鸡脂蛋白酯酶基因启动子的克隆及活性分析

本文旨在研究鸡脂蛋白酯酶基因(lipoprotein lipase,LPL)启动子的结构和启动子活性。采用PCR方法扩增了鸡LPL基因5′侧翼区2kb的DNA片段,对其进行克隆、测序及序列分析后,构建了其全长及系列截断突变的报告基因表达载体,瞬时转染鸡胚成纤维细胞(DF-1),用双荧光素酶报告系统测定了荧光素酶活性。生物信息学分析发现,鸡LPL基因启动子区存在Oct-1、GCbox、CCAAT、GATA、AP1等调控元件,在启动子-575～+137bp区域内存在一个CpG岛。报告基因分析表明,鸡LPL基因的启动子-359～+163bp区域就具有启动子活性,启动子-601～+163bp区域具有最强的启动子活性。结果显示,鸡LPL基因受多种转录因子和上游序列的调控,本研究为深入研究鸡LPL基因的表达调控机制奠定了基础。     

"兰箭3号"春箭筈豌豆叶绿体全基因组草图及特征分析

箭筈豌豆(Vicia sativa)是自花授粉的二倍体一年生豆科牧草,可为我国高海拔地区的反刍动物提供优质蛋白粗饲料。以"兰箭3号"春箭筈豌豆为研究对象,采用DNase I法纯化叶绿体,利用第二代高通量测序平台Illumina Hiseq2000进行测序,并对"兰箭3号"叶绿体全基因组序列的结构特征进行分析。结果表明,"兰箭3号"叶绿体基因组仅包括一个单拷贝的反向重复序列,其叶绿体全基因组大小为121 883bp,共编码了109个基因,包括4个核糖体RNA(rRNA)基因,29个转运RNA(tRNA)基因,75个蛋白质编码基因和1个假基因。"兰箭3号"在叶绿体基因组结构、基因种类、排列顺序上与其它豆科植物基本一致。其叶绿体全基因组序列已在GenBank注册,序列号为KU053796。"兰箭3号"叶绿体全基因组测序的成功为叶绿体分子生物学研究奠定了基础,并可有效地促进箭筈豌豆遗传育种和分子进化研究。     

1株基因Ⅶ型新城疫病毒的生物学特性研究及全基因组序列分析

为研究当前流行的新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)基因型、致病性及其与传统新城疫病毒疫苗株(La Sota等)的核苷酸差异,试验从某发病鸡场病死鸡体内分离到1株疑似NDV毒株,经红细胞凝集试验(HA)和红细胞凝集抑制试验(HI)初步确定为鸡源NDV。参照GenBank公布的NDV F基因部分片段(登录号:JF950510.1)设计1对引物,通过RT-PCR技术扩增分离株的F基因并克隆、测序,测序结果与NCBI中NDVF基因序列进行比对,构建系统进化树并分析其基因型;通过测定鸡胚平均致死时间(MDT)、1日龄鸡脑内致病指数(ICPI)和6周龄鸡静脉致病指数(IVPI)判断病毒致病性;参照GenBank公布的NDV全基因组序列(登录号:JF950510.1)设计9对引物对分离株进行全基因组序列测定,并分析其基因组结构。结果表明,RT-PCR扩增得到F基因长约500bp,基于F基因构建的系统进化树显示分离株为基因Ⅶ型NDV;MDT、ICPI和IVPI分别为52.8h、1.675和2.46,表明分离株属于强毒株。全基因组序列分析显示,分离株全基因组全长15 192bp,与传统La Sota株基因组相比,序列多出6个碱基,核苷酸序列同源性82.8%。本研究成功分离到1株基因Ⅶ型NDV强毒株,且与传统疫苗毒株La Sota的核苷酸序列同源性差异较大。     

