天祝白牦牛金属硫蛋白基因(MT-1)全序列分子克隆及生物信息学分析

金属硫蛋白-1基因(metallothionein-1,MT-1)是一类广泛存在于动物体内的金属结合蛋白,除维持金属动态平衡和重金属解毒外,还可参与清除自由基、拮抗电离辐射和抗应激等。为深入研究MT-1基因参与动物机体抗逆性的分子机制,本研究采用RT-PCR和RACE(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得天祝白牦牛(Bos grunneins)MT-1基因全长cDNA序列,运用生物信息学方法分析MT-1蛋白的理化性质、结构和不同物种间的同源性,并利用RT-qPCR方法分析MT-1基因在天祝白牦牛各个脏器和组织中的表达丰度。结果表明,天祝白牦牛MT-1基因cDNA序列全长为408 bp(GenBank登录号:KF770836),开放阅读框(ORF)长186 bp,编码61个氨基酸,氨基酸的分子量为5.981 kD;氨基酸序列分析显示,天祝白牦牛MT-1基因编码氨基酸序列与牛(Bos taurus)的同源性高达100%,同时与大多数哺乳动物相似;荧光定量PCR结果发现,MT-1 mRNA在天祝白牦牛8个不同脏器和组织中均有表达,心脏中表达量最高。天祝白牦牛MT-1基因的成功克隆为进一步研究该基因的功能提供了基础资料。     

黑番鸭血管活性肠肽受体-1基因(VIPR-1)的cDNA克隆及其组织表达特性分析

最近的研究表明,血管活性肠肽(VIP)与家禽的就巢习性密切相关。本研究采用反转录PCR方法从黒番鸭(Cairina moschata)母鸭下丘脑组织中克隆了血管活性肠肽受体(VIPR-1)基因的cDNA序列,长度为1125bp,编码355个氨基酸(GenBank登录号:JN625215)。序列比对结果表明,该序列与家禽(鸡、火鸡、鹌鹑)和哺乳动物(人、小鼠、猪、牛)的基因序列分别有93%~94%和69%~71%的同源性,而相应氨基酸序列的同源性分别为96%和70%~72%。荧光定量PCR结果发现,黒番鸭VIPR-1基因的表达量在产蛋期、就巢期和休产期差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),就巢期表达量最高,休产期次之,产蛋期表达量最低,表明VIPR-1基因与繁殖阶段变化密切相关;对不同组织VIPR-1的表达量分析发现,VIPR-1在垂体、下丘脑和卵巢中均有表达,其中垂体最多,其次是下丘脑,卵巢中的表达量最低,差异极显著(P<0.01)。研究结果提示,VIPR-1基因具有高度保守性,参与下丘脑-垂体-卵巢轴(特别是垂体)对黑番鸭就巢行为的调控。     

HSP60对天祝白牦牛原代培养的支持细胞增殖的影响

HSP60对动物的睾丸发育、精子发生起着重要的调控作用。支持细胞是睾丸内唯一与生精细胞直接发生联系的体细胞,对精子发生、成熟等过程有直接影响。为研究HSP60对白牦牛睾丸支持细胞增殖的调控作用,本试验通过组合酶消化法分离培养白牦牛原代支持细胞,通过差速贴壁法和Tris-HCL低渗缓冲液进行纯化处理,运用免疫荧光染色和Feulgen染色鉴定细胞,经流式细胞仪检测得到96.2%高纯度支持细胞。构建HSP60过表达载体p IRES2-EGFP-HSP60,合成靶向siRNA沉默HSP60,瞬时转染支持细胞后,经qPCR检测发现过表达组HSP60 mRNA在24、48、72 h等时间点均上调,沉默组HSP60 mRNA在24、48、72 h等时间点均下调。MTS试验检测细胞的增殖情况,过表达HSP60组中的支持细胞增殖效率各时间点均显著高于空白对照组和空质粒组;沉默HSP60组中支持细胞的增值率各时间点均低于空白对照组和阴性对照组,但差异不显著。qPCR检测细胞增殖标志基因细胞周期蛋白D1(cyclin D1)和增殖细胞核抗原(PCNA),结果表明,过表达HSP60组的cyclin D1基因在48 h时的表达显著高于空白对照组和空质粒组,PCNA基因的表达在24、48、72 h时均显著高于空白对照组和空质粒组;沉默HSP60组cyclin D1基因和PCNA基因的表达在24、48、72 h时均低于空白对照组和阴性对照组,但差异不显著。综上,HSP60在白牦牛睾丸支持细胞增殖调控中的作用是正向调控。本试验结果为进一步研究HSP60对白牦牛睾丸发育和精子发生的影响奠定了理论基础。     

