鸡肉质性状主要相关基因的研究进展

鸡肉品质是近年鸡遗传育种学家与营养学家研究的热点和难点。而利用候选基因策略寻找影响肉质性状的主效基因,应用于鸡的肉质改良,从遗传学的角度是可行的。本文综述了与鸡肉品质有关的基因:过氧化物酶体增殖物激活受体基因(PPAR)、解偶联蛋白基因(UCP)、脂蛋白脂酶(LPL)、黑色素皮质素受体(MCR)和脂肪酸结合蛋白(FABP)的研究进展。     

猪LPL基因部分序列的克隆及多态性分析

脂蛋白脂酶是一种多功能蛋白,其主要作用是催化乳糜微粒和极低密度脂肪酸的甘油三酯水解.是影响脂肪沉积的关键酶之一.对猪LPL基因部分序列进行克隆测序,并利用PCR-SSCP方法对其进行分子扫描,寻找多态位点,分析不同基因型在不同猪种间的分布规律.χ2独立性检验表明,野猪、民猪、大白猪、长白猪、杜洛克之间不同基因型的分布差异极其显著(P＜0.01).     

黑羽番鸭LPL基因克隆及在肌肉发育中的表达规律

脂蛋白脂酶(LPL)是水解甘油三酯的关键性酶,可以为细胞提供游离的甘油三酯,并作用于脂蛋白循环,与机体的脂质代谢有密切关系。本研究利用同源克隆策略克隆黑羽番鸭LPL基因,并采用实时荧光定量PCR技术分析其在肌肉组织发育过程中mRNA表达规律。结果表明,黑羽番鸭LPL基因cDNA序列长度为1515 bp,包括了1485 bp的编码区,编码494个氨基酸。与禽类LPL基因核苷酸和氨基酸序列同源性均在90%以上,与人和哺乳动物同源性在70%~75%之间。实时荧光定量PCR检测结果显示,LPL基因在第2周龄胸肌中mRNA表达量较低,然后开始上升,达到最大值再出现下降并保持在一定水平上;公鸭腿肌表达规律和公鸭一致,但是母鸭腿肌表达量呈波浪状。     

瓦氏黄颡鱼肝脂酶基因cDNA序列的克隆与序列分析

利用RT-PCR方法克隆瓦氏黄颡鱼(Pelteobagrus vachelli)肝脂酶cDNA序列片段,并对其基因结构和系统进化关系进行分析.瓦氏黄颡鱼肝脂酶cDNA片段长1065 bp,编码353个氨基酸.肝脂酶氨基酸序列同源性分析结果表明,瓦氏黄颡鱼与其他鱼类的同源性为62%-100%.瓦氏黄颡鱼肝脂酶氨基酸残基包含糖基化位点、催化位点、催化中心三联体位点、脂质结合位点和多肽"盖"等主要结构区域.系统进化树分析表明,瓦氏黄颡鱼肝脂酶与草鱼、鳙、斑马鱼肝脂酶聚为一支.因此,瓦氏黄颡鱼的肝脂酶在鱼类进化中较为保守.     

条斑紫菜抗坏血酸过氧化酶基因的克隆及生物信息学分析

结合电子克隆及RT-PCR技术获得条斑紫菜(Porphyrayezoensis)过氧化物酶基因。该基因cDNA序列长847 bp,包含编码245个氨基酸的开放阅读框。生物信息学分析结果显示,该基因编码蛋白无信号肽序列,与高等植物拟南芥的细胞质抗坏血酸过氧化物酶蛋白序列同源性较高,在细胞质中行使功能。此外,该基因的进化历程基本符合植物从低等到高等的进化过程。     

水牛α-清蛋白基因3’端调控区的PCR克隆及序列分析

对水牛α-乳清蛋白基因的3’端调控区进行了PCR扩增及重组质粒的酶切鉴定,比较了水牛和牦牛该基因的核苷酸序列同源性。序列分析结果表明：水牛α-乳清蛋白基因3’端序列与牦牛该基因在641bp的序列中存在34bp的差异,同源性为94．69％。     

牛脂联素cDNA全基因序列的克隆

[目的]体外克隆牛脂联素基因的编码全序列。[方法]以成牛尾部脂肪的总RNA为模板,通过RT-PCR扩增获得牛脂联素基因cDNA的全序列,将其克隆到原核表达载体PMD18-T中,筛选出阳性克隆,提取重组质粒,通过限制性内切酶酶切鉴定和重组质粒PCR鉴定后对其进行测序。[结果]从牛尾部脂肪组织总RNA中扩增得到671bp的目的条带,该cDNA序列与GenBank中牛脂联素基因序列同源性为100％,其氨基酸同源性也达到100％,确定为目的基因。[结论]该研究为进一步研究牛脂联素基因的功能和研究牛脂联素基因的表达与育肥牛的脂肪代谢的关系提供了试验基础。     