驯鹿Ghrelin基因组DNA克隆及序列分析

为了得到驯鹿Ghrelin基因组DNA的全序列,试验根据驯鹿Ghrelin DNA外显子1~4序列设计特异性引物,利用PCR技术对驯鹿的Ghrelin基因进行扩增,经基因组染色体步移和克隆技术获得Ghrelin基因组DNA全序列,并分析其序列结构特点。结果表明:成功克隆出全长为4 076 bp的驯鹿Ghrelin基因组DNA全序列(GenBank accession No.KX857495),其由4个外显子和3个内含子构成,4个外显子片段大小分别为154,114,109,148 bp,3个内含子片段大小分别为198,2 868,485 bp。     

贵州白山羊MyoG基因启动子区序列克隆及生物信息学分析

【目的】本研究旨在解析肌细胞生成素(MyoG)基因启动子区序列的结构特性及其转录调控机制。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计2对引物,采用PCR扩增、Sanger测序技术获得MyoG基因启动子区序列,通过DNAStar和Mega 5.0软件分别进行不同物种MyoG基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建,利用生物信息学软件预测分析该序列核心启动子区、转录因子结合位点、顺式作用元件、CpG岛等结构特征。【结果】贵州白山羊MyoG基因启动子区序列长2 334 bp,包括2 092 bp的5′-侧翼序列和242 bp的外显子1,GC含量略低于AT含量。通过不同物种比对分析,贵州白山羊MyoG基因启动子区序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠和鸡同源序列相似性分别为98.34%、96.15%、77.76%、74.15%、57.63%和43.04%。系统进化树结果表明,贵州白山羊与绵羊和牛的亲缘关系较近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学结构预测发现,贵州白山羊MyoG基因转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游50 bp, 5′-侧翼区存在1个潜在的启动子区域和1个CpG岛,含有1个TATA...     

海南文昌鸡生长激素基因克隆测序及生物信息学分析

为了克隆文昌鸡的生长激素(growth hormone,GH)基因,获得该基因序列并分析基因结构和相关遗传变异,采用PCR方法扩增GH基因组序列,通过克隆测序寻找基因中的突变位点,利用PCR产物直接测序检测GH基因的多态性。结果显示:在鸡GH基因组中共发现7处碱基突变位点,分别位于GH基因的5'端、第1内含子、第4外显子和第4内含子中;多态性分析发现,在GH基因-391 bp处的A/G突变位点、-360bp处的A/G突变位点、-121 bp处的C/T突变位点上,文昌鸡的优势基因型分别是AA、GG和CC;鸡GH基因启动子区域发现多种潜在的转录因子结合位点,如GATA序列结合因子1(GATA-binding factor 1,GATA-1)、环磷酸腺苷应答元件结合蛋白(c AMP response element-binding protein,CREB)、核因子1(nuclear factor 1,NF-1)、上游刺激因子(upstream stimulatory factor,USF)、增强子结合蛋白α(CCAAT/enhancer binding protein alpha,C/EBPalp)等。本试验为进一步研究文昌鸡GH基因的功能提供了参考。     

家蚕泛素结合酶新基因的克隆与基因组结构及5′调控区分析

在家蚕丝腺cDNA文库测序过程中,发现一个编码家蚕泛素结合酶的EST序列,利用3′RACE方法克隆了一个新的家蚕泛素结合酶基因cDNA全长序列,命名为BmUCE2 I(GenBank登录号为DQ219874)。家蚕BmUCE2 I基因全长cDNA由465 bp的开放阅读框序列(ORF)、97 bp的5′端非翻译区序列(5-′UTR)和237 bp的3′端非编码区序列(3-′UTR)组成,其编码的154个氨基酸与其他真核生物间具有较高的同源性。利用BmUCE2 I的EST片断作探针,通过筛选家蚕噬菌体基因组文库,获得了家蚕BmUCE2 I基因组序列和5′调控序列。BmUCE2 I基因由4个外显子和3个内含子组成,在5′端上游调控区域没有类似TATA盒元件,但在-219~-268 bp的区域存在一个50bp的启动子序列,此外还存在CF2-Ⅱ、FTZ、DFD、BRCZ2、DL、STAT、PRD-HD等多个转录因子结合位点。家蚕泛素结合酶新基因的克隆、基因结构及5′调控区的分析为进一步研究泛素蛋白水解酶复合通路相关基因的调控规律提供了重要依据。     

