海南黄牛IGF2R基因单核苷酸多态性及其生物信息学分析

【目的】明确海南黄牛胰岛素样生长因子2受体基因（IGF2R）遗传多态性及其在海南黄牛群体中的遗传分布情况，为进一步揭示IGF2R基因对海南黄牛生长性状的调控机理提供理论依据，也为分子标记辅助选择提供新的候选位点。【方法】构建海南黄牛DNA混池，通过PCR扩增和测序技术对海南黄牛IGF2R基因编码区（CDS）进行基因多态性分析，并以Chromas序列比对筛选出错义突变SNP位点；应用PCR-RFLP对202头海南黄牛个体进行基因型鉴定，同时对筛选到的SNP位点进行连锁不平衡及单倍型分析，评估海南黄牛群体中各单倍型的分布情况；通过生物信息学方法分析各单倍型和SNP位点对海南黄牛IGF2R基因CDS区mRNA二级结构、蛋白理化性质及蛋白二级结构的影响。【结果】在海南黄牛IGF2R基因CDS区共检测到4个错义突变SNPs位点，分别为SNP1（g.63977A>G）、SNP2（g.63999T>C）、SNP3（g.69772G>A）和SNP4（g.94987A>C），其中SNP1、SNP2和SNP3位点间呈强连锁不平衡状态。4个SNPs位点在海南黄牛群体中均表现为中度多态性，且处于Hardy-Weinberg平衡状态（P>0.05）。海南黄牛群体中存在4种单倍型（F>0.01），分别是H1（ATG）、H2（GCA）、H3（ACA）和H4（GCG）；各单倍型及SNP4突变型对海南黄牛IGF2R基因CDS区mRNA二级结构及其最小自由能均有影响。海南黄牛IGF2R蛋白为亲水蛋白，存在跨膜结构和信号肽，其二级结构主要由无规则卷曲和延伸链构成，α-螺旋和β-转角的占比较小。【结论】在海南黄牛IGF2R基因CDS区共检测到4个错义突变SNPs位点，在海南黄牛群体中均表现为中度多态性，且处于Hardy-Weinberg平衡状态。海南黄牛IGF2R基因SNP位点突变对其mRNA二级结构及稳定性均会造成影响，致使IGF2R蛋白二级结构肽链构象发生改变，进而对海南黄牛生长性状的调控造成影响。     

贵州地方白羽鸡种MSTN基因SNP位点快速筛查及其蛋白功能预测

[目的]明确贵州地方白羽鸡种肌肉生长抑制素(MSTN)基因的多态性,筛选出改良白羽鸡肉质品质的分子遗传标记,为选择培育优良肉质鸡种提供参考依据.[方法]以兴义矮脚鸡白羽品系、罗曼蛋鸡及兴义矮脚鸡白羽品系与罗曼蛋鸡杂交的自交后代(F2)为研究对象,提取3个鸡种的血液基因组DNA构建DNA混合池,PCR扩增MSTN基因全部外显子序列,直接测序筛选SNP位点并进行生物信息学分析,探究SNP位点突变对MSTN基因mRNA二级结构及编码蛋白结构和功能的影响.[结果]在鸡MSTN基因第1外显子(Exon-1)筛查到6个SNPs位点,分别为G51A、A60G、G195C、A234G、C297T和C324T,且6个SNPs位点均为同义突变.在A234G位点处检测到兴义矮脚鸡白羽系和F2代存在多态性,但罗曼蛋鸡未发生变异;在C297T位点处检测到罗曼蛋鸡存在多态性,以C为优势等位基因,而兴义矮脚鸡白羽品系和F2代均未发生变异;G51A、G60A、G159C和C324T等4个SNPs位点在3个鸡种中均存在多态性.A234G位点突变对鸡MSTN基因mRNA二级结构稳定性无影响,G51A位点突变致使MSTN基因mRNA二级结构最小自由能降低但未改变其构象,A60G、G195C、C297T和C324T等4个SNPs位点突变均引起MSTN基因mRNA二级结构和最小自由能的改变.鸡MSTN基因编码蛋白为不稳定的脂溶性蛋白,存在信号肽,但不存在跨膜区域,其二级结构由无规则卷曲、β-折叠和α-螺旋组成,且以无规则卷曲占比最高.[结论]MSTN基因在贵州地方白羽鸡种中的多态性较丰富,其中A60G、G195C、C297T和C324T等4个SNPs位点突变会导致基因mRNA二级结构的构象发生改变,可作为改良白羽鸡肉质品质的分子遗传标记进一步研究.     