SOX9基因在绵羊不同组织中的表达及其在睾丸中的定位

SRY-盒包含蛋白9(sex determining region Y-box 9,SOX9)基因在哺乳动物个体发育中扮演重要角色,广泛存在于各种组织,但主要在睾丸组织表达,参与调控睾丸细胞的增殖与分化.本研究采用qRT-PCR方法检测了6月龄小尾寒羊(Ovis aries)体组织及其0、2、6、12和24月龄睾丸组织SOX9mRNA的表达规律,并运用Western blot、免疫组织化学技术对不同发育期睾丸SOX9蛋白进行表达与定位研究.结果显示,在体组织中SOX9 mRNA表达无组织特异性,但垂体表达量最高,下丘脑和睾丸次之,肌肉组织9背最长肌和股二头肌)几乎无表达;随着月龄的增加,SOX9 mRNA在睾丸中的表达量先降低后上升,其中6月龄睾丸表达量显著高于0和2月龄(P＜0.05),但显著低于12和24月龄(P＜0.05).SOX9蛋白表达趋势与mRNA基本一致,0、2和6月龄睾丸中表达较低,少量支持细胞和间质细胞呈免疫阳性反应;12和24月龄睾丸中表达较高且呈增加趋势,支持细胞、部分间质细胞、极少量初级精母细胞和次级精母细胞呈免疫阳性反应.研究结果表明,SOX9基因在绵羊不同体组织中广泛表达,在下丘脑-垂体-睾丸生殖轴中发挥重要作用,并与睾丸细胞的增殖及分化过程有密切的关系.     

GnRH主动免疫对雌鼠下丘脑-垂体-卵巢轴调控的影响

本研究采用GnRH并列体二聚物(GnRH-Tandem-Dimer,GTD)为免疫原主动免疫SD雌鼠,检测下丘脑-垂体-卵巢轴生殖相关基因表达变化,分析主动免疫GTD对SD雌鼠生殖功能的影响。选取48只性成熟SD雌鼠随机分为GTD免疫去势组和空白组。免疫组雌鼠于12周龄时初免GTD免疫去势疫苗,4周后加免。每两周采集血液检测血清激素含量变化。分别于加免后4、8、12周处死大鼠,每组处死8只,收集血液;并采集下丘脑、垂体、卵巢,分析生殖相关基因mRNA表达变化。结果显示,GTD主动免疫后大鼠卵巢严重萎缩,重量下降到对照组的23.12%(p0.05);血清FSH、LH、P4及E2含量均显著下降(p0.05);除下丘脑GnRH mRNA先上升后下降外,下丘脑ER、垂体GnRH-R、LH-β、FSH-β和卵巢LH-R、FSH-R和ER mRNA表达水平显著下调(p0.05)。结果表明,GTD主动免疫可通过对生殖内分泌激素分泌的调节和对生殖相关基因mRNA表达水平的调控,影响下丘脑-垂体-卵巢轴的功能。     

