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。     

骨形态发生蛋白2(BMP2)基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育不同时期的表达

为探讨调节内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育相关基因及其作用机理,采用原位杂交和荧光实时定量PCR方法对BMP2基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊中的表达情况进行了检测,分析了其可能的作用方式。原位杂交结果表明,该基因在内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育休止期毛干周围有强烈的表达信号,在兴盛期不表达;荧光实时定量PCR结果显示,该基因在休止期皮肤毛囊的表达量是兴盛期的27.8倍。综合上述试验结果,推测BMP2基因在毛囊发育过程中主要起抑制毛囊生长发育、维持毛囊处于休止期的作用,且可能参与新一轮的毛囊重建,因此,可将BMP2基因作为绒山羊育种过程中提高其产绒量的一个潜在的分子靶点。     

不同发育阶段绒山羊皮肤中FGF5基因mRNA表达的RT-PCR检测

为深入研究成纤维细胞生长因子5对毛囊生长发育的生物学功能提供理论依据。在10月左右和1月左右,即皮肤毛囊处于生长旺期和退行期时采集了12只内蒙古阿尔巴斯白绒山羊皮样,利用TRIZOL试剂盒提取皮肤总RNA(一步法),利用RT-PCR方法检测FGF5基因在绒山羊绒毛周期性生长不同阶段皮肤中的表达分布情况,试验结果表明,FGF5基因mRNA在绒山羊毛囊生长旺期和退行期均有表达,却只得到了一种剪切形式的表达,经测序是长片段,而缺失外显子2的短片段形式没有检测到。     

牛游离脂肪酸受体1基因研究

ffar-1在胰腺组织和神经系统中均有着重要作用,但其作用机制,尤其是在神经系统中的机制仍不清楚.以牛ffar-1基因为研究对象,通过生物信息学预测并分析该基因的核心启动子区域,利用5'RACR技术扩增牛ffar-1基因mRNA 5'UTR区域,同时构建牛ffar-1基因真核表达载体并在真核细胞中进行表达.生物信息学分析表明,牛ffar-1基因核心启动子属于TATA-less,Int-DPE类型；5'RACE结果将牛ffar-1基因mRNA序列向上游推进了726 bp;成功构建了牛ffar-1真核表达载体pIRES-EGFP-bffar-1,并在真核细胞中进行了表达.从启动子序列、mRNA 5'UTR及真核细胞表达3个方面对牛ffar-1基因进行了初步研究,为该基因功能及调控的相关研究提供理论和试验依据.     

参与杉木次生壁合成调控的转录因子ClMYB4的克隆及在大肠杆菌中表达

植物次生壁及木质素生物合成过程在转录水平上受到某些R2R3-MYB基因家族成员的调控,如AtMYB46和PtMYB4。本研究在杉木发育木质部中克隆了一个全长为1453bp的R2R3-MYB基因cDNA序列,编码413个氨基酸残基的预测蛋白。生物信息学分析发现它与火炬松PtMYB4的序列相似性最高,且与AtMYB46、PtMYB4和EgMYB2次生壁合成调控基因在系统进化上聚为一类。因此,命名为ClMYB4。本实验构建了ClMYB4基因的原核表达载体pET-30b-ClMYB4,并在大肠杆菌Rosetta中实现了高效表达和纯化,为进一步研究转录因子ClMYB4在调控杉木次生壁发育过程的下游靶基因及相关顺式作用元件提供基础。     

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。     

枸杞Lb14-3-3b基因的克隆及其在不同组织中的表达

在前期枸杞花药发育蛋白质组差异研究的基础上,利用RT-PCR技术,从宁夏枸杞"宁杞1号"花药中克隆出了一个花药发育相关蛋白基因。根据生物学信息分析,该基因属于14-3-3蛋白基因家族,命名为Lb14-3-3b,并对基因序列及其编码的氨基酸序列基本性质进行分析,预测其编码蛋白的二、三级结构。利用基因枪法将融合有绿色荧光蛋白(GFP)的表达载体转入洋葱表皮细胞,分析Lb14-3-3b基因的亚细胞定位。采用q RT-PCR技术分析了Lb14-3-3b基因在枸杞不同组织中的表达,并构建了Lb14-3-3b基因的正、反义表达载体p Cambia1305.1-35s-Lb14-3-3b(+)及pCambia1305.1-35s-Lb14-3-3b(-)。结果表明:Lb14-3-3b基因的ORF长747 bp,具有14-3-3蛋白家族保守结构域。枸杞Lb14-3-3b与马铃薯、番茄的14-3-3蛋白处于进化树同一分枝上,亲缘关系最近。该蛋白是一个主要由α-螺旋构成的异源二聚体,它的两个亚基形成了一个靶蛋白结合活性中心。Lb14-3-3b亚细胞定位于细胞质中,该基因在枸杞生殖器官中优势表达。成功将Lb14-3-3b基因的ORF插入植物表达载体的CaMV35s启动子后面,并将Lb14-3-3b基因的正、反义表达载体转入农杆菌GV3101中。为进一步探究该基因在枸杞花药发育中的调控机制提供了载体和研究基础。     