皖东牛CAPN1、CAST基因多态性与肉质性状相关性

选用135头体重(493±33)kg,年龄相近皖东育肥牛,颈静脉采血,利用DNA直接测序法测定CAPN1、CAST基因多态性;试验结束屠宰试验育肥牛,取肉样分析皖东牛肉质性状,分析肉质性状与基因多态性相关性。结果表明,皖东牛CAPN1基因存在AA型和BB型2种基因型,4个单核苷酸多态性位点(SNPs),其中内含子8的C429G和G437A位置各1个突变位点,内含子9的C572T位置1个突变位点,外显子9的G458C位置1个突变位点;CAPN1基因中度多态且极显著偏离Hardy-Weinberg平衡(P<0.01)。皖东牛CAST基因有CT基因型和CC基因型,5个SNPs位点,其中内含子8的A220G、A223G和G239A位置各1个突变位点,外显子9的C369T和G375A位置各1个突变位点;CAST基因中度多态并处于Hardy-Weinberg平衡(P>0.05)。BB基因型皖东牛肌肉剪切力肉质性状显著高于AA基因型(P<0.05),CT基因型皖东牛肌肉剪切力肉质性状显著高于CC基因型(P<0.05),基因型对其他肉质性状影响差异不显著(P>0.05)。CAPN1和CAST基因多态位点与肌肉嫩度密切相关,可作为皖东牛肉质性状提升候选基因。     

CXCR1基因编码区SNPs与荷斯坦牛泌乳性能和繁殖性状关联分析

研究旨在探索CXCR1(Chemokine(C-X-C motif)receptor 1)基因编码区SNPs与荷斯坦牛泌乳性状及部分繁殖性状间关系。用飞行时间质谱法检测865头荷斯坦牛CXCR1基因编码区c.642 AG、c.816 CA、c.980 AG和c.1068 GA 4个SNPs位点,同时收集采样牛2010年12月至2012年7月繁殖指标和2010年至2014年奶牛生产性能测定(Dairy herd improvement,DHI)记录。采用多因素方差分析法分析CXCR1基因CDS区SNPs基因型与测定日产奶量、乳脂率、乳蛋白率等泌乳性状和产犊间隔、产后首配泌乳天数、配种次数和妊娠泌乳天数关系。结果表明,CXCR1-642 AG和CXCR1-980 AG对乳中体细胞评分(Somatic cell score,SCS)影响显著(P0.05),c.642 AG、c.816 CA、c.980 AG和c.1068 GA对乳中乳脂率、蛋白率和总固体影响显著(P0.05)。CXCR1-980 AG和CXCR1-1068 GA位点AA型个体测定日产奶量显著高于AG和GG型(P0.05),但CXCR1-980 AG AA型乳蛋白率、SCS和总固体显著低于AG和GG型(P0.05)。CXCR1-816 CA位点对产犊间隔影响达显著水平(P=0.033),AC基因型个体产犊间隔显著低于AA型个体。而CXCR1-642 AG、CXCR1-980 AG和CXCR1-1068 GA位点对产犊间隔、产后首配泌乳天数、配种次数以及妊娠泌乳天数均无显著性关联(P0.05)。CXCR1-980 AG和CXCR1-1068 GA对荷斯坦牛产奶量和乳品质存在显著遗传效应,CXCR1 c.816 CA位点对产犊间隔影响显著。CXCR1基因CDS区SNP可作为提高产奶量和乳品质、缩短产犊间隔候选分子标记之一。     

