYL4基因高度同源,氨基酸序列同源性分别为98.4%、95.9%、95.4%和95.4%.该基因编码的蛋白具有EFH和FRQ1保守功能域.荧光定量分析该基因在猪胚胎骨骼肌(妊娠33、65和90d)中的表达,发现MYL4基因在通城猪和长白猪中呈波浪式表达模式,在妊娠第33天时中外猪品种间无显著差异,但在第65和90天时长白猪中显著高于通城猪.     

IGF2基因在通城猪和长白猪胚胎骨骼肌中的表达研究

IGF2基因对骨骼肌的生长发育起着非常重要的调控作用。为了研究IGF2对猪胚胎骨骼肌生长发育的调控,本文建立猪IGF2基因的SYBR-Green荧光定量PCR方法,并利用此方法分析该基因在通城猪（脂肪型）和长白猪（瘦肉型）妊娠33天、65天和90天胚胎骨骼肌中的表达规律。结果表明,建立的SYBR-Green荧光定量方法可以有效地用于IGF2的表达分析。IGF2基因在两品种中都以妊娠65天时表达水平最高,呈波浪式表达模式。有趣的是,在所研究的三个胚胎时期,IGF2的表达在通城猪中均高于长白猪,其原因值得深入研究。     

猪MYL4基因的克隆及其在猪胚胎骨骼肌中的差异表达分析

克隆了猪MYL4基因的cDNA序列,并利用生物信息学方法进行验证。所得cDNA序列全长1105bp,包含一个完整的开放阅读框,编码197个氨基酸。序列分析表明,该基因与已报道的狗、人、黑猩猩和恒河猴等物种的MYL4基因高度同源,氨基酸序列同源性分别为98.4%、95.9%、95.4%和95.4%。该基因编码的蛋白具有EFH和FRQ1保守功能域。荧光定量分析该基因在猪胚胎骨骼肌（妊娠33 、65 和90 天）中的表达规律,发现MYL4基因在通城猪和长白猪中呈波浪式表达模式,在妊娠第33 天时中外猪品种间无显著差异,但在65 和90 天时长白猪中显著高于通城猪。     

猪H1foo基因的克隆与真核表达载体的构建

卵特异性连接组蛋白(oocyte-specific linker histone H1,H1foo)是在哺乳动物卵母细胞与早期胚胎内特异表达的连接组蛋白,它在卵母细胞生长成熟、受精及胚胎发育中起关键性作用.本研究旨在克隆猪H1foo基因,并构建其真核表达载体.首先利用5'RACE和RT-PCR的方法获得猪H1foo基因的CDS区,并提交GenBank,登录号为HQ915640;然后将H1foo基因的CDS区连接到载体pMD19-T上,经酶切后定向克隆到表达载体pVenus上,从而构建pVenus-H1foo真核表达载体;用脂质体2000介导重组质粒pVenus-H1foo转染Hela细胞,荧光显微镜下观察、RT-PCR检测,确定重组质粒在Hela细胞内的表达和定位;最后通过体外转录试剂盒将H1foo-venus体外转录为mRNA,并显微注射至猪卵母细胞,荧光显微镜观察其表达和定位.序列分析表明猪Hlfoo基因CDS区全长1 041bp,编码346个氨基酸,蛋白分子量为36.45kD,在核苷酸水平上与牛、人和小鼠H1foo基因的相似度分别为75.7％、67.9％和54.3％;真核表达载体pVenus-H1foo转染后,能在He(l)a细胞中表达并可以准确的定位在细胞核;体外转录的H1foo-venusmRNA显微注射猪卵后其融合蛋白也能准确定位于细胞核.本研究克隆了猪H1foo基因并成功构建其真核表达载体;体外转录的H1foo-venusmRNA能在猪卵中正确表达和定位,为进一步研究H1foo在猪卵母细胞成熟以及核移植过程中的作用提供了基础资料.     