京海黄鸡体组成性状的全基因组关联分析

为了获得影响京海黄鸡体组成性状的SNPs标记及候选基因,为京海黄鸡的进一步遗传改良提供新的方法,本研究使用Illumina公司的鸡60KSNP芯片,对京海黄鸡13个体组成性状进行全基因组关联分析。共筛选出13个与体组成性状达到5%Bonferroni全基因组显著相关的SNPs(P1.8E-6),130个达到5%Bonferroni全基因组潜在相关的SNPs(P3.59E-5)。13个显著SNPs位于GRIK1、NCAPG、KCNIP4和CACNA2 D2等12个基因的附近或内部,其中6个SNPs位于4号染色体上一个1.6Mb区域(74.3~75.9Mb)。130个潜在显著的SNPs中,有25个集中分布在4号染色体上的一个7.4Mb(71.5~78.9Mb)的区域内。共构建了5 650种单倍型,其中,14个与京海黄鸡6个体组成性状显著相关,14个单倍型中,9个位于4号染色体74.3~75.9Mb区域内,该区域内包括LCORL、QDPR、KCNIP4、LDB2和FAM184B在内的多个功能基因。本研究结果表明,位于4号染色体的71.5~78.9 Mb区域以及该区域附近的GRIK1、NCAPG、KCNIP4、CACNA2 D2、LCORL、QDPR、KCNIP4、LDB2和FAM184B基因对京海黄鸡的体组成有重要影响。     

沙打旺黄矮根腐病菌钙调素基因的克隆

沙打旺埃里砖格孢(Embellisia astragali)引起的黄矮根腐病是造成沙打旺(Astragalus adsurgens)草地退化最严重的病害之一。钙调素是Ca2+介导的信号通路中重要的分子。本研究旨在从沙打旺埃里砖格孢中克隆钙调素编码基因序列。以基因组DNA为模板,采用简并引物CAL-228F和CAL-737R扩增得539bp的同源片段;采用Hi-TAIL PCR分别获得344bp的5′侧翼序列和729bp的3′侧翼序列,拼接获得基因的1 290bp的全长DNA序列;利用全长引物CaMF和CaMR,得到840bp的DNA全长序列和450bp的cDNA全长序列,DNA全长序列中有4个内含子,均具有典型的AT-AG特征,cDNA全长序列翻译出149氨基酸多肽。     

鸭白细胞介素2全基因组结构分析

依据鸡白细胞介素2（chIL-2）全基因组序列设计引物探针,以简易基因组抽提法获得的鸭外周血单核细胞基因组DNA为模板,用长距离聚合酶链式反应（LD-PCR）扩增出鸭白细胞介素2（duIL-2）全基因片段。经序列测定,得到的duIL-2基因组DNA序列全长为3528bp。运用生物信息学方法对duIL-2的基因、启动子结构和cDNA序列编码的成熟蛋白进行系统分析,结果表明,duIL-2基因具有典型的4个外显子和3个内含子结构,和已知禽类及哺乳类同系物基因总体结构具有明显的相似性。鸭和鸡及其他哺乳动物IL-2基因的启动子序列具有显著的保守性,都具有AP-1、NF-AT、CD28RE、OCT、TATAbox转录起始因子结合位点和预测的转录起始位点。duIL-2cDNA序列编码的成熟蛋白进化分析表明,鸭和鹅的亲缘关系最近,和哺乳动物的亲缘关系较远,显示出明显的种属差异。     