家兔ANGPTL4基因多态性及其与生长性状的关联性分析

【目的】探究家兔血管生成素样蛋白4(angiopoietin-like protein 4,ANGPTL4)基因第6外显子内的多态性及其与家兔部分生长性状的关联性。【方法】采用PCR产物测序法检测家兔ANGPTL4基因外显子内的单核苷酸多态性(SNPs)位点,并应用PCRRFLP酶切分型技术对3个家兔品种(天府黑兔、伊拉兔和新西兰兔)共495个群体样本进行酶切分型,分析SNPs与3个家兔品种部分生长性状的关联性。【结果】ANGPTL4基因第6外显子中共检测发现3个遗传变异位点(c.823 GA为非同义突变,c.867 TC和c.975 TC均为同义突变),且完全处于连锁状态(r2≥0.75),由此选择c.823 GA位点作为遗传效应分析位点。关联性分析得出3个家兔群体内AG基因型和GG基因型与3个品种部分生长性状具有较高的遗传效应。【结论】ANPGTL4基因可以是与家兔生长发育相关的候选基因,以此为培育肉兔新品种提供辅助分子遗传选择依据。     

伊犁马MCT1基因多态性与速度性能的关联性分析

【目的】研究伊犁马MCT1基因多态性与速度性能的关联性,为专门化用途速度马的选种育种提供技术支撑。【方法】以50匹参加2 000 m速度赛的2岁伊犁马为研究对象,运用DNA直接测序法筛选伊犁马MCT1基因第2、3外显子的突变位点,分析其多态性位点以及与伊犁马2 000 m比赛成绩的关联性。【结果】在伊犁马MCT1基因第2外显子上发现一个SNP位点,在伊犁马MCT1基因第3外显子上没有发现突变位点,在g.52168582处,碱基T突变为碱基G,此突变位点为错义突变,该突变导致其编码氨基酸由苯丙氨酸变为亮氨酸,属于中度多态位点,处于Hardy-Weinberg平衡状态,共存在TT、TG、GG 3种基因型,TT基因平均速度高于GG和TG基因型平均速度,且TT基因型平均速度显著高于GG基因型平均速度(P<0.05)。【结论】在伊犁马MCT1基因第2外显子g.52168582T>G处TT基因型更有利于伊犁马2 000 m比赛速度。     

贵州白山羊和黔北麻羊TFAM 基因部分外显子多态性研究

利用黔北麻羊和贵州白山羊构建品种DNA池,设计1对引物分别扩增其TFAM基因第2外显子及第1内含子部分序列.PCR产物纯化后进行双向测序,DNAStar和BLAST分析确定多态性位点.利用生物信息学软件分析SNPs位点对TFAM基因RNA二级结构和TFAM蛋白二级、三级结构的影响.结果表明:在羊TFAM基因中筛选到5个SNPs:T 1005C、G1099C、A1130C、G1164C、T1287C,其中T1005C为同义突变,G1099C为错义突变,导致编码的甘氨酸(Gly)变为半胱氨酸(Cys);A1130C、G1164C、T1287C 3个突变位点均位于内含子区.SNPs位点对TFAM基因RNA二级结构和TFAM蛋白结构有一定影响.     

关岭黄牛ANGPTL4基因多态性与生长性状关联分析

为研究牛血管生成素样蛋白4(angiopoietin-like protein 4,ANGPTL4)在调节脂肪和能量代谢中的作用,采用DNA测序技术,对关岭黄牛92头个体ANGPTL4基因的多态性进行研究,分析多态性位点与关岭黄牛生长性状的相关性。结果表明,在扩增片段为752 bp的产物中,发现387 CT、418 CT、449 AT等3个突变位点,3个突变位点均处于哈代-温伯格不平衡状态(HWE)(P0.05),3个多态位点的多肽信息含量(PIC)均为中度多态。相关性检测结果表明,418 CT突变位点不同基因型关岭黄牛的体高、体斜长、胸围、腹围表现出差异极显著(P0.01),449AT突变位点不同基因型关岭黄牛的体高表现出差异显著(P0.05),胸围、腹围表现出差异极显著(P0.01)。     

