京海黄鸡肌细胞生成素基因的克隆和生物信息学分析

本试验根据GenBank中公布的原鸡肌细胞生成素（myogenin,MyoG）基因序列设计1对引物,采用RT-PCR方法,从京海黄鸡肌肉组织中克隆MyoG基因的编码区序列,并使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析MyoG 基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因编码蛋白的二级结构和三级结构。最终获得了包括编码区在内的长754 bp的MyoG基因序列,生物信息学分析显示,京海黄鸡MyoG基因的保守性较低,与GenBank中原鸡、火鸡、鹌鹑、马、人、野猪、牛、山羊、大鼠、绵羊的同源性分别为99.7％、94.4％、92.0％、70.0％、70.0％、73.3％、69.0％、67.9％、67.8％、73.5％;氨基酸分析发现,MyoG蛋白为水溶性蛋白,分子质量为25854 u,理论等电点为5.46,不属于跨膜蛋白;亚细胞定位显示,大部分蛋白位于细胞质内,不属于分泌蛋白;预测含有6个潜在的磷酸化位点,1段碱性序列,1段HLH序列,1段低复杂度序列;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示MyoG蛋白的结构域呈螺旋状。     

昆明犬IGF-1基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在系统研究昆明犬胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)基因的结构和功能,揭示该基因的组织表达规律,为探讨工作犬体型及生长发育性状提供基本数据。以昆明犬为试验材料,运用分子克隆技术扩增IGF-1基因CDS区,应用生物信息学方法进行序列同源性比对并构建系统进化树;获得对应的氨基酸序列并分析蛋白理化特性及蛋白亚细胞结构、亲疏水性和磷酸化位点,利用SOPMA和SWISS-MODEL软件预测蛋白二级结构并构建蛋白质三级结构模型;同时利用实时荧光定量方法检测该基因在昆明犬各组织的表达情况。结果显示,昆明犬IGF-1基因CDS区长462 bp,编码153个氨基酸,其核苷酸序列与家犬的同源性较高(100%),与小鼠和鸡的同源性较低(82.6%和81.2%)。IGF-1蛋白分子质量和理论等电点分别为16.97 ku和9.36,属亲水性分泌型蛋白,无跨膜结构,存在信号肽区域(第1-48位氨基酸);亚细胞定位分析表明,IGF-1蛋白主要分布于细胞核(56.5%)及线粒体(17.4%)中;磷酸化位点分析发现,IGF-1蛋白存在15个磷酸化位点;该蛋白的二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。组织表达显示,IGF-1基因在昆明犬不同组织中均有表达,尤其在脾脏、肝脏及肾脏中呈现高表达。本试验结果为今后深入研究IGF-1基因功能提供了理论参考,并为深入探讨IGF-1基因对昆明犬生长发育性状研究提供一定的基础资料。     

昆明犬IGF-1基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在系统研究昆明犬胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）基因的结构和功能，揭示该基因的组织表达规律，为探讨工作犬体型及生长发育性状提供基本数据。以昆明犬为试验材料，运用分子克隆技术扩增IGF-1基因CDS区，应用生物信息学方法进行序列同源性比对并构建系统进化树；获得对应的氨基酸序列并分析蛋白理化特性及蛋白亚细胞结构、亲疏水性和磷酸化位点，利用SOPMA和SWISS-MODEL软件预测蛋白二级结构并构建蛋白质三级结构模型；同时利用实时荧光定量方法检测该基因在昆明犬各组织的表达情况。结果显示，昆明犬IGF-1基因CDS区长462 bp，编码153个氨基酸，其核苷酸序列与家犬的同源性较高（100%），与小鼠和鸡的同源性较低（82.6%和81.2%）。IGF-1蛋白分子质量和理论等电点分别为16.97 ku和9.36，属亲水性分泌型蛋白，无跨膜结构，存在信号肽区域（第1-48位氨基酸）；亚细胞定位分析表明，IGF-1蛋白主要分布于细胞核（56.5%）及线粒体（17.4%）中；磷酸化位点分析发现，IGF-1蛋白存在15个磷酸化位点；该蛋白的二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主。组织表达显示，IGF-1基因在昆明犬不同组织中均有表达，尤其在脾脏、肝脏及肾脏中呈现高表达。本试验结果为今后深入研究IGF-1基因功能提供了理论参考，并为深入探讨IGF-1基因对昆明犬生长发育性状研究提供一定的基础资料。     