1株基因Ⅶ型新城疫病毒的生物学特性研究及全基因组序列分析

为研究当前流行的新城疫病毒（Newcastle disease virus,NDV）基因型、致病性及其与传统新城疫病毒疫苗株（La Sota等）的核苷酸差异,试验从某发病鸡场病死鸡体内分离到1株疑似NDV毒株,经红细胞凝集试验（HA）和红细胞凝集抑制试验（HI）初步确定为鸡源NDV。参照GenBank公布的NDV F基因部分片段（登录号：JF950510.1）设计1对引物,通过RT-PCR技术扩增分离株的F基因并克隆、测序,测序结果与NCBI中NDV F基因序列进行比对,构建系统进化树并分析其基因型;通过测定鸡胚平均致死时间（MDT）、1日龄鸡脑内致病指数（ICPI）和6周龄鸡静脉致病指数（IVPI）判断病毒致病性;参照GenBank公布的NDV全基因组序列（登录号：JF950510.1）设计9对引物对分离株进行全基因组序列测定,并分析其基因组结构。结果表明,RT-PCR扩增得到F基因长约500 bp,基于F基因构建的系统进化树显示分离株为基因Ⅶ型NDV;MDT、ICPI和IVPI分别为52.8 h、1.675和2.46,表明分离株属于强毒株。全基因组序列分析显示,分离株全基因组全长15 192 bp,与传统La Sota株基因组相比,序列多出6个碱基,核苷酸序列同源性82.8%。本研究成功分离到1株基因Ⅶ型NDV强毒株,且与传统疫苗毒株La Sota的核苷酸序列同源性差异较大。     

四川麻鸭mtDNA全序列的克隆和生物信息学分析

本研究旨在获得四川麻鸭线粒体DNA基因组全序列(mtDNA),为该遗传资源的保护与利用提供参考。研究参照近缘物种线粒体基因组序列,用Primer 6.0设计引物16对,采用PCR克隆测序技术获得四川麻鸭mtDNA基因组序列。结果表明,四川麻鸭mtDNA基因组全长16 604bp,碱基组成为A(29.19%)、C(32.82%)、G(15.79%)、T(22.20%),包含22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个蛋白质编码基因和1个非编码控制区(Dloop区)。使用在线软件tRNAscan-SE1.21和RNA structure5.6分析发现,22个tRNA基因是标准的4个恒定臂的三叶草二级结构。对四川麻鸭mtDNA基因组D-loop区序列分析发现含有Poly(c)、TAS、E-box、F-box、D-box、Bird-similarity box及CXB1保守框。用MEGA6.0,采用N-J法基于线粒体D-loop区和全序列做进化树,发现四川麻鸭与隆盛鸭血缘关系最近。     

牛乳头瘤病毒基因1型贵州GZLZ流行株全基因组序列测定及分析

为了解牛乳头瘤病毒(BPV)GZLZ流行株全基因组序列、结构特征及遗传变异情况,本研究首先提取贵州六枝患病牛皮肤肿瘤样品DNA,以BPV L1基因的简并引物对其进行PCR扩增,测序并构建BPVL1基因进化树确定其为BPV1基因型。根据GenBank中BPV1参考株设计7对特异性引物,经扩增、测序、拼接后获得BPV流行株全基因组序列。序列分析显示,贵州六枝GZLZ流行株基因组全长为7 946 bp,具有BPV1基因型的结构特征。本研究为贵州地区的牛乳头状瘤的病原鉴定、流行规律以及科学的防控提供依据。     

南阳牛生长性状相关基因组区域全基因组关联分析

本研究旨在筛选和鉴定与南阳牛生长性状相关的基因组区域和候选基因,从而更好地了解牛生长性状的遗传机制。试验共采集71头南阳牛母牛血样并提取基因组DNA,利用SLAF-seq(specific-locus amplified fragment sequencing)技术获得全基因组SNP标记并对试验个体基因型进行分型。对每头个体初生重及不同月龄(6、12、18、24、36)的体重、体高、体斜长、胸围和坐骨端宽及每6个月体增重等生长性状进行全基因组关联分析;获得显著相关的基因组区域后,对其中基因进行功能注释以筛选候选基因。结果显示,共获得141 755个筛选后的SNPs,通过全基因组关联分析鉴定出5个分别与12月龄体重(8号染色体:17 320 634～17 347 720 bp)、12月龄胸围(2号染色体:15 063 190～15 155 309 bp)、24月龄体斜长(11号染色体:60 727 342～81 425 987 bp)、36月龄坐骨端宽(14号染色体:15 635 762～15 643 272 bp)和12～18月龄体增重(26号染色体:40 456 192～40 456 477 bp)等生长性状显著相关的基因组区域(LOD≥6.35)。通过对5个基因组区域内的186个基因进行功能注释,共筛选得到11号染色体上的8个基因(BMP10、IFT172、SDC1、TCF23、TRIM54、RAB1A、VPS54和GDF7)与骨生长、肌肉发育和生长调控有关,建议其可优先作为牛生长性状相关候选基因进行进一步验证。     