民猪LPL基因真核表达载体的构建

为了进一步分析脂蛋白脂酶(Lipoprotein lipase,LPL)基因的生物学功能。采用克隆测序的方法获得了民猪LPL基因的完整CDS序列,将其克隆到pMD-18T载体上,将测序验证正确的基因序列插入到pcDNA3.1(+)质粒载体中,构建了pcDNA-LPL真核表达载体。结果表明,所得序列与GenBank中登录的猪LPL基因同源性为99.30%,说明LPL基因的真核载体构建成功。该研究为在细胞水平上研究LPL的表达和功能奠定了试验基础,为进一步分析LPL基因功能提供了理论依据。     

名词解释

油、脂和类脂我们通常所说的油脂实际上可以分为两大类——真脂与类脂。真脂即各种高级脂肪酸的甘油酯;类脂包括磷脂、固醇脂和腊。在普通温度下成液态的真脂叫油,成固态或半固态的叫脂(如猪油、牛油等)。他们常以细滴分散在细胞质中。类脂可与蛋白质结合成脂蛋白,这些脂蛋白就是酶。     

水牛α-清蛋白基因3′端调控区的PCR克隆及序列分析

对水牛α-乳清蛋白基因的3′端调控区进行了PCR扩增及重组质粒的酶切鉴定,比较了水牛和牦牛该基因的核苷酸序列同源性.序列分析结果表明:水牛α-乳清蛋白基因3′端序列与牦牛该基因在641 bp的序列中存在34 bp的差异,同源性为94.69%.     

关岭牛FABP3和FABP4基因的分子特征及其组织表达分析

【目的】探究关岭牛心脏型脂肪酸结合蛋白 （FABP3）和脂肪型脂肪酸结合蛋白 （FABP4）基因的分子特征及其在不同年龄段和不同组织中的表达差异,为揭示牛FABP3和FABP4基因对脂肪酸的调控作用机制提供理论依据。【方法】通过RT-PCR扩增关岭牛FABP3和FABP4基因蛋白编码区（CDS）序列,采用ProtScale、 ProtParam、 SOPMA、SWISS-MODEL、 TMHMM-2.0、 SignalP-5.0及NetPhos-3.1等在线软件进行生物信息学分析,同时以实时荧光定量PCR检测FABP3和FABP4基因在3日龄关岭犊牛、 24月龄关岭牛 （成年）及24月龄杂交牛 （关岭牛×利木赞牛）各组织中的表达情况。【结果】关岭牛FABP3、 FABP4基因CDS序列全长分别为402和399 bp,对应编码133和132个氨基酸残基,其蛋白二、三级结构以无规则卷曲和延伸链为主,均无跨膜结构域和信号肽,且为稳定的亲水性蛋白。关岭牛FABP3、FABP4氨基酸序列分别存在26和21个磷酸化位点,其中又以苏氨酸磷酸化位点为主;关岭牛FABP3和FABP4蛋白与FABP1、 FABP6、过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）、脂蛋白脂肪酶（LPL）及激素敏感脂肪酶（LIPE）等存在互作关系。基于FABP3和FABP4氨基酸序列相似性构建的系统发育进化树均显示,关岭牛与牦牛的亲缘关系最近,其次是绵羊,与鸡和斑马鱼的亲缘关系较远。FABP3和FABP4基因在关岭牛和杂交牛各组织中均有不同程度的表达,其中, FABP3基因以在心脏中的相对表达量最高,且在成年牛中的相对表达量极显著高于犊牛和杂交牛（P<0.01,下同）; FABP4基因以在脂肪中的相对表达最高,且在犊牛中的相对表达量极显著高于成年牛。【结论】关岭牛FABP3和FABP4基因具有较高的遗传保守性,且以在心脏和脂肪中的表达水平较高,与脂肪酸代谢密切相关。     

