不同品种羊miR-1298-5p及其潜在靶基因TGF-βR1表达的比较研究

旨在探讨miR-1298-5p与TGF-βR1在不同品种羊皮肤毛囊不同发育时期的潜在关系,为研究miR-1298-5p与TGF-βR1对皮肤毛囊发育作用提供理论研究数据。以绒山羊和细毛羊皮肤毛囊组织为材料,通过生物信息学方法预测miR-1298-5p的靶基因,采用qRT-PCR对miR-1298-5p与其潜在靶基因TGF-βR1进行核酸水平表达检测,利用Western blot对潜在靶基因TGF-βR1进行蛋白水平表达检测。生物信息学预测结果表明TGF-βR1的3'UTR存在miR-1298-5p种子区结合位点。miR-1298-5p在绒山羊和细毛羊皮肤毛囊发育的生长期到退行期相对表达量上调而退行期到休止期相对表达量下调,miR-1298-5p在不同品种羊皮肤毛囊不同发育时期呈现差异性表达。绒山羊皮肤毛囊发育生长期TGF-βR1基因m RNA的相对表达量高于细毛羊,而退行期和休止期低于细毛羊;从表达趋势上看,TGF-βR1与miR-1298-5p表达趋势相反,呈现负调控趋势,说明TGF-βR1可能为miR-1298-5p的靶基因。TGF-βR1蛋白在绒山羊皮肤毛囊发育生长期的相对表达量高于细毛羊,而退行期和休止期则低于细毛羊,与核酸水平相对表达量趋势相同,但都与miR-1298-5p表达趋势相反,更进一步说明TGF-βR1可能为miR-1298-5p的靶基因。     

miR-181a-5p靶基因预测及其在鹅卵泡颗粒层中的表达分析

为深入探究miR-181a-5p在鹅颗粒细胞中可能的功能及其作用机制奠定基础。以多个网络数据库资源为基础,通过生物信息学的方法预测可能的靶基因及其信号通路,然后利用q PCR检测miR-181a-5p及其靶基因在不同阶段颗粒层中的表达水平。结果显示,miR-181a-5p在脊椎动物中高度保守;靶基因的GO和KEGG分析发现,miR-181a-5p主要参与调控细胞的增殖、分化、凋亡等过程,多数靶基因主要富集到FOXO、MAPK、PI3K-Akt等信号通路;根据靶基因互作网络图,筛选出10个核心靶基因VEGFA、MAPK1、FOS、KRAS、HRAS、SIRT1、BCL2、ESR1、PTEN和CDKN1A,其中多数靶基因均与细胞增殖凋亡相关。结果表明,miR-181a-5p在2～4 mm表达量最高,但在4～6 mm急剧下降,之后在4～6 mm、8～10 mm、F5这3个阶段均呈现显著上升趋势。miR-181a-5p可能通过靶向调控SIRT1、BCL2、CDKN1B、PTEN等基因,参与FOXO、MAPK、PI3K-Akt等信号通路来调控颗粒细胞的增殖凋亡过程。     

红鳍东方鲀SREBP-1和SREBP-2基因克隆及表达分析

为了研究红鳍东方鲀SREBP-1和SREBP-2基因的功能及在脂肪代谢中的分子机制,从红鳍东方鲀脂肪组织提取总RNA,反转录获得c DNA模板,利用设计的引物PCR扩增获得SREBP-1和SREBP-2开放阅读框(ORF),SREBP-1基因ORF区的c DNA序列长度为3 330 bp,编码1 109个氨基酸,SREBP-2基因ORF区的c DNA序列为3 444 bp,编码1 147个氨基酸。实时荧光定量PCR检测SREBP-1基因在红鳍东方鲀不同组织中的表达特征,结果表明,SREBP-1在脑组织中表达丰度最高,其次为眼、脂肪组织、肠、鳃、脾脏、心脏及肝脏,在肌肉中表达丰度最低。将SREBP-1连接到原核表达载体p ET32a上,利用IPTG对重组质粒p ET32a-SREBP-1在大肠杆菌Rosetta(DE3)进行诱导表达,SDS-PAGE电泳显示在141 k Da处有特异性的条带出现。     