京海黄鸡中HOXC10基因表达规律及其生物信息学分析

同源异型盒基因（homeobox genes,HOX）是在酵母乃至人类等几乎所有的真核细胞中均表达的一类基因。为了探究HOXC10基因表达规律及其生物信息学,采用qRT-PCR方法研究HOXC10基因在8周龄京海黄鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸肌、腿肌、下丘脑和卵巢组织中的表达规律,检测其在300日龄高、低产组卵巢组织的表达差异,并通过多种在线软件对原鸡HOXC10基因进行生物信息学分析。结果显示,HOXC10基因在京海黄鸡腿肌中表达丰度极显著高于其他组织（P < 0.01）,且300日龄高产组中HOXC10基因表达丰度显著低于低产组（P < 0.05）。原鸡HOXC10基因序列与火鸡、野鸽、绿头鸭、人、小鼠、牛、猪、山羊及非洲爪蟾的同源性分别为77.4%、94.8%、98.6%、68.3%、67.9%、66.0%、59.0%、68.1%和79.4%;HOXC10基因共编码354个氨基酸,其中丝氨酸的含量最高,潜在的磷酸化位点有24个,在280~342的氨基酸序列内存在一个同源结构域,蛋白质亚细胞主要定位在细胞核中,且不包含跨膜结构。HOXC10基因在京海黄鸡生长和繁殖的基因调控网络中发挥了重要作用。     

草原红牛ACSL3基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在克隆草原红牛长链酰基辅酶A合成酶3(long-chain acyl-CoA synthetase 3,ACSL3)基因编码区并对其进行生物信息学分析,同时在mRNA和蛋白质水平上分析ACSL3基因在草原红牛不同组织中的表达差异。利用RT-PCR技术和TA克隆的方法获得草原红牛ACSL3基因CDS序列;利用在线软件对ACSL3基因进行生物信息学分析,分析ACSL3基因与其他物种的同源性并构建系统进化树,分析ACSL3基因编码蛋白质的基本理化性质、潜在磷酸化位点、O-糖基化位点、N-糖基化位点、信号肽、二硫键、跨膜区结构、亚细胞定位及该基因编码蛋白的二级结构、三级结构;通过实时荧光定量PCR和Western blotting技术检测ACSL3基因在草原红牛各组织间的mRNA和蛋白表达水平。结果显示,试验成功克隆了草原红牛ACSL3基因CDS区,全长2 163 bp,编码720个氨基酸,蛋白分子质量为80.28 ku,理论等电点为8.74,属于亲水性蛋白。通过NCBI中BLAST比对发现,草原红牛与牛、绵羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡的ACSL3基因核苷酸序列同源性分别为99%、97%、93%、91%、88%、88%和78%;系统进化树结果表明,草原红牛与牛、绵羊的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。该蛋白序列有7个二硫键,66个磷酸化位点,9个O-糖基化位点,3个N-糖基化位点,不存在信号肽,但存在1个跨膜区。二级结构和三级结构分析结果表明,ACSL3蛋白通过无规则卷曲连接,蛋白质结构以α-螺旋和β-转角为主,为混合型蛋白。mRNA和蛋白表达量检测结果显示,ACSL3基因在肾脏和肌肉组织中表达量较高,显著高于其他组织(P<0.05);在胃、肝脏和心脏中中度表达,显著高于脾脏、肺脏、肠和脂肪(P<0.05);在脾脏、肺脏、肠和脂肪中相对低表达,说明草原红牛ACSL3基因可能与体内脂肪沉积和脂质代谢等调控功能有关。本试验结果为进一步研究ACSL3基因在草原红牛中脂质代谢及脂肪沉积等方面的调控作用提供了基础材料。     

几个地方鸡种MHCB-G座位克隆与生物信息学分析

本研究利用PCR和克隆测序方法,克隆新狼山鸡和仙居鸡MHC B-G基因全序列,分析序列的多态性并预测其蛋白质的结构与功能,为更好地保护地方鸡种提供基础资料。结果表明:分别获得新狼山鸡和仙居鸡MHCB-G基因6 183 bp和6 415 bp全序列,与红色原鸡同源性达98%,3鸡种存在148个变异位点,为3个单倍型,单倍型多样度为0.07407,仙居鸡在4413-4661位置缺失249 bp;利用生物信息学预测新狼山鸡和仙居鸡MHCB-G蛋白,该蛋白具有丰富的B细胞抗原位点;新狼山鸡和仙居鸡有明显的跨膜螺旋结构,分别含有138个和98个磷酸化位点;MHC B-G基因具有丰富的遗传多样性,该MHC B-G蛋白可能是抗原位点的富集区,对其进化、抗原递呈作用以及疾病和生产性能的相关性发生重要影响。     