奶山羊短链脂肪酸受体基因(GPR43)编码区(CDS)的克隆及表达分析

GPR43是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)家族成员之一,在脂代谢中具有潜在的调控作用。本实验旨在克隆奶山羊(Capra hircus)短链脂肪酸受体基因GPR43编码区(coding sequence,CDS)并分析其组织表达谱。根据GenBank上已登录的牛(Bos taurus)GPR43基因(NM_001163784)序列设计引物,利用RT-PCR方法克隆奶山羊GPR43基因的编码区(coding sequence,CDS)(GenBank登录号:HM623658),测序结果分析表明,该基因CDS区长度为987 bp,共编码329个氨基酸。序列同源性分析表明,奶山羊GPR43的核苷酸和氨基酸序列与牛、人(Homo sapiens)、鼠(Mus musculus)的相似性较高,且与牛的相似性高达90%以上。蛋白结构预测发现,奶山羊GPR43蛋白具有7个跨膜螺旋,且C端存在较强的疏水区域,N端则表现出较强的亲水性。实时定量PCR分析表明,在干奶期奶山羊的10个组织中,GPR43基因在脾脏中表达量最高,小肠、肝脏、脂肪次之,肺脏、肌肉和肾脏表达相对最少,而乳腺中也有少量的表达,表明其具有明显的组织表达特异性。泌乳期奶山羊GPR43基因的表达显著高于干奶期,表明该基因在奶山羊泌乳组织中具有一定的调控作用。研究结果为进一步揭示GPR43在奶山羊乳腺组织的功能提供参考资料。     

绵羊诱导细胞凋亡的DFF45样效应因子c基因(CIDEC)克隆及其在持续饥饿条件下阿勒泰羊尾脂组织中的差异表达

诱导细胞凋亡的DFF45样效应因子c(cell death-inducing DFFA-like effector c,CIDEC)与脂肪分化密切相关,具有促进脂肪沉积的作用.本研究利用PCR技术克隆了绵羊(Ovis aries) CIDEC基因,并对其序列进行生物信息学分析;采用半定量RT-PCR方法检测了该基因在绵羊主要组织中的表达;同时利用实时荧光定量PCR技术检测了持续饥饿与充足采食状态下阿勒泰羊尾脂CIDEC的差异表达情况.研究结果表明,获得了绵羊CIDEC基因的cDNA序列(GenBank登录号:KM199684),其中编码区(coding sequences,CDS)全长714 bp,编码237个氨基酸.经预测CIDEC蛋白存在多个磷酸化位点和蛋白激酶C磷酸化位点.半定量RT-PCR结果显示,CIDEC仅在阿勒泰羊脂肪组织中表达,其中在尾脂中高丰度表达,而在肠系膜脂肪中表达丰度较低.经过持续4周的完全禁食后,CIDEC在阿勒泰羊尾脂组织中表达急剧下降,表达量极显著低于正常充足采食状态(P＜0.01).表明该基因在阿勒泰羊尾脂沉积过程中具有一定的调控作用.研究结果为进一步揭示CIDEC基因在绵羊尾脂组织中的功能提供了参考资料.     

猪心型脂肪酸结合蛋白基因的克隆及不同生长阶段表达的差异

从1,30,50,70和90kg左右的杜长大猪肌肉组织中提取基因组RNA,用RT-PCR扩增猪心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因,获得1条211bp的片段,以pGEM-T为载体,将该基因片段克隆到大肠杆菌(Escherichiacoli)DH5α中。从筛选到的阳性克隆中分离出脂肪酸结合蛋白基因,测定其序列。分析表明,该片段为脂肪酸结合蛋白基因cDNA的部分序列,与已报道的猪肌肉组织中的H-FABPcDNA部分序列同源性达到99%。以H-FABP基因片段的克隆为基础,构建了优化的半定量RT-PCR法,以18SrRNA为内标,研究不同生长阶段猪肌肉组织中H-FABP基因表达的差异。结果表明,从出生到50kg,猪H-FABP基因表达呈下降趋势;50～90kg阶段,H-FABP基因的表达又有所上升。     