牦牛HDAC2基因克隆及其在睾丸中的表达

旨在克隆牦牛HDAC2(Histone deacetylase 2)基因,预测分析HDAC2蛋白的结构和特性,并检测HDAC2的mRNA在牦牛不同组织以及不同发育阶段睾丸中的表达。将牦牛按年龄划分为幼年组(0.5～1岁)、成年组(4～5岁)及老年组(7～9岁),采集成年组牦牛肝脏、肾脏、肺、胃、脾脏、脑、心脏和卵巢组织以及3个时期的牦牛睾丸组织,利用反转录PCR(RT-PCR)技术克隆获得牦牛HDAC2的基因序列,使用生物信息学的方法预测该基因的序列同源性以及其编码蛋白质的氨基酸序列和结构;通过实时荧光定量PCR检测HDAC2的mRNA在牦牛不同组织中的表达,通过RT-PCR检测HDAC2的mRNA在牦牛不同发育阶段睾丸中的表达,利用色素原位杂交技术检测HDAC2 mRNA在成年牦牛睾丸中的定位。结果表明,HDAC2基因的开放阅读框包含1 467个碱基,编码488个氨基酸,其基因序列在哺乳动物中高度保守。结构预测表明,HDAC2是一个脂溶性疏水蛋白,具有一个组蛋白去乙酰化酶结构域。该基因的mRNA在卵巢和睾丸中的表达较高。HDAC2的mRNA在幼年期牦牛睾丸中的表达显著高于其他时期,在牦牛睾丸中HDAC2的mRNA定位在除精细胞之外的各类细胞中。克隆得到牦牛HDAC2基因序列并明确了该基因在睾丸中的时序表达模式,对于深入探讨HDAC2在牦牛睾丸发育及精子发生中发挥的作用提供了一定的试验数据。     

红鳍东方 SREBP-1和 SREBP-2基因克隆及表达分析

为了研究红鳍东方 SREBP-1和 SREBP-2基因的功能及在脂肪代谢中的分子机制，从红鳍东方脂肪组织提取总 RNA，反转录获得 cDNA 模板，利用设计的引物 PCR 扩增获得 SREBP-1和 SREBP-2开放阅读框（ORF）， SREBP-1基因 ORF 区的 cDNA 序列长度为3330 bp，编码1109个氨基酸，SREBP-2基因 ORF 区的 cDNA 序列为3444 bp，编码1147个氨基酸。实时荧光定量 PCR 检测 SREBP-1基因在红鳍东方不同组织中的表达特征，结果表明， SREBP-1在脑组织中表达丰度最高，其次为眼、脂肪组织、肠、鳃、脾脏、心脏及肝脏，在肌肉中表达丰度最低。将SREBP-1连接到原核表达载体 pET32a 上，利用 IPTG 对重组质粒 pET32a-SREBP-1在大肠杆菌 Rosetta（DE3）进行诱导表达，SDS-PAGE 电泳显示在141 kDa 处有特异性的条带出现。     

MYL3基因在肉牛肌肉生长过程中的功能研究

为了探究肌球蛋白轻链3(Myosin light chain 3,MLC1v或MYL3)基因对骨骼肌转录调控的影响,鉴定其与肌肉生长发育的功能关系。克隆获得MYL3基因,采用生物信息学方法分析基因结构;利用荧光定量PCR技术研究MYL3基因在不同组织及不同时期的表达情况;应用免疫组化方法,定位MYL3基因在背最长肌中表达的位置;应用蛋白免疫印迹方法,研究MYL3蛋白在不同组织及不同时期的表达情况。结果表明:克隆得到布莱凯特黑牛MYL3基因(序列号:NM_001076501.2)CDS序列全长为600 bp,具有完整的阅读框,编码199个氨基酸;进化树分析发现其同源性较高;基因表达分析显示,在心脏中表达量最高,在背最长肌中表达量次之,其他组织几乎不表达,不同时期MYL3基因的表达量随月龄的增加逐渐增加;蛋白表达分析显示,MYL3蛋白主要在骨骼肌肌原纤维的粗肌丝中表达,不同时期蛋白的表达量随月龄的增加逐渐增加。因此,推测MYL3在促进骨骼肌生长发育过程中发挥重要作用。     