绍兴鸭热休克蛋白90基因(HSP90)cDNA克隆与组织表达分析

热休克蛋白(HSP)与生物机体的耐热性能相关。为研究不同热应激模式下与热应激恢复过程绍兴鸭热休克蛋白90基因(HSP90)mRNA在不同组织中表达差异,阐明HSP90基因的热应激保护的分子机理。本研究采用RT-PCR方法从绍兴鸭(Anas platyrhynchos)肝脏组织中克隆HSP90 cDNA序列(GenBank登陆号:JQ837244),编码区序列长度为2211bp,编码736个氨基酸;氨基酸序列比对结果显示,绍兴鸭与家禽(北京鸭、火鸡、鸡、日本鹌鹑)和哺乳动物(大猩猩、人、牛、灰狼等)的基因序列分别有92.6%～99%和80%～88%的同源性;荧光定量PCR结果发现,30℃长期应激能显著提高绍兴鸭垂体中HSP90 mRNA表达量;35℃长期应激能显著提高心脏、肝脏与垂体中HSP90 mRNA表达水平;40℃急性热应激时,心脏、肝脏、肾脏、垂体和胰腺中的HSP90 mRNA表达量达到最高值。恢复性实验表明,热应激恢复1h肝脏和心脏中HSP90 mRNA表达水平最高,均于3h降低到应激前水平。心脏、肝脏与垂体中HSP90 mRNA表达水平与热应激强度显著相关。本研究为以HSP90 mRNA表达水平为衡量指标进行绍兴鸭热应激预防与控制提供资料。     

马铃薯α-淀粉酶基因的克隆及生物信息学分析

本研究利用RT-PCR从马铃薯（Solanum tuberosum）茎段总RNA中扩增、克隆了一cDNA分子。该cDNA分子含有一长为1224bp的开放读框,可编码一含407个氨基酸残基的多肽、理论分子量为46.40kD、可能为亲水性的胞外酶。因其氨基酸序列同源于α-淀粉酶,故将该基因命名为amyA1（NCBI收录号：GQ406048.1）。采用半定量RT-PCR方法检测了amyA1基因在马铃薯茎、叶等不同组织中的表达强度,表明在茎组织中的表达丰度略高。利用生物信息学软件分析了amyA1密码子的偏好性,以期为选择适宜的表达系统提供依据;同时对amyA1的理化性质、细胞内定位、保守结构及高级结构进行了预测。基于NCBI数据库中有物种代表性的29种α-淀粉酶基因序列构建了基因进化树。与NCBI收录的马铃薯α-淀粉酶基因（NCBI收录号：M79328.1）的核苷酸及氨基酸序列同源性达98%。第20至第348范围内的氨基酸残基含有与淀粉酶13家族及亚家族相似的催化活性域（PF00128、SM00624）,第349至第407范围内的氨基酸残基含有α-淀粉酶C-末端β折叠区域（PF07821）。蛋白质结构预测表明氨基酸残基序列有维持淀粉酶活性的（β/α）8桶状结构以及其它几个功能域结构。所构建的基因进化树表明,2个马铃薯α-淀粉酶基因与木薯、苹果的序列同源性较高,与菜豆的次之,与水稻、大麦和玉米等单子叶植物的序列同源性较低。     

茶树海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CsTPS)的克隆及表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是海藻糖合成途径中的一个关键酶.目前,TPS基因的研究多数集中于细菌和真菌等,而对植物的研究较少.本实验通过对茶树(Camellia sinensis(L.)O.Kuntze)全器官转录组文库序列比对,获得一条与其他物种同源性较高的编码TPS基因的EST序列,通过RACE扩增后获得茶树TPS基因cDNA全长序列,命名为Cs TPS(GenBank登录号JQ742017).该基因cDNA全长3 125 bp,包含一个2799 bp的开放阅读框,编码932个氨基酸.多序列比对分析结果表明,Cs TPS基因编码的蛋白具有明显的TPS和TPP两个结构域.系统进化分析表明,其编码的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)、烟草(Nicotiana tabacum)和番茄(Solanum lycopersicum)等植物的TPS同源性较高,且CsTPS与拟南芥TPS1(AtTPS1)的同源性高于TPS2(AtTPS2)和TPS3(AtTPS3).qPCR分析显示,CsTPS基因在茶树不同组织器官中呈现差异性表达.低温诱导促使老叶和嫩叶中的CsTPS基因上调程度明显大于根系,表明CsTPS基因可能参与了茶树抗寒机制.     