绵羊UCP1基因碱基突变与其蛋白结构和功能

【目的】检测两个绵羊群体中解偶联蛋白1（uncoupling protein 1,UCP1）基因的单核苷酸多态性 （single nucleotide polymorphism,SNP）,预测和分析碱基改变对蛋白结构和功能的影响。【方法】利用PCR-SSCP结合测序的方法检测UCP1基因编码区的SNPs,用生物信息学方法分析UCP1蛋白的理化性质和结构。【结果】UCP1基因编码区存在4个SNPs,其中c.214G＞A（Val72Met）和c.273C＞T位于外显子2,c.624C＞T和c.757G＞A（Ala253Thr）位于外显子5。进一步分析导致氨基酸改变的c.214G＞A和c.757 G＞A突变发现,此两个突变只对UCP1蛋白的理化性质和转录因子结合位点有细微改变,未引起UCP1蛋白空间构象的变化,对蛋白表达的影响不大。【结论】基于对人类中两个与肥胖相关的外显子突变型蛋白结构的比较说明,UCP1蛋白结构的改变可能影响其功能。     

秦川牛 MYH8基因多态性及其与生长性状的关联分析

为研究秦川牛MYH8基因的多态性及其与秦川牛生长性状的关联性,选取163头健康的30月±2月龄秦川牛,采用DNA测序技术发现MYH8基因外显子上的SNP位点,并以PCR-RFLP技术分析秦川牛群MYH8基因型,研究其遗传多样性,再通过SPSS 19.0软件分析SNP位点与秦川牛体尺性状和胴体性状的关联性。研究结果表明,在MYH8基因第33外显子上存在3个SNP位点,分别在基因序列26 064、26 094和26 100bp 3处,且26 064bp处(TC)为同义突变,26 094bp处(TC)为错义突变,26 100bp处(CG)为错义突变。关联分析显示,C26100G突变发生在体斜长指标,表现为GG基因型个体的群体均值显著高于GC、CC基因型个体(P0.05);而其他突变中不存在显著性差异。某些基因型(T26064C突变处TC基因型和T26094C突变处CT基因型)可能为优势基因型,但还需通过更多个体验证。说明:MYH8基因对秦川肉牛生长性状存在一定影响。     

黄牛Gli3基因第10外显子多态性及其与生长性状相关性

利用PCR-SSCP和DNA测序技术研究708头黄牛Gli3基因第10外显子的多态性,发现此外显子存在SSCP多态。对不同SSCP带型的对应片段进行测序分析,共发现2个新的SNP多态位点(NW_001494928:g.205649TC,205754AC),这2个SNP完全连锁。南阳牛不同基因型与生长发育性状的相关性分析显示,CC基因型个体的24月龄平均日增体质量指标显著大于TT基因型个体(P0.05),其余各项指标基因型间差异不显著(P0.05)。因此,该位点有可能作为南阳牛生长性状辅助选择的标记之一。秦川牛和郏县红牛群体中没有发现与该基因座多态显著相关的性状。     

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。     

小麦TaPAT1-2D基因的克隆与表达分析

GRAS(GIBBERELLIN-INSENSITIVE, repressor of ga1-3 and SCARECROW)基因家族作为重要的植物转录因子在调控植物生长发育、抵抗逆境胁迫的各种信号转导途径中发挥重要作用。为进一步挖掘该家族小麦抗赤霉病相关基因,从禾谷镰刀菌诱导的小麦转录组测序数据筛选出差异表达基因TaPAT1-2D(TraesCS2D02G198200.1),克隆该基因的全长序列,并对其进行生物信息学和表达模式分析,以及亚细胞定位和酵母转录激活活性研究。生物信息学分析结果表明：TaPAT1-2D序列全长1 668 bp,编码555个氨基酸,分子量约为61.34 ku; TaPAT1-2D蛋白含有典型GRAS功能结构域,在进化关系上与水稻OsCIGR2(LOC＿Os07g39470.1)关系较近;TaPAT1-2D启动子区包含茉莉酸甲酯、脱落酸、生长素等植物激素响应元件与光应答元件等。实时荧光定量PCR结果显示,接种禾谷镰刀菌孢子液72 h后,TaPAT1-2D基因在4个不同赤霉病抗性小麦品种中的相对表达水平明显上调,表明该基因参与赤霉病的响应过程。农杆菌介导的烟草中瞬...     