水稻SUSIBA2-like基因的克隆与分析

采用RT-PCR技术克隆了水稻中淀粉去分支酶1(isoamylase1,ISA1)和SUSIBA2-like基因的cDNA序列,全长ORF分别编码了811个和572个氨基酸残基。生物信息学分析显示SUSIBA2-like与SUSIBA2氨基酸同源性为80.7%,同属于第1类WRKY转录因子家族,且三级结构相似,可能具有相同的功能。半定量RT-PCR分析表明,ISA1基因在灌浆期12d胚乳中的表达量达到了1个峰值,在叶、根、茎中不表达;SUSIBA2-like基因也在灌浆期12d胚乳中的表达量达到了1个峰值,在根中没有检测到表达,在叶、茎中有表达。     

猪小脂肪细胞因子1（SMAF1）基因cDNA的克隆及表达谱分析

采用比较基因组学和RT-PCR方法，根据人和小鼠SMAF1基因的保守序列，设计简并引物，克隆了猪SMAF1基因的cDNA序列。所克隆片断全长256bp（GeneBank登录号 DQ191892），包括一个编码了81个氨基酸的完整编码区，该序列与人和小鼠的SMAF1基因的相似性分别为86%和78％，预测的氨基酸序列与人、小鼠、大鼠和牛的相似性分别为81％、67％、70%和84%。猪SMAF1基因在脂肪组织中高丰度表达，在4月龄瘦肉型猪（大白猪）脂肪组织中的表达量显著低于脂肪型猪（梅山猪）（P＜0.05）。本研究结果表明，猪SMAF1基因可能具有和其它物种SMAF1基因相似的功能，推测其在脂肪细胞发生和/或脂肪细胞功能中具有重要的调控作用。     

Cloning of Heart-type Fatty Acid-binding Protein (H-FABP ) Gene of Swine and Difference of Its Expression at Different Stages

从1, 30, 50, 70和90 kg左右的杜长大猪肌肉组织中提取基因组RNA，用RT-PCR扩增猪心型脂肪酸结合蛋白(H-FABP）基因，获得1条211 bp的片段，以pGEM-T 为载体，将该基因片段克隆到大肠杆菌(Escherichia coli ) DH5α中。从筛选到的阳性克隆中分离出脂肪酸结合蛋白基因，测定其序列。分析表明,该片段为脂肪酸结合蛋白基因cDNA的部分序列，与已报道的猪肌肉组织中的H-FABP cDNA部分序列同源性达到99%。以H-FABP基因片段的克隆为基础，构建了优化的半定量RT-PCR法，以18S rRNA为内标，研究不同生长阶段猪肌肉组织中H-FABP基因表达的差异。结果表明，从出生到50 kg，猪H-FABP基因表达呈下降趋势；50～90 kg阶段, H-FABP基因的表达又有所上升。     

甘蓝型油菜沪油15中BnaRAV-2-HY15转录因子的克隆及表达分析

基于拟南芥RAV类转录因子的序列,通过电子克隆的方法获得甘蓝型油菜的BnaRAV-2基因序列,再利用RT-PCR方法从甘蓝型油菜沪油15中扩增出编码RAV类转录因子基因BnaRAV-2-HY15,并进行了序列和进化分析。结果显示,该转录因子基因长1119 bp,编码372个氨基酸,含有相对保守的AP2结合域和B3结构域,具有典型的植物RAV类转录因子的结构特征。BnaRAV-2-HY15 和AtRAV2具有相似的三维结构。采用半定量RT-PCR方法对基因表达水平进行分析,发现BnaRAV-2-HY15受到PEG、高盐和低温的诱导表达。BnaRAV-2-HY15基因在沪油15盛花和籽粒发育时期的根、茎、叶、花、蕾和荚中均检测不到明显的表达。     