草原红牛ACSL3基因CDS区克隆、生物信息学分析及组织表达研究

试验旨在克隆草原红牛长链酰基辅酶A合成酶3(long-chain acyl-CoA synthetase 3,ACSL3)基因编码区并对其进行生物信息学分析,同时在mRNA和蛋白质水平上分析ACSL3基因在草原红牛不同组织中的表达差异。利用RT-PCR技术和TA克隆的方法获得草原红牛ACSL3基因CDS序列;利用在线软件对ACSL3基因进行生物信息学分析,分析ACSL3基因与其他物种的同源性并构建系统进化树,分析ACSL3基因编码蛋白质的基本理化性质、潜在磷酸化位点、O-糖基化位点、N-糖基化位点、信号肽、二硫键、跨膜区结构、亚细胞定位及该基因编码蛋白的二级结构、三级结构;通过实时荧光定量PCR和Western blotting技术检测ACSL3基因在草原红牛各组织间的mRNA和蛋白表达水平。结果显示,试验成功克隆了草原红牛ACSL3基因CDS区,全长2 163 bp,编码720个氨基酸,蛋白分子质量为80.28 ku,理论等电点为8.74,属于亲水性蛋白。通过NCBI中BLAST比对发现,草原红牛与牛、绵羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡的ACSL3基因核苷酸序列同源性分别为99%、97%、93%、91%、88%、88%和78%;系统进化树结果表明,草原红牛与牛、绵羊的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。该蛋白序列有7个二硫键,66个磷酸化位点,9个O-糖基化位点,3个N-糖基化位点,不存在信号肽,但存在1个跨膜区。二级结构和三级结构分析结果表明,ACSL3蛋白通过无规则卷曲连接,蛋白质结构以α-螺旋和β-转角为主,为混合型蛋白。mRNA和蛋白表达量检测结果显示,ACSL3基因在肾脏和肌肉组织中表达量较高,显著高于其他组织(P0.05);在胃、肝脏和心脏中中度表达,显著高于脾脏、肺脏、肠和脂肪(P0.05);在脾脏、肺脏、肠和脂肪中相对低表达,说明草原红牛ACSL3基因可能与体内脂肪沉积和脂质代谢等调控功能有关。本试验结果为进一步研究ACSL3基因在草原红牛中脂质代谢及脂肪沉积等方面的调控作用提供了基础材料。     

草原红牛FABP7基因克隆、生物信息学及组织表达差异分析

本研究旨在克隆草原红牛脂肪酸结合蛋白7基因(FABP7)的CDS区序列并对其进行生物信息学分析,同时检测其在牛各个组织中的mRNA表达水平。利用RT-PCR技术克隆草原红牛FABP7基因CDS区序列,并使用多种生物软件和在线工具进行生物信息学分析,通过qPCR技术检测FABP7基因在各组织间mRNA的表达水平。结果表明:草原红牛FABP7基因CDS区全长399 bp,编码132个氨基酸,蛋白分子量为14.96 ku,理论等电点为5.38,属于亲水性蛋白;通过NCBI-BLAST对比发现,草原红牛与普通牛、羊、猪、人、鼠、鸡的核苷酸序列同源性分别为99%、98%、94%、92%、85%、85%,系统进化树结果发现,草原红牛与普通牛亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远;FABP7蛋白序列有1个二硫键,14个磷酸化位点,1个N-糖基化位点,不存在信号肽和跨膜区;在蛋白的二级结构和三级结构中发现,FABP7蛋白主要存在2个α-螺旋结构和10条β-折叠,为混合型蛋白。FABP7基因在小肠组织表达量最高,在心脏、脂肪和胃中中度表达。     

白来航鸡IL-18和GM-CSF基因克隆与序列分析

根据GenBank中鸡白细胞介素18(IL-18)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)基因的序列设计2对特异引物,以白来航鸡脾淋巴细胞总RNA为模板进行RT-PCR扩增,克隆白来航鸡IL-18和GM-CSF工基因并进行序列分析.测序结果表明,白来航鸡IL-18基因开放阅读框为597 bp,编码199个氨基酸;序列分析表明,所获得的白来航鸡IL-18基因与GenBank中鸡IL-18的核苷酸同源性为99.0%～99.8%,氨基酸同源性为97.5%～99.5%.白来航鸡GM-CSF基因开放阅读框为435 bp,编码145个氨基酸;序列分析表明,所获得的白来航鸡GM-CSF基因与GenBank鸡GM-CSF的核苷酸同源性为99.3%～100%,氨基酸同源性为99.3%～100%,生物信息学分析表明,IL-18与GM-CSF基因编码的蛋白具有亲水性,都有很强的抗原性,IL-18共有2个潜在的N-糖基化位点,可能存在4个蛋白激酶C磷酸化位点,存在3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点;GM-CSF共有1个潜在的N-糖基化位点,可能存在1个蛋白激酶C磷酸化位点,存在4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点.     