牦牛AQP2基因克隆及其在雄性生殖道中的表达研究

旨在克隆牦牛水通道蛋白2基因(Aquaporin 2,AQP2),并检测其在牦牛不同组织及其雄性生殖道发育过程中的表达模式,为探索AQP2在牦牛雄性生殖中的作用机制提供可靠数据。以牦牛为研究对象,利用RT-PCR技术获取牦牛AQP2 cDNA序列,使用生物信息学软件分析其功能和结构。利用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)检测AQP2在牦牛肾、睾丸、附睾、脾脏、脑、肺脏、心脏和肝脏组织中的表达模式以及不同发育时期雄性生殖道中的表达规律。结果显示,得到AQP2基因CDS序列,长816 bp,共编码271个氨基酸,并发现牦牛AQP2基因与黄牛、水牛和山羊的同源性较高,AQP2在睾丸和肾中高表达,显著高于其他组织(P0.05)。免疫组化结果发现,AQP2仅在曲细精管的圆形精子细胞中表达,而精原细胞、精母细胞、长形精子细胞、间质细胞及支持细胞均未见其表达。qRT-PCR结果显示,在牦牛雄性生殖道中,输精管中的AQP2表达量最高(P0.05),且AQP2 mRNA在睾丸和输精管中的表达水平随年龄增长逐渐升高(P0.05),而在前列腺中其表达水平随年龄增加稍有降低,但差异不显著(P0.05)。以上结果表明,AQP2在遗传进化上高度保守,在睾丸和肾组织中高表达,参与精子成熟及运输过程,可能是通过调节水重吸收和液体形成来完成。     

金川牦牛CIDEA基因克隆及其在脂肪组织与脂肪细胞的表达

旨在克隆牦牛诱导细胞凋亡DNA片段化45样效应因子A(CIDEA)基因序列、分析其生物学特性及检测CIDEA基因在牦牛不同组织及脂肪细胞分化中的表达模式。以金川牦牛皮下脂肪组织的cDNA为模板,采用PCR技术克隆CIDEA基因的CDS序列(Coding sequence),对CDS区进行相关的生物信息学分析;设计特异引物,检测该基因在金川牦牛肺脏、心脏、肾脏、脂肪等组织的表达情况;同时分离原代前体脂肪细胞,分析CIDEA基因在脂肪细胞分化过程中的表达趋势。结果表明,金川牦牛CIDEA基因的序列长度为696 bp,其中CDS序列为684 bp,编码227个氨基酸;金川牦牛CIDEA基因与普通牛的同源性最高,核苷酸序列同源性为94.14%,氨基酸序列同源性为99.54%,与鸡的同源性最低,核苷酸序列同源性仅为63.38%,氨基酸序列同源性仅为59.05%,利用MEGA 5.0软件构建进化树显示金川牦牛与牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。蛋白理化性质分析结果表明,CIDEA蛋白是一个不稳定的碱性亲水蛋白,不存在跨膜结构与信号肽;二级结构预测显示CIDEA蛋白中α螺旋占33.92%,无规则卷曲占51.98%。实时荧光定量PCR结果表明,CIDEA基因在金川牦牛脂肪组织中表达量最高,肺脏中表达量最低;在金川牦牛脂肪细胞分化过程中呈现上升的趋势。由此可推测金川牦牛CIDEA基因可能参与牦牛脂肪细胞分化与脂肪沉积。     