鹅LPL基因外显子4、5、6克隆及序列分析

为揭示鹅脂蛋白脂酶(LPL)脂质和肝素结合区域的特性,对鹅LPL基因外显子4~6进行了克隆和序列分析。以皖西白鹅血清总DNA为模板,设计引物对鹅LPL基因的第4~6外显子区域进行扩增和测序,分析鹅与其他物种之间该区域的DNA序列同源性、密码子非随机应用以及相应氨基酸残基区域的亲水性。结果表明,鹅LPL基因外显子4~6的片段大小分别为112、234和243 bp,其序列与鸡LPL基因相应序列的同源性达到91.9%,与人、羊、牛、猪等哺乳动物的同源性为74%~77%;鹅与鸡密码子非随机应用的相似系数为0.839,与猪和鼠的相似系数为0.580~0.650;LPL中由外显子4~6编码的氨基酸残基有4个区域具有较大的表面概率,分别位于残基145~148、残基187~190、残基255~257和残基293~299区域,表面概率分别1.62~4.29、2.06~3.01、2.75~4.46和3.03~6.01,这些区域伴随有较强的亲水性。     

广西三黄鸡脂蛋白脂酶基因的克隆及蛋白构象分析

【目的】对广西三黄鸡和爱拔益加（AA）鸡的脂蛋白脂酶基因（LPL）进行克隆与蛋白质结构分析,为后期开展LPL基因表达与鸡肌内脂肪含量相关性研究及筛选出与优质肉质相关的分子遗传标记奠定基础。【方法】根据GenBank已公布的鸡“也基因序列设计引物,利用RT-PCR扩增广西三黄鸡和AA鸡的LPL基因cDNA序列,经双酶切鉴定和序列测定比对分析后,应用生物软件进行蛋白质二级结构预测分析。【结果】成功获得广西三黄鸡和AA鸡的LPL基因编码区序列（CDs）,大小均为1473bp,两者的同源性为99．4％;将广西三黄鸡LPL基因序列提交至GenBank获得序列号JX090309。相对于AA鸡,广西三黄鸡LPL基因CDs存在9个位点的碱基突变,其中碱基^503T→C导致氨基酸^168Val→Ala,^606T→G导致^202Asp→Glu,^1066A→G导致^366Thr→Ala,^1277C→T导致^426Ser→Phe,^1420A→G导致^474Arp→Gly,^1432G→A导致^202Glu→Lys,这6个位点为错义突变;第166、372和1305位点的碱基突变为同义突变。蛋白质二级结构预测结果表明,广西三黄鸡与AA鸡LPL的C端结构域存在空间构象差异。【结论】LPL基因突变引起的氨基酸组成变化及蛋白质二级构象改变,可能影响鸡肌内脂肪沉积,进而决定肉质的优劣,即LPL基因可作为研究广西三黄鸡肌内脂肪代谢的主要候选基因。     

广西三黄鸡脂蛋白脂酶基因的克隆及蛋白构象分析

【目的】对广西三黄鸡和爱拔益加（AA）鸡的脂蛋白脂酶基因（LPL）进行克隆与蛋白质结构分析,为后期开展LPL基因表达与鸡肌内脂肪含量相关性研究及筛选出与优质肉质相关的分子遗传标记奠定基础。【方法】根据GenBank已公布的鸡LPL基因序列设计引物,利用RT-PCR扩增广西三黄鸡和AA鸡的LPL基因cDNA序列,经双酶切鉴定和序列测定比对分析后,应用生物软件进行蛋白质二级结构预测分析。【结果】成功获得广西三黄鸡和AA鸡的LPL基因编码区序列（CDs）,大小均为1473 bp,两者的同源性为99.4%;将广西三黄鸡LPL基因序列提交至GenBank获得序列号JX090309。相对于AA鸡,广西三黄鸡LPL基因CDs存在9个位点的碱基突变,其中碱基503T→C导致氨基酸168Val→Ala,606T→G导致202Asp→Glu,1066A→G导致356Thr→Ala,1277C→T导致426Ser→Phe,1420A→G导致474Arp→Gly,1432G→A导致202Glu→Lys,这6个位点为错义突变;第166、372和1305位点的碱基突变为同义突变。蛋白质二级结构预测结果表明,广西三黄鸡与AA鸡LPL的C端结构域存在空间构象差异。【结论】LPL基因突变引起的氨基酸组成变化及蛋白质二级构象改变,可能影响鸡肌内脂肪沉积,进而决定肉质的优劣,即LPL基因可作为研究广西三黄鸡肌内脂肪代谢的主要候选基因。     