来航鸡FOXL2基因的克隆与序列分析

为了研究来航鸡FOXL2基因的结构及功能,根据GenBank上登录的红色原鸡FOXL2基因序列设计引物,对来航鸡FOXL2基因进行了克隆、测序,并对该序列进行生物信息学分析。结果表明:克隆得到的来航鸡FOXL2基因全长为1 130 bp(GenBank登录号为JF708868),包含1个918 bp的完整开放式阅读框,编码305个氨基酸,其CDS编码区的核苷酸序列与红色原鸡、人、牛、野猪、家鼠、欧洲兔、蟾蜍、斑马鱼及罗非鱼的FOXL2基因对应序列的同源性分别为99.8%、80.0%、80.4%、80.3%、80.5%、81.5%、77.7%、71.8%、75.5%,推导的氨基酸序列同源性分别为99.7%、64.7%、64.7%、65.4%、63.5%、63.8%、79.7%、78.3%、79.9%;FOXL2编码蛋白主要存在于细胞核中,存在1个保守结构域,不含信号肽、跨膜结构域和剪切位点,并存在2个蛋白质激酶C磷酸化位点、1个cAMP和cGMP依赖的蛋白激酶磷酸化位点、2个N-糖基化位点、3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点和4个N-豆蔻酰化位点,预测最佳抗原表位候选区域为45～49位(SQKPP)、147～152位(RPPPTH)和169～173位(SPPKY)。     

Tissue Expression and Bioinformatics Analysis of HOXC10 Gene in Jinghai Yellow Chicken

HOX genes express in nearly all eukaryotic cells such as yeast and human.To study tissue expression and bioinformatics of HOXC10 gene,the samples of heart,liver,spleen,lung,kidney,chest muscle,leg muscle,hypothalamus and ovary tissues were collected from 6 Jinghai Yellow chicken with 8-week-old to analyze the expression pattern of HOXC10 gene in different tissues by qRT-PCR method,and the different expression level were detected in ovary of 300 days old chickens in high yield group and low yield group.The bioinformatics of HOXC10 gene were analyzed by a variety of online softwares of Gallus gallus.The result showed that the expression level of HOXC10 gene in leg muscle was extremely significantly higher than that in other tissues of Jinghai Yellow chicken (P < 0.01);And it's expression level in low yield group was significantly higher than that in high yield group (P < 0.05);HOXC10 gene of Gallus gallus shared 77.4%,94.8%,98.6%,68.3%,67.9%,66.0%,59.0%,68.1% and 79.4% with Meleagris gallopavo,Columba,Anas platyrhynchos,Homo sapiens,Mus musculus,Bos taurus,Sus scrofa,Capra aegagrus hircus and Xenopus laevis,respectively;HOXC10 gene encoded 354 amino acids in which serine was the most abundant;There were 24 potential phosphorylation sites and a HD in 280 to 342 position of amino acid sequence;The subcellular of the encoding protein was mainly located in the cell nucleus,and it had no cross membrane structure.HOXC10 gene might play an important role in regulation network of growth and reproduction in Jinghai Yellow chicken.     

京海黄鸡卵巢转录组研究:基因结构分析与新基因发掘注释

本试验通过对京海黄鸡卵巢组织进行转录组分析,旨在为完善京海黄鸡部分基因结构和发掘新基因提供参考。选取高、低产京海黄鸡各4只,利用转录组测序(RNA-Seq)技术对其卵巢转录组进行测序,然后对得到的测序数据进行生物信息学分析。测序数据经过质量控制后,8个样品共得到484 992 074条有效数据(Clean Reads),总计61.09 Gb。筛选出1 445 264个京海黄鸡品种内SNP位点,其中位于基因区的SNP位点916 108个,位于基因间区的SNP位点552 168个。8个样品中平均新预测的可变剪接12 883个,并对7 481个基因结构进行了优化。与所选的参考基因组序列对比分析,共发掘4 431个新基因,通过与各数据库进行序列对比,1 809个新基因得到功能注释。本研究通过转录组测序技术检测了京海黄鸡卵巢组织的基因结构,为进一步完善京海黄鸡的基因结构信息及发掘潜在的新基因提供分子水平的依据。     