猪脂蛋白脂酶基因片段的克隆及不同体重的表达差异

从杜长大母猪的肠系膜脂肪中提取基因组RNA，用RT-PCR扩增脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase LPL)基因，获得1条约689 bp的片段，以pGEM-T Easy vector 为载体，将该基因片断克隆到大肠杆菌(Escherichia coli )DH5α中。从筛选的阳性克隆中分离出LPL基因，测定其序列。分析表明，该片段为LPL cDNA的部分序列，编码229个氨基酸组成的多肽。研究得到的基因片段与报道的猪脂肪组织中LPL cDNA部分序列同源性达到98%，氨基酸序列同源性达到99.1％。以LPL基因片段的克隆为基础，构建了优化的半定量RT-PCR法，以β-actin 为内标，研究不同体重猪脂肪组织LPL基因表达的差异。结果发现，从刚出生到30 kg，LPL基因表达呈上升趋势，在30～50 kg，LPL基因表达呈下降趋势，50～90 kg，LPL基因表达又呈上升趋势。     

梅山猪、大白猪和梅大杂交猪背最长肌中差异表达的14个表达序列标签的分离、鉴定及组织表达分析

为了揭示猪杂种优势的分子机理,利用mRNA差异显示技术研究梅山猪,大白猪和梅大杂交猪背最长肌中基因表达的差异,分离14条在杂种与纯种背最长肌中差异表达的表达序列标签(EST),并用半定量RT-PCR鉴定.核苷酸序列分析表明,这14个EST与已知的基因或表达序列标签没有明显的同源性,随后这14条EST被提交到GenBank数据库.组织表达谱分析揭示了这些EST在心、脾、肝、肾、小肠、卵巢、肺等绝大多数组织中表达,说明这些基因对生命过程很重要.这些研究结果表明梅山×大白杂交组合的杂种与纯种之间的不同基因差异表达的方向存在巨大差异,猪杂种优势可能是在一定阶段有诸多不同的必不可少的基因向各种方向差异表达共同作用的结果.     

(英文)

为了揭示猪杂种优势的分子机理，利用mRNA差异显示技术研究梅山猪，大白猪和梅大杂交猪背最长肌中基因表达的差异, 分离14条在杂种与纯种背最长肌中差异表达的表达序列标签(EST), 并用半定量RT-PCR鉴定。核苷酸序列分析表明, 这14个EST与已知的基因或表达序列标签没有明显的同源性，随后这14条EST 被提交到GenBank数据库。组织表达谱分析揭示了这些EST在心、脾、 肝、肾 、 小肠、 卵巢、 肺等绝大多数组织中表达, 说明这些基因对生命过程很重要。这些研究结果表明梅山×大白杂交组合的杂种与纯种之间的不同基因差异表达的方向存在巨大差异，猪杂种优势可能是在一定阶段有诸多不同的必不可少的基因向各种方向差异表达共同作用的结果。     

猪骨髓抗菌肽 PMAP-37 基因片段的克隆及不同体重的表达差异

从杜长大母猪的股骨骨髓中提取基因组RNA，用RT-PCR 扩增抗菌肽PMAP-37 基因，获得1 条约282 bp 的片段，以pGEM-T Easy vector 为载体，将该基因片断克隆到大肠杆菌(Escherichia coli )DH5α 中。从筛选的阳性克隆中分离出PMAP-37 基因，测定其序列。分析表明，该片段为PMAP-37 cDNA 的部分序列，编码167 个氨基酸组成的多肽。研究得到的基因片段与报道的猪骨髓抗菌肽PMAP-37 cDNA 部分序列同源性达到98%。以PMAP-37 基因片段的克隆为基础，构建了优化的半定量RT-PCR 法，以18S rRNA 为内标，研究不同体重猪骨髓抗菌肽PMAP-37 基因表达的差异。结果发现，从刚出生到20 kg，PMAP-37 基因表达呈上升趋势，在20～40 kg，PMAP-37 基因表达呈下降趋势，40～60 kg，PMAP-37 基因表达又呈上升趋势，在60～90 kg，PMAP-37 基因表达呈下降趋势。