秦川牛FABP4基因重组腺病毒载体的构建与鉴定

【目的】旨在通过构建秦川牛FABP4基因的重组腺病毒载体,为在细胞水平研究FABP4基因的功能和作用机制做准备。【方法】根据GenBank收录的牛FABP4基因mRNA序列设计引物,PCR扩增并克隆测序。将目的基因连接到穿梭载体pAdTrack-CMV上并用PmeⅠ线性化后,转化含有腺病毒骨架载体pAdEasy-1的E. coli BJ5183感受态细胞进行同源重组,得到重组质粒pAd-FABP4,并用PacⅠ酶切鉴定。将经过PacⅠ线性化的pAd-FABP4转染HEK 293A细胞进行病毒包装和扩增,TCID50法测定病毒滴度。【结果】经测序鉴定本次克隆的FABP4 序列与GenBank收录的一致。 酶切鉴定、绿色荧光观察、PCR及测序检测均证明,重组腺病毒载体构建成功并获得重组腺病毒AD-FABP4,病毒滴度为1.58×109 PFU•mL-1。【结论】成功构建了秦川牛FABP4基因重组腺病毒载体并获得高滴度的重组腺病毒。     

树鼩脂蛋白脂肪酶的cDNA克隆、组织分布及活性测定

目的了解不易感动脉粥样硬化动物树鼠句的脂蛋白脂肪酶的结构和活性特点,并与其它种属比较,探讨脂蛋白脂肪酶在树鼠句独特脂代谢中的作用。方法以树鼠句脂肪细胞mRNA反转录获得的cDNA一链为模板,应用SMART-RACE技术获得树鼠句脂蛋白脂肪酶的cDNA序列并推导出其氨基酸序列;实时定量PCR方法检测树鼠句脂蛋白脂肪酶mRNA在各组织中的分布;真核表达树鼠句和人脂蛋白脂肪酶蛋白,放射性同位素法测定二者的活性并比较。结果树鼠句脂蛋白脂肪酶cDNA序列全长为3293bp,其中编码区1437bp,编码20个氨基酸的信号肽和458个氨基酸的成熟蛋白,该成熟蛋白N-端比人脂蛋白脂肪酶多10个氨基酸。树鼠句脂蛋白脂肪酶与其它哺乳类动物的氨基酸序列同源性大于90%,功能域高度保守。树鼠句脂蛋白脂肪酶的组织表达谱比较广泛,在心肌和脂肪组织中大量表达,但在骨骼肌中未检测到,却在肝脏中有中低水平表达,与人脂蛋白脂肪酶在这两种组织中的表达相反。活性测定结果显示,树鼠句脂蛋白脂肪酶活性显著高于人(7.67倍),这与测定的树鼠句血浆低甘油三酯水平相符。结论树鼠句的高活性脂蛋白脂肪酶可能是其血浆低水平甘油三酯的主要原因。     

藏绵羊脂蛋白脂酶基因克隆及序列分析

[目的]为深入研究藏绵羊肉用性能的遗传调控与营养代谢关系。[方法]利用RT-PCR和T-A克隆技术获得了藏绵羊LPL基因,并对其进行生物信息学分析。[结果]藏绵羊LPL编码基因全长1437 bp,编码478个氨基酸。将藏绵羊LPL基因及氨基酸序列分别与GenBank中公布的11种动物进行序列一致率比对,发现藏绵羊与所选动物的LPL基因序列一致率在84.6%～99.6%,LPL氨基酸序列一致率在88.8%～99.0%。藏绵羊与普通绵羊LPL基因存在6个位点核苷酸差异,其中有一个核苷酸位点的差异没有引起相应氨基酸的改变,其余5个位点核苷酸的不同都引起了氨基酸的差异。[结论]该研究可为了解LPL基因的演化关系及作用机理提供资料。     