鹅生长激素基因的克隆和组织表达

根据鸡的生长激素基因(GH)序列设计引物对鹅总RNA进行RT-PCR反应，将扩增片段进行克隆和测序。结果获得了包括从ATG开头到TGA结尾的651bp的鹅GH基因编码区序列。鹅与鸡的GH基因的编码区高度保守，同源性达92％，演译成氨基酸后同源性达96％；与人和鼠GH基因编码区序列同源性分别为63．81％和74．31％，演绎成氨基酸后同源性分别为52．51％和72．81％。同时用RT-PCR和Northern-blot对鹅12种组织表达差异分析表明鹅GH基因只在垂体和下丘脑中表达。在心脏、肺、肝脏、小肠、胃、腿肌、脾、肾脏、脂肪和睾丸中都不表达。     

不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因cDNA全长的克隆与表达分析

以不结球白菜(Brassicacampestrisssp.chinensis)抗病自交系雪克青为实验材料,通过RACE技术,获得了不结球白菜β-1,3-葡聚糖酶基因的cDNA全长序列。序列分析发现,该基因全长1275bp,编码363个氨基酸,分子量40.66kD,等电点(pI)9.27。推导的氨基酸序列与芜菁bg1基因具有96%的同源性,与拟南芥bg2基因具有61%的同源性,与其它植物β-1,3-葡聚糖酶基因的同源性为49%￣57%。将该序列提交GenBank,登录号为AY836001。Southern杂交显示该基因在不结球白菜基因组中的拷贝数多于1个。半定量RT-PCR分析表明,该基因有低水平的组成型表达,在霜霉病菌(Peronosporaparasitica)诱导后24h其表达量达到高峰。     

HSP27基因在牦牛卵母细胞和体外早期胚胎中的表达

为了探讨牦牛HSP27(heat shock proteins27, HSP27)基因在牦牛卵母细胞和早期孤雌激活胚胎中的表达情况及定位,本试验通过实时荧光定量PCR检测牦牛HSP27基因在未成熟卵母细胞和成熟卵母细胞以及孤雌激活不同时期胚胎中的相对表达量,用免疫荧光染色法检测HSP27蛋白在未成熟卵母细胞和成熟卵母细胞以及孤雌激活不同时期胚胎中的表达与定位情况。结果显示,HSP27基因在牦牛未成熟卵母细胞和成熟卵母细胞以及体外培养孤雌激活不同时期胚胎中均可表达,其中在未成熟卵母细胞中的表达量显著高于成熟卵母细胞;在孤雌激活胚胎中,2~4细胞期表达量最高,囊胚期胚胎表达量最低,随着胚胎的发育,HSP27的表达量呈现逐渐降低的趋势;在2~4细胞期和囊胚期胚胎中的表达与其他组表达存在显著差异性,在5~8细胞期和桑椹胚中的表达无显著差异。免疫荧光染色结果表明,HSP27蛋白在牦牛卵丘细胞和卵母细胞中均有表达,在牦牛孤雌激活2~4细胞期、5~8细胞期和桑椹期胚胎中主要表达于细胞核内和细胞质中,在囊胚期主要表达于细胞核中;而HSP27蛋白的表达水平与基因表达水平基本一致。本研究为后续研究HSP27基因在牦牛生殖生理过程中的作用机制提供了参考。     

天祝白牦牛SRY基因克隆与原核表达

从天祝白牦牛的基因组DNA中扩增了SRY（Sex-determining Region on the Y Chromosome，SRY）基因编码区序列，将其克隆至pGEM-T easy载体并送至生物公司测序，天祝白牦牛SRY基因编码区长687 bp，编码229个氨基酸；对牦牛和奶牛的SRY基因编码区进行序列比对，发现存在2个碱基的变异，造成1个氨基酸的变异；将牦牛SRY基因编码区连接至pET-28a(+)载体，成功构建了表达载体pET-28a/SRY；把表达载体pET-28a/SRY转入大肠杆菌E.coli BL21（DE3）中，在合适的条件下诱导该大肠杆菌，SRY蛋白得到了大量表达；对表达产物进行了Western-blot检测，进一步确定牦牛SRY蛋白得到表达。     