京海黄鸡甲状腺激素应答蛋白Spot14α基因外显子1多态性与屠体和腹脂性状的相关性分析

本研究旨在寻找甲状腺激素应答蛋白Spot14α(thyroid hormone responsive Spot14α,THRSPα)基因的多态位点,并分析其对京海黄鸡屠体和腹脂性状产生的影响。针对THRSPα基因外显子区,利用PCR-SSCP结合测序技术对379只140日龄京海黄鸡进行SNP检测,结果发现,该基因第1外显子区存在9 bp插入缺失多态位点,形成3种基因型：AA、AB和BB,2种等位基因：A、B,基因频率分别为0.4485、0.5515。相关分析结果表明,该位点对京海黄鸡140日龄活重、屠体性状（包括屠体重、头重、脚重、翅重、胸肌重、腿肌重、全净膛重、半净膛重）和腹脂性状均没有显著影响(P>0.05)。因此推断该多态位点在京海黄鸡分子辅助标记育种中不能作为屠体和腹脂性状筛选的候选分子辅助标记。     

IGF-I与IGFBP-1基因对京海黄鸡生长性状的遗传效应分析

旨在对IGF-I和IGFBP-1基因部分SNPs与鸡生长性状进行关联分析。试验以京海黄鸡为材料,采用PCR-SSCP方法检测2个候选基因的单核苷酸多态性(SNPs),采用一般线性模型(GLM)分析基因型与生长性状的遗传效应。结果表明,IGF-I基因外显子3序列的60bp处有A→G的点突变,在京海黄鸡中检测到AA、AB、BB 3种基因型,A等位基因频率为0.613,B等位基因的频率为0.387;IGFBP-1基因外显子2序列的21bp处有A→T的点突变,104bp处有T→C的突变,在京海黄鸡中检测到CC、CD和DD 3种基因型,C等位基因频率为0.558,D等位基因频率为0.442。IGF-I基因BB基因型个体4周龄体质量显著高于AA和AB型个体(P<0.05);IGFBP-1基因DD基因型个体8周龄体质量显著高于CC基因型个体(P<0.05),4、12和16周龄体质量差异极显著(P<0.01)。因此,推测这些SNPs对京海黄鸡生长性状具有一定的影响,应用于鸡育种过程中的标记辅助选择可以加快育种进程。     

ACVR1基因对京海黄鸡生长和繁殖性状的遗传效应研究

以京海黄鸡为材料,采用PCR-SSCP和DNA测序技术对ACVR1基因外显子多态性进行研究。结果表明,ACVR1基因20190 bp处发生G→A突变,检测到AA、AB和BB 3种基因型。A等位基因频率为0.9075,B等位基因频率为0.0925。基因型与生长和繁殖性状的关联性分析发现,BB基因型鸡的开产体重极显著高于AA基因型鸡(P<0.01),AA基因型鸡300日龄体重显著高于BB基因型鸡(P<0.05)。由此初步推断,ACVR1基因可能对京海黄鸡的产蛋和发育有一定的影响,A为体重的优势基因,B为产蛋的优势基因。     

Genetic Effects of IGF-Ⅰ Gene on the Growth and Reproductive Traits in Jinghai Yellow Chicken

The aim of this study was to analyze the association of SNPs in insulin like factor-Ⅰ（IGF-Ⅰ） gene with chicken growth and reproductive traits. PCR-SSCP approach was applied to assess the single nucleotide polymorphisms(SNPs) and the general linear model was used to analyze genetic effects between genotypes and growth traits of the Jinghai Yellow chicken. For the IGF-Ⅰ gene, three genotypes(AA, AB and BB) were detected in Jinghai Yellow chicken population, the frequency of A and B alleles were 0.613 and 0.387. Sequencing revealed one mutation(A60G) of IGF-Ⅰ gene in BB genotype in comparison to AA genotype. The results showed that BB genotype of the IGF-Ⅰ gene had higher bodyweight at 4 weeks compared to AA and AB genotypes(P<0.05);AA genotype of the IGF-Ⅰ gene had significantly higher bodyweight at 300 day-age-weight compared to BB genotype(P<0.05). Polymorphisms in exon 3 of IGF-Ⅰ gene had certain effect on growth and reproductive traits in Jinghai Yellow chicken. However, whether these polymorphisms were important genetic markers, which related with IGF-Ⅰ gene and reproduction traits in Jinghai Yellow chicken, were needed to be further studied.