FABP4转基因牛的分子生物学鉴定

【目的】对前期获得的3头转基因牛进行分子生物学评价,包括转基因阳性鉴定、基因及蛋白表达水平的检测,旨在进一步为转基因牛的安全评价提供一些科学依据。【方法】根据GenBank上公布的牛FABP4基因（GenBank登录号：NM_174314）mRNA序列,利用兼并密码子对现有FABP4基因进行突变,并构建了pEGFP-C1-FABP4真核表达载体、通过细胞转染、体细胞核移植、胚胎移植技术获得3头转基因牛;分别采集了1号转基因牛不同组织样,2、3号转基因牛与野生型个体8、10、12、14月龄的血液样本,利用RT-PCR技术对所获转基因个体的阳性与否进行了鉴定;同时利用荧光定量PCR技术检测了1号转基因牛不同组织中外源性FABP4基因的表达情况,并分析了2、3号转基因牛在8-14月龄之间,外源性FABP4基因、内源性FABP4基因的变化趋势,并通过叠加转基因牛外源与内源性FABP4基因的表达量,分析了转基因牛和非转基因牛FABP4基因的整体表达水平差异;通过Western blotting技术分析了3头转基因牛外源性FABP4基因的蛋白表达水平。【结果】①对所获得的3头转基因牛RT-PCR检测发现,3头转基因个体各样本均在205 bp处产生条带,而妊娠母牛及阴性对照在205 bp处均未有条带出现,初步表明3头转基因牛均为转基因阳性。②实时定量PCR检测表明,1号转基因牛的外源性FABP4基因在多数组织均有较高表达,其中脂肪组织表达量最高、肾脏和背最长肌次之,肺部的相对表达量极低。3号转基因牛外源性FABP4基因的表达水平高于2号转基因牛,且2、3号转基因牛外源性FABP4基因的表达水平随月龄变化均呈现先上升后下降趋势;在内源性FABP4基因表达水平检测中发现,外源性FABP4基因的转入抑制了转基因牛体内内源性FABP4基因的表达,且随月龄变化转基因牛体内内源性FABP4基因表达水平均呈现上升趋势;野生型牛内源性FABP4基因的表达水平随着月龄变化逐步下降,而转基因牛体内内源性FABP4基因的表达量均低于野生型牛;通过对2、3号转基因牛外源与内源性FABP4基因相对表达量的叠加分析发现,转基因牛FABP4基因整体表达量较野生型大幅升高。③蛋白表达检测结果与mRNA检测结果基本一致,外源性FABP4基因在1号转基因牛除肺部外的各个组织均检测到外源FABP4基因的蛋白表达,其中背最长肌表达量最高;3号转基因牛蛋白表达水平高于2号转基因牛。【结论】获得的3头牛均为FABP4阳性转基因牛,且外源性FABP4基因在体内能够正常表达,转基因牛FABP4表达量较野生型大幅升高,同时外源性FABP4基因的转入抑制了内源性FABP4基因的表达。     

猪FABP1和FABP2基因的分子特征及组织表达分析

【目的】明确脂肪酸结合蛋白(FABPs)对香苏杂交猪脂肪沉积的影响,为后续进一步探究猪脂肪细胞内FABP1和FABP2基因对脂肪酸代谢的调控作用打下基础。【方法】采集香苏杂交猪和柯乐猪的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠、背最长肌及脂肪等组织样品提取总RNA,利用PCR克隆香苏杂交猪FABP1和FABP2基因编码区(CDS)序列,通过ProtParam、ProtScale、SOPMA、SWISS-MODEL、PSORT Ⅱ Preadict及SignalP-5.0等在线软件进行生物信息学分析,并采用实时荧光定量PCR检测FABP1和FABP2基因在香苏杂交猪和柯乐猪各组织中的表达情况。【结果】香苏杂交猪FABP1和FABP2基因CDS序列分别为384和399 bp,分别编码127和132个氨基酸残基,对应的编码蛋白相对分子量为14107.23和15217.34 Da,均为亲水性蛋白;其二、三级结构均以β-折叠和无规则卷曲为主,无信号肽剪切位点,主要定位于细胞质。香苏杂交猪FABP1和FABP2氨基酸序列表现为与人类、牛、山羊的FABP1和FABP2氨基酸序列高度同源,对应的相似性均在80.0%以上,除斑马鱼外,与其他参考物种的相似性也在74.0%以上,故推测FABP1和FABP2基因序列的保守性较高;STRING预测结果显示,与这2个蛋白可能互作的蛋白有FABP5、FABP7、过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、猪载脂蛋白A4(APOA4)、APOA1及脂酰辅酶A氧化酶1(ACOX1)等。FABP1和FABP2基因在香苏杂交猪和柯乐猪的各组织中均有表达,且以在肝脏、小肠和脂肪中的相对表达量较高,而背最长肌中的相对表达量最低;此外,FABP1和FABP2基因在香苏杂交猪肝脏和小肠中的相对表达量极显著高于其在柯乐猪对应组织中的相对表达量(P<0.01)。【结论】FABP1和FABP2基因在猪的各组织中均有表达,且以在甘油三酯和脂肪酸合成代谢的相关组织(肝脏、小肠和脂肪)中特异性高表达,可能对脂肪的合成代谢起重要调控作用。