玉米纹枯病胁迫相关miRNA功能研究

microRNA (miRNA)是一类内源性的、19~24个碱基长度的小分子非编码RNA, 通过碱基互补调控靶基因的表达, 参与调控植物生长发育, 并在多种非生物与生物胁迫响应中发挥重要作用。但目前关于玉米纹枯病胁迫相关miRNA表达调节与功能尚不完全清楚。利用生物信息学挖掘玉米中的microRNA及其靶基因, 筛选到23条新的玉米miRNA, 预测到89个靶基因。本文在前期研究基础上, 以对纹枯病抗性不同的自交系R15和478作为对象, 采用半定量方法对预测获得部分miRNA前体初步鉴定, 采用实时荧光定量PCR手段对R15和478中表达存在差异的成熟miRNA进行抗纹枯病组织特异性表达验证。结果提示, 部分miRNA在玉米抗纹枯病胁迫过程中可能起着重要的调控作用。     

siRNA干扰lZP3 mRNA表达的研究

【目的】为探索新疆草原兔尾鼠（Lagurus lagurus）卵透明带3（lZP3）在精卵结合中的机理，有效的控制草原兔尾鼠的生育；【方法】将RNA干扰载体pGenesil-ZP31和真核表达质粒p-ACLC一起通过尾静脉大容量快速注射法（Hydrodynamics-based transfection method, HD法）共注射小鼠。【结果】半定量RT-PCR和real-time PCR结果表明，2种质粒共注射时，pGenesil-ZP31的干涉作用至少发生在注射后的8 h到10 d之间；顺序性注射实验中，注射pGenesil-ZP31后间隔8 h和1 d再注射p-ACLC时，pGenesil-ZP31能在一定程度上干涉lZP3 mRNA的表达，间隔3 d以后lZP3 mRNA的表达几乎不受影响，未出现干涉现象。而注射p-ACLC后间隔1 h、2 h、4 h和8 h再注射pGenesil-ZP31，lZP3 mRNA的表达也受到了抑制，间隔24 h时抑制现象则消失；【结论】以载体为基础的体内RNAi过程具有时间依赖性，为在卵母细胞水平进一步研究siRNA对lZP3的干涉机制提供借鉴。     

MEF2a基因在肌肉组织中的表达研究

分别取90日龄、180日龄和270日龄大白猪心肌、背肌和腿肌,提取总RNA,设计并合成猪MEF2a引物,以β肌动蛋白作为内参,利用Real-time PCR方法检测不同日龄大白猪肌肉组织中MEF2a基因mRNA的表达。结果表明,不同日龄大白猪的心肌和背肌中,MEF2a基因mRNA的表达水平无显著差异,在腿肌中有显著差异（P<0.05）。从90日龄到270日龄,MEF2a基因在心肌、背肌和腿肌的表达水平均差异显著（P<0.05）,腿肌最高,其次是背肌,心肌最低。据此推测,MEF2a基因在猪成体后的肌肉组织中,主要是促进Ⅰ型肌纤维的生成,而不再是介导细胞分化。     

陆地棉MADS-box基因GhMADS13的功能分析

为了研究GhMADS13的功能,利用NCBI上提交的序列设计引物进行PCR扩增,扩增序列与提交序列的ORF (Open reading frame)的一致性为100％.qRT-PCR结果表明:棉花的各个组织中,GhMADS13在花中的表达量最高,是表达量低的根的几百倍;花器官中GhMADS13在萼片、花瓣、雄蕊、心皮和胚珠中都有表达,表达量虽有差异,但差异不大,其在胚珠中的表达量最高.将GhMADS13插入到pBI121载体上,构建了植物超表达载体.通过浸花法转化拟南芥,获得了2个转基因株系,分子检测和表型数据统计的结果表明GhMADS13的转录水平越高植株越矮小,角果的长度越短,种子的数目越少.根据GhMA DS13的qRT-PCR结果和异位表达分析,推测GhMADS13主要抑制胚珠的发育.     