牛BBOX1基因3'UTR变异体的克隆及其多态性分析

为鉴定牛BBOX1基因选择性多聚腺苷酸化的不同变异体及其3'UTR的多态性,采用3'RACE的方法检测出BBOX1基因3个不同3'UTR全长的APA变异体,短APA变异体3'UTR长度为229 bp,长APA变异体3'UTR长度分别为664 bp和678 bp。利用SSCP与测序相结合的方法,在BBOX1基因的3'UTR中检测到10个多态性,其中7个为SNP,分别为c.12TC、c.100AG、c.241TC、c.480TC、c.557TC、c.606TC和c.650TC;3个为插入或缺失突变,分别为c.28_29ins C、c.434_435del GT和c.512_513ins TGC。SNP c.650TC定位在Poly(A)加尾信号PAS3中,使加尾信号序列AAUAAA突变成AACAAA,导致3'UTR长度为678 bp的变异体出现。     

BULKED SEGREGANT RNA SEQUENCING (BSR-SEQ) IDENTIFIES A NOVEL ALLELE ASSOCIATED WITH WEEPING TRAITS IN PRUNUS MUME

• Five QTLs associated with weeping traits on chromosome 7 were identified by BSR-seq. • The novel allele PmUGT72B3 has a synonymous transition of T⁶⁶ (upright) to C (weeping) in the coding sequence and a 470-bp deletion in the promoter region. • PmUGT72B3 was associated with hormone and lignin regulation by WGCNA. Weeping species are used both as ornamental plants and for breeding dwarf plant types. However, exploration of casual genes controlling weeping traits is rather limited. Here, we identified individuals with contrasting phenotypes from an F₁ bi-parental mapping population of Prunus mume which was developed from a cross between the upright cultivar ‘Liuban’ and the weeping cultivar ‘Fentai Chuizhi’. Bulked segregant RNA sequencing was used and five QTLs on Chromosome 7 were identified. The Pm024074 (PmUGT72B3) allele, belonging to the UDP-glycosyltransferase superfamily containing the coniferyl-alcohol glucosyltransferase domain, was identified in a genomic region overlapping with a previously identified QTL, and had a synonymous transition of T⁶⁶ (upright) to C (weeping) in the coding sequence and a 470-bp deletion in the promoter region. Pm024074 had exceptionally high expression in buds and stems of weeping P. mume. Weighted correlation network analysis indicates that genes neighboring Pm024074 were significantly associated with plant architecture. In addition, a reliable single nucleotide polymorphism marker was developed based on the variation in the Pm024074 gene, providing precise marker-assisted breeding for weeping traits. This study provides insights into the genetic mechanism governing the weeping trait in P. mume, and indicates potential applications for the manipulation of tree architecture.     

伊犁马LPL基因多态性及其与肉质性状关联性分析

【目的】研究伊犁马脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)基因多态性及其对肉质性状的影响,为专门化肉用马选种提供技术支撑。【方法】以41匹成年伊犁马为研究对象,采集颈静脉血液样本及其三角肌、背阔肌、臂三头肌、腹外斜肌和臀中肌5个部位肌肉样本,提取伊犁马DNA样本并测定肉质性状,利用PCR测序法筛选LPL基因突变位点并进行多态性分析,结合伊犁马肉质性状数据与LPL基因多态性进行关联性分析。【结果】所选马匹中共检测出2个突变位点(g.715T>C和g.12074C>A),均为内含子突变,2个位点均只检测出2种基因型,为低度多态位点。g.715T>C位点TT基因型马匹背阔肌和臀中肌失水率显著高于TC基因型马匹(P<0.05),背阔肌剪切力极显著大于TC基因型马匹(P<0.01),腹外斜肌剪切力极显著小于TC基因型马匹(P<0.05),三角肌和臀中肌剪切力显著大于TC基因型马匹(P<0.05);g.12074C>A突变位点CC基因型马匹臂三头肌和臀中肌失水率极显著低于CA基因型马匹(P<0.01),背阔肌和腹外斜肌失水率显著低于CA基因型马匹(P<0.05),臂三头肌熟肉率极显著高于CA基因型马匹(P<0.01),三角肌和腹外斜肌熟肉率与CA基因型马匹呈显著差异(P<0.05),臂三头肌和腹外斜肌剪切力极显著高于CA基因型马匹(P<0.01)。【结论】LPL基因g.715T>C和g.12074C>A位点是影响伊犁马肉质性状的潜在位点。