猪Nrf2基因克隆、生物信息学分析及启动子区转录活性分析

旨在了解猪Nrf2基因的结构和功能,研究Nrf2基因的转录调控机制。本研究选取6头90 kg左右的健康大蒲莲猪为试验动物,采用cDNA末端快速克隆技术(RACE)和染色体步移技术获得大蒲莲猪Nrf2基因完整的cDNA序列和启动子区域,利用生物信息学软件分析Nrf2基因及其启动子区域的生物学特征。结果,Nrf2基因cDNA全长2 358 bp,包括87 bp的5′UTR,495 bp的3′UTR序列,CDS区大小为1 776 bp,编码591个氨基酸。对预测蛋白质序列进行生物信息学分析,蛋白分子量为66.402 7 ku,理论等电点(pI)为4.66,大部分二级结构为α-螺旋。采用染色体步移技术扩增得到5′侧翼序列2 091 bp的片段。Nrf2基因5′侧翼区经预测含有典型的TATA-box,不含CpG岛。构建不同长度启动子片段的pGL3-Basic表达载体,转染293T细胞后经双荧光素酶活性检测,提示在-903～-710 bp区域内可能存在正调控区或增强子,生物信息学预测其中含有多个转录因子结合位点,可能参与Nrf2基因转录调控。本研究成功获得了Nrf2基因完整的cDNA序列和启动子区域,并且发现-903～-710 bp为核心启动子,本研究为猪抗氧化应激的遗传改良提供一定理论基础。     

京海黄鸡禽流感抗病性状的全基因组关联分析

试验旨在寻找影响京海黄鸡禽流感抗病性状的分子标记.本研究以京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了血清中的禽流感(H5亚型)抗体滴度,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS),检测与禽流感抗体滴度相关的SNP位点.结果发现2个在染色体水平上与禽流感抗病性状显著相关的SNPs位点,分别位于4号和10号染色体上,其中10号染色体上的SNP位于RNA甲基转移酶家族基因Nsun7内部.该基因与细胞增殖和分化、蛋白质的生物合成密切相关,具有重要的生物学功能,推断其可作为影响京海黄鸡禽流感抗病性状的新的候选基因.     

鹅p21基因克隆、启动子分析及转录调控研究

【目的】 分析鹅p21基因的结构和启动子活性，探讨p21基因的转录调控机制。【方法】 以泰州鹅为试验对象，通过同源克隆、RACE和生物信息学分析等方法获得鹅p21基因全长序列和5′-侧翼区序列特征；构建6个不同缺失片段的启动子区双荧光素酶报告载体并分析其荧光素酶活性，进而确定p21基因核心启动子区；对核心启动子区转录因子结合位点生肌决定因子(MyoD)(+25~+36 bp)进行定点突变，并构建突变报告基因载体，在C2C12细胞系内初步鉴定鹅p21基因核心转录调控因子。【结果】 鹅p21基因cDNA全长1 943 bp，CDS区大小为453 bp，编码151个氨基酸，蛋白序列包含高度保守的CDI家族结合位点。系统进化树分析表明，鹅p21基因与鸭亲缘关系最近，与鸡和火鸡有较强的进化关系。鹅p21基因5′-侧翼区包含启动子元件，—35~+37 bp是核心启动子区，发挥正向调控作用，结合定点突变技术初步鉴定MyoD是鹅p21基因核心转录调控元件。【结论】 本研究获得了鹅p21基因完整的cDNA序列和启动子区域，MyoD是p21基因核心转录调控因子，为探究p21基因在鹅胚胎期肌肉发育过程中的调控机制提供理论依据。     

副猪嗜血杆菌血清4型全基因组序列草图测定与分析

本研究应用Illumina Hiseq 2000测序系统对副猪嗜血杆菌(HPS)血清4型gx033株进行全基因组序列测定,经过DNA文库构建、测序、数据过滤和组装,绘制了全基因组草图.全基因组草图显示,HPS血清4型的基因组大小为2 155 493 bp,G+C含量为39.79％,含有编码基因2 189个,基因总长度1 881 801 bp.基因功能注释表明,849个基因功能尚不明确,1 340个基因被分为能量产生和转化、转录和细胞周期调控等19个功能组.该HPS血清4型全基因组草图的绘制为HPS病的致病机制等研究提供依据.     

鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列生物信息学分析

为解析鸡内皮素3(EDN3)基因启动子区序列的结构特征及其转录调控机制，本研究基于NCBI数据库中鸡EDN3基因5′侧翼区与外显子1共计2 052 bp核苷酸序列，利用不同在线软件对其核心启动子区域、顺式作用元件、转录因子结合位点及CpG岛等结构进行生物信息学预测分析，并通过DNASTAR Lasergene 17.3和MEGA 5.0软件进行不同物种EDN3基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建。结果表明：鸡EDN3基因起始密码子上游592～2 000 bp为可能的候选核心启动子区；5′侧翼区633 bp和1 547 bp存在2个潜在的转录起始位点T和A;该基因启动子区存在2个CAAT-box、3个GC-box、6个TATA-box、9个E-box和3个CpG岛结构域。综合多种在线软件预测，鸡EDN3基因启动子区存在Sp1、C/EBPα和NF-1等转录因子结合位点。鸡EDN3基因启动子区序列与环颈雉、鹌鹑、岩雷鸟、棕硬尾鸭、凤头潜鸭、山羊、绵羊、牛、猪和人的相似性为38.8%～90.3%;系统进化树表明，鸡与鹌鹑亲缘关系最近，与猪亲缘关系最远。研究结果为进一步探明鸡色素沉积关联E...     

多重耐药胸膜肺炎放线杆菌GD2107株全基因组测序及生物信息学分析

【目的】通过对多重耐药胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae,APP)GD2107株进行全基因组测序及生物信息学分析,丰富APP基因组数据库信息;构建基于ApxⅣ基因的系统进化树,分析该菌株的进化关系,为探索APP致病机制和临床防控猪传染性胸膜肺炎(porcine contagious pleuropneumia,PCP)提供参考。【方法】通过药敏试验测定分离菌株的耐药谱;采用全基因组测序技术(whole genome sequencing,WGS)对细菌DNA进行全基因组测序,分别利用Illumina NovaSeq、PacBio SequeI测序平台对全基因组测序结果进行基因功能注释及生物信息学分析(包括基因组基本信息、功能元件分析及亚系统分析等);基于ApxⅣ基因构建系统进化树。【结果】药敏试验结果显示,GD2107菌株对青霉素、头孢拉定(先锋Ⅵ)、卡那霉素等14种抗菌药均耐药。对GD2107株全基因组测序得到1条大小为2 271 987 bp的环状染色体(GC含量为41.21%)和2个大小分别为5 027和3 497 bp的环状质粒,共预测到2 290个编码基因,包含19个rRNA (7个5S rRNA、6个16S rRNA、6个23S rRNA)、21个tRNA基因、20个ncRNA;23个基因岛、4个原噬菌体和2组CRISPR相关序列;分别有2 112、1 549和1 866个基因在COG、KEGG和GO数据库中得到注释,且相关蛋白集中分布于APP的代谢过程;另外在毒力因子(VFDB)和耐药因子(CARD)数据库中还注释到48个毒力基因和22个耐药基因(仅floR基因位于质粒上)。绘制该菌株的全基因组圈图,将基因组信息提交至NCBI,获得染色体GenBank登录号为CP097377,质粒登录号分别为CP097378和CP097379。系统进化树分析发现,该菌株与来自中国的APP菌株(CP063424.1)进化关系最近。【结论】本研究完成了对多重耐药菌株GD2107的全基因组测序与生物信息学分析,全面认识了该菌株基因组的结构和功能并探究了耐药和致病机制中的相关基因,进化关系显示该菌株具有一定的地域流行性,为预防PCP的流行和探索APP的致病机制提供了参考。