Bt抗虫棉新品系毒蛋白表达差异分析

【目的】本研究旨在探讨部分抗虫棉不抗虫的原因。【方法】通过室内生物测定、卡那霉素、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条、PCR分析、Southern blot检测和Bt蛋白含量检测等方法分析了23个抗虫棉新品系的抗虫性。【结果】生测结果表明供试品系间幼虫死亡率差异显著。卡那霉素、Bt-Cry1Ab/Ac试纸条、PCR分析和Southern blot检测结果表明,Bt基因在供试材料中整合并稳定遗传且为单拷贝。RT-PCR结果表明,各试验品系Bt基因相对表达量差异较大,花期叶片Bt基因的相对表达量最高;Bt蛋白检测结果发现抗虫棉Bt蛋白表达量在生育前期大于后期,营养器官中的大于生殖器官,不同年份Bt蛋白含量差异显著。幼虫死亡率与Bt基因相对表达量的相关系数仅为0.1745,与Bt蛋白的相关系数为0.7130,表明Bt蛋白含量越高,抗虫性越好;各组织器官的Bt蛋白与Bt基因的相对表达量相关系数为-0.3659~0.2542,二者表达趋势不一致,表明遗传背景对抗虫棉Bt蛋白的表达具有一定影响。且Bt基因可能在转录后受到调控导致Bt蛋白含量发生变化,从而影响了抗虫棉的抗虫性。【结论】这些结果有望为抗虫棉育种提供参考。     

炎热气候条件下母猪妊娠后期不同组织中GRα mRNA的表达规律研究

本研究主要揭示炎热气候条件下母猪妊娠后期各组织器官GRαmRNA的表达规律,以期为GRα在母猪的热应激环境下的分子生理机制研究提供参考。试验选用12头妊娠母猪,根据妊娠日龄不同分为2组,每组6头,分别是妊娠90、110天。按照常规方法屠宰母猪,迅速采集脑、卵巢、心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏,液氮速冻后-80℃保存,提取RNA,反转录,利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法检测各组织中GRαmRNA的相对表达量。结果显示：妊娠90天和110天时,GRα的mRNA表达丰度依次分别表现为：90天丰度,肺脏〉脾脏〉肝脏〉肾脏〉脑〉卵巢〉心脏;110天丰度,脾脏〉肺脏〉肝脏〉肾脏〉卵巢〉心脏〉脑。其次,妊娠110天与90天相比,GRαmRNA的相对表达量除了在肺脏和脑中极显著降低（P〈0.01）,在肝脏中显著降低之外（P〈0.05）,其他组织则未表现出显著性变化（P〉0.05）。结果表明：炎热气候条件下,母猪体内GRαmRNA优先在肺脏和脾脏中表达,其次是肝脏和肾脏,在脑、卵巢和心脏中的表达量最低,这种变化随妊娠时间延长更为明显,但同时表现出较明显的组织特异性。     

RNA干扰及其植物抗病毒应用

【研究目的】RNA干扰(RNA interference,RNAi)是分子生物学研究领域的一项新兴技术,在动植物的遗传改良、功能基因组、基因治疗等研究中广泛应用;【方法】它是指一些小的双链RNA分子介导的、序列特异的转录后基因沉默现象;【结果】本文就RNA干扰的作用机制、RNA干扰与植物病毒间的互作以及RNA干扰表达载体构建的一些研究进展进行了综述;【结论】随着RNAi研究的进一步深入,RNAi必将成为遗传育种工作者培育抗病毒植物的有力手段,促进植物抗病育种的发展。     