牦牛MT-I/Ⅲ基因cDNA 3′末端全长的克隆与序列分析

摘 要：分别利用基因特异引物YMT-ⅠSP、YMT-ⅢSP和M13 引物，通过RT-PCR和3′-RACE 方法从牦牛肝脏和大脑组织RNA中分别扩增并克隆出了牦牛MT-I / Ⅲ cDNA 3′ 端全长序列（分别为331bp和378bp），其中分别包含MT-I基因编码区全长（183bp）、MT-Ⅲ基因编码区全长（207bp），同时在MT-I / Ⅲ基因cDNA的3′ 末端具有加尾信号AATAAA和多聚腺苷酸尾巴Poly（A）。将牦牛MT-I / Ⅲ cDNA序列在CBI上进行同源性搜索发现，牦牛MT-I/Ⅲ核酸序列特别是其编码区序列在不同哺乳动物中相当保守。牦牛MT-I基因编码的MT-I蛋白由61个氨基酸组成，其中20个半胱氨酸(Cys)，具有保守的三肽结构如：C-X-C，C-C-X-C-C，C-X-X-C等，在分子进化上十分保守；MT-Ⅲ编码的蛋白质由68个氨基酸组成，其中19个Cys，除了具有与MT-Ⅰ相同的以上保守的短肽结构外，牦牛MT-Ⅲ蛋白质的氨基酸序列还具有T、CPCP、GEGAEA等MT-Ⅲ蛋白质特异的保守短肽结构结构，在分子进化上亦很保守。     

采用广义回归神经网络建立酪蛋白乳化性与疏水性关系

为了研究琥珀酰化修饰后酪蛋白乳化性与疏水性关系,该文以琥珀酰化牦牛乳酪蛋白为研究对象,分析了不同酰化程度酪蛋白乳化性及疏水性变化趋势,采用广义回归神经网络建立了牦牛乳酰化酪蛋白乳化性与疏水性关系模型。结果显示,琥珀酰化牦牛乳酪蛋白乳化性和疏水性均与酰化程度、pH值有关,pH值为5以上,随着酰化程度的增加,酪蛋白乳化活性增大;等电点附近,酪蛋白乳化活性较差,等电点之后乳化活性迅速增大。pH值介于2-6时,所有酪蛋白乳化稳定性较强,pH值介于6-11之间时,酪蛋白乳化稳定性差异较小,pH值为12时乳化稳定性有所增加。酪蛋白内荧光与1-苯胺基萘-8-磺酸(1-aniline napthalene-8-sulfonic acid,ANS)外源荧光最大荧光强度和最大发射波长随酰化程度及pH值变化表现出较为复杂的关系。通过广义回归神经网络(generalized-regression-neu-network,GRNN)建立了牦牛乳酪蛋白疏水性参数、pH值、酰化程度与乳化性关系,网络模型对乳化性的预测相对误差小于10%,预测结果良好。研究结果为酪蛋白乳化性研究提供了参考依据。     

熟制方式对牦牛平滑肌食用品质和微观结构的影响

为研究熟制方式对牦牛平滑肌食用品质和微观结构的影响,将牦牛平滑肌分别在水浴熟制(方式1(80℃、60 min)、水浴熟制方式2(100℃、60 min)、蒸汽熟制(100℃、60 min)和高压熟制(0.20 MPa、10 min)4种条件下熟制,测定不同熟制方式下牦牛平滑肌蒸煮损失、热收缩率、剪切力、质构、胶原蛋白含量和微观结构的变化。结果表明,牦牛平滑肌经水浴熟制方式1处理后剪切力较大;经水浴熟制方式2处理后其蒸煮损失和热收缩率较大;经蒸汽熟制其胶原蛋白含量较高;水浴熟制方式2和蒸汽熟制方式下其硬度和咀嚼性均大于水浴熟制方式1和高压熟制。苏木精-伊红染色结果表明,水浴熟制方式1下牦牛平滑肌的肌纤维和肌束膜受热收缩明显;水浴熟制方式2和蒸汽熟制方式下其肌纤维和肌束膜边界清晰,肌束膜膨胀存在于肌纤维之间,肌纤维有明显裂痕;高压熟制方式下其肌纤维断裂程度较大。本研究结果为牦牛平滑肌的精深加工提供了理论依据和数据支持。     