甘蓝自交不亲和相关基因BoPUB9的克隆及表达分析

自交不亲和性(self-incompatibility,SI)是指植株的雌蕊对自身花粉和异体花粉进行识别从而抑制自身花粉萌发的特性, PUB (Plant U-Box)蛋白在植物抗逆及信号转导过程中起着重要的作用。本研究通过分析甘蓝自花授粉0～60min的柱头转录组数据,筛选到1个受自花授粉诱导上调表达的PUB蛋白编码基因BoPUB9。BoPUB9 cDNA序列长度为1368 bp, gDNA序列全长1720 bp,含有1个臂重复结构域和1个U-box结构域。荧光定量PCR结果显示, BoPUB9基因在甘蓝的不同组织中均有表达,在萼片中的表达量最高,花瓣、雄蕊、柱头表达量次之,在花粉花蕾中表达量相对较低,同GUS染色结果保持一致。BoPUB9基因在自花授粉0～30 min内快速上调表达, 15 min后为异花授粉后表达量的20多倍,在30min后达到差异最大,自花授粉后的表达量为异花授粉的40多倍。亚细胞定位结果显示,BoPUB9蛋白在细胞核和细胞质中均有表达,且BoPUB9蛋白在大肠杆菌中被成功诱导表达,相对分子质量为51 kD,与预测结果一致。酵母双杂交与poll-down结果显示...     

青虾泛素特异性蛋白酶9基因Usp9全长cDNA序列的克隆及表达分析

本研究首次克隆了青虾的Usp9 (ubiquitin-specific protease 9)基因全长 cDNA序列,并在青虾中使用荧光定量 PCR 技术首次检测了 Usp9 基因在不同组织和发育阶段中的表达变化。青虾 Usp9 基因cDNA全长 1259 bp,包括 162 bp的 5’ UTR, 978 bp的开放阅读框以及 116 bp的 3’ UTR。氨基酸序列比对分析显示,青虾 Usp9蛋白与太平洋牡蛎(Crassostrea gigas)、凤仙花熊蜂(Bombus impatiens)及灰短尾负鼠(Monodelphis domestica)的蛋白相似度分别为 99%、 97%和 95%。应用 MEGA5.1软件对青虾与其他物种的 Usp9氨基酸进行系统进化树分析,结果表明,青虾 Usp9与同为甲壳纲的钩额型蚤状溞聚为一支,具有最近的亲缘关系。采用荧光定量 PCR技术检测了 Usp9基因的时空表达,水温 28℃时, Usp9基因在青虾发育的后幼体发育期第 5天 PL5出现表达高峰。Usp9基因在 6种成体组织中均有表达,表达水平依次为：脑＞腹神经＞精巢＞卵巢＞肌肉＞肠。而在雌雄组织差异表达分析表明,精巢中Usp9基因表达量比卵巢的比值为 2.86,脑组织中雄虾的表达量比雌虾为 2.27,差异均为极其显著(P＜0.01)。这表明Usp9基因的表达和雄性偏向基因趋势是一致的（雄性表达：雌性表达≥1.5）。本研究为进一步开展青虾Usp9基因功能等相关研究奠定了基础,并可为青虾性别的遗传调控机制研究提供参考。     

甘蓝型油菜G3PDH和PK基因对氮肥的响应

氮肥作为植物生长最重要营养元素，其施用量的多少也是至关重要的。为了研究氮肥施用量对油菜含油量以及相关基因表达水平的影响，本研究以甘蓝型油菜宁油22作为材料，在0 kg/hm2、320 kg/hm2和640 kg/hm2三个不同氮肥水平下分别测定宁油22种子和角果皮的含油量，同时检测G3PDH和PK基因在不同氮肥水平下以及不同组织中的表达含量。结果发现，随着施氮量的增加，宁油22含油量下降，在0 kg/hm2和320 kg/hm2水平下下降不明显，在640 kg/hm2水平下明显下降，并且G3PDH和PK基因随着施氮量的增加，两个基因表达量均增强。本研究还分别分析了G3PDH和PK基因在种子跟角果皮中的比值以及开花30天后跟开花15天后的表达比，结果表明G3PDH基因在种子与角果皮的比值跟开花30天后跟15天后的表达比，均在640 kg/hm2水平下达到最高；PK基因在种子与角果皮中的比值在640 kg/hm2水平下达到最高，在开花30天后跟15天后的表达比在0kg/hm2水平下达到最大。