瞬时弹射式蒸汽爆破法制备速溶牦牛骨粉及其理化特性

为解决骨粉的难溶解性及制备耗时问题,该研究采用瞬时弹射式蒸汽爆破(instant catapult steam explosion,ICSE)技术制备速溶牦牛骨粉,并与常规球磨牦牛骨粉进行理化特性比较分析。通过观察不同压力(0.5~1.5 MPa)和不同保压时间(5~30 min)ICSE条件下牦牛骨的液化情况及骨粉得率,以确定牦牛骨粉的制备条件,并通过骨粉化学结构、粒度分布、微观形态、稳定性、蛋白质溶解性和钙离子释放度的测定对比分析了速溶牦牛骨粉和常规球磨骨粉的理化特性。结果显示:1.5 MPa 30 min ICSE条件下制备的骨粉(<500目)得率可达46.16%;与常规球磨牦牛骨粉相比,ICSE牦牛骨粉化学结构无明显变化,但其中值粒径(5.61μm)明显较小(P<0.05),粒度分布均匀并呈正态分布,微观形态均匀规则;ICSE牦牛骨粉的蛋白质溶解度在37、60和100℃条件下分别为97.17%、95.29%和82.07%,均明显高于球磨骨粉(4.07%,6.47%和10.17%)(P<0.05);ICSE牦牛骨粉钙离子释放度为67.42 mg/g,高于常规球磨骨粉(14.25 mg/g);此外,短时间内ICSE骨粉悬浮液在室温条件下无明显沉淀,其溶解性和稳定性优于球磨骨粉。ICSE法制备速溶牦牛骨粉解决了骨粉制备耗时长、溶解性差等问题,为骨粉的制备提供了一种新方法。     

玉米磷酸丙糖转移蛋白（TPT）基因全长cDNA克隆及其在烟草中表达

以玉米黄早四幼苗叶片为材料,通过RT-PCR扩增后获得玉米磷酸丙糖转移蛋白(Triose phosphate translocator．TPT)cDNA 全长片段,对其进行序列分析。结果表明：分离的目的片段核苷酸序列与报道的相比同源率为99.9％,只有1个碱基发生改变。将得到的玉米 cDNA与CaMV35S启动子和NOS终止子融合,构建了正义表达载体,通过根癌土壤杆菌介导转化烟草,转基因植株经PCR和Southern杂交检测,证明TPT基因已整合到烟草基因组上     

西藏牦牛mtDNA 16S rRNA基因的克隆及其遗传多样性分析

本研究首次通过克隆、测序获得了11个西藏牦牛类群共111头个体的mtDNA 16S rRNA基因全序列,并分析了西藏牦牛的遗传多样性、分类关系、起源和分化,为进一步保护和合理利用西藏牦牛遗传资源以及探讨牦牛类群的划分提供分子依据。结果表明：西藏牦牛16S rRNA基因全序列长度为1571 bp或1570 bp（LWQ4）;G＋C平均含量37.8%,具有明显的碱基偏倚性;平均核苷酸多样性（Pi）为0.00291,平均单倍型多样性（Hd）为0.8501±0.0009,111个样本共发现48种单倍型并聚为2簇,表明西藏牦牛具有较高的遗传多样性并存在2个母系起源;Kimura双参数遗传距离范围为0.00098-0.00694,11个西藏牦牛类群划分为2大类：嘉黎牦牛、巴青牦牛、丁青牦牛、工布江达牦牛、帕里牦牛、斯布牦牛、康布牦牛、桑桑牦牛、江达牦牛、桑日牦牛为一类,类乌齐牦牛单独为一类。本研究发现类乌齐牦牛具有较丰富的遗传多样性,并且发现了一个序列特异个体LWQ4,需要对其进行更深入的研究。牛种间的聚类结果显示,西藏牦牛与美洲野牛的亲缘关系最近,与普通牛、水牛的亲缘关系相对较远,本研究支持将牦牛从牛属（Bos taurus）中分离出来,作为一个独立的牦牛属（Poephagus）的观点。