鸡FSHβ和ESRα基因SNPs分析与早期产蛋性能关系

采用PCR-SSCP法对85羽绿壳蛋鸡进行促卵泡激素β亚基(FSHβ)和雌激素受体α亚基(ESRα)基因多态性检测并测序,分析其与早期产蛋性状的关系.基因FSHβ和ESRα都发现了多态,测序结果表明: FSHβ pro 2位点有3 处SNPs,分别是:A-464G,-450插入碱基A,A-405G.FSHβ exon 3有1处碱基突变,即A2447G;ESRα基因5＇-UTR区有4处碱基变异,分别是:A-34G,T-76C,T-79C,C-102T.ESRα基因内含子1 区发现3处SNPs,分别是:T122C,A155G,C169T.与早期(36周)产蛋关系分析表明,FSHβ基因调控区的AA基因型36周平均产蛋量显著高于AB 型(p＜0.05),没有发现BB型,外显子3的AA型和AB 型开产日龄呈显著相关(p＜0.05),也没发现BB型; ESRα基因5＇侧翼调控区的CC型和CD型36周平均产蛋量差异显著(p＜0.05),而没发现DD型,其他均不显著(p＞0.05).     

棉花GaLMI1-like基因功能及其启动子表达分析

LMI1基因是叶片锯齿状结构发育调控的关键基因。为了研究棉花鸡脚叶发育的机理,通过PCR扩增技术从A基因组棉花亚洲棉石溪亚1号中克隆出GaLMI1-like基因及其启动子序列,大小分别为681,1 439 bp。结构域分析发现,GaLMI1-like蛋白含有与陆地棉中同源基因一样的homeobox结构域,进一步构建了GaLMI1-like基因过表达载体p6MYC-GaLMI1-like,转化拟南芥后验证了GaLMI1-like基因具有调控叶片缺刻表型发育的功能。对启动子序列进行顺式作用元件分析,发现其除了具有CACA-box和TATA-box等基本作用元件外,还具有光响应及根、茎和叶肉特异性表达相关元件。构建了GaLMI1-like启动子的GUS融合表达载体并转化拟南芥,GUS染色结果显示,该启动子能够驱动GUS基因在根中柱、茎和叶片中表达,其中在叶片中染色较深。上述结果表明,GaLMI1-like基因具有调控缺刻叶形成的功能,且此调控棉花叶形发育的功能是通过GaLMI1-like启动子调控其在叶片中强表达实现的。     

参薯miR156和靶基因SPL特征分析

参薯(Dioscorea alata)在热带和亚热带广泛种植,为该地区的人提供了粮食,具有重要的经济价值。miR156及其靶基因SPL对植物的生长发育的调控起到重要的作用,为了分析参薯中miR156-SPL的调控模块,本研究对参薯miR156基因位点和对应靶基因进行预测和验证。基于参薯基因组以及转录组信息,一共得到DamiR156的8个基因位点,预测了miR156的6个靶基因,其中4个属于SPL基因家族。多序列比对分析发现8个Da-miR156的前体序列在发卡区高度保守,根据序列同源性可以分为3组。表达谱数据和RT-qPCR表明DamiR156在参薯组培再生植株的叶、茎、块茎各个组织表达量远高于田间参薯,且在块茎中表达量也高于其他组织,初步推断Da-miR156在薯块发育的过程中发挥作用。5'-RLM-RACE实验验证了DaSPL被miR156切割的位点,为开展参薯SPL基因功能分析提供了参考依据。本研究通过对参薯mi R156和靶基因SPL特征研究为分析miR156-SPL调控模块在参薯薯块发育中的作用打下科学基础。     

黑曲霉木聚糖酶结构基因和5'调控区基因克隆及其分析

以黑曲霉(Aspergillus niger)A3的基因组DNA为模板,根据已报道的xynB基因序列设计简并引物,在合适的PCR反应条件下有效地扩增出了xynB的结构基因及其5＇调控区序列片段,并克隆到pBS-T载体上,序列测定表明,该目的片段全长1 611 bp.通过序列分析:结构基因部分长744 bp,其中含有一个66 bp的内含子和18个氨基酸的信号肽序列;xynB基因的cDNA序列大小为678 bp,编码225个氨基酸,与GenBank上检索的木聚糖酶基因的核苷酸序列同源性最高达98%,氨基酸序列同源性达99%.在翻译起始点上游92 bp和118 bp处找到转录起始位点和类"TATA"box的核心启动子区特征元件以及"CAAT"box,表明所克隆的调控区序列具有真核生物启动子特点,这为构建木聚糖酶高效表达载体,用于工业育种奠定了基础.     

猪传染性胃肠炎病毒S基因A抗原位点的克隆及原核表达载体的构建

【研究目的】对猪传染性胃肠炎病毒S基因A抗原位点进行克隆和原核表达载体的构建。【方法】参考GenBank上公布的TGEV S基因A抗原位点序列,应用Primer6.0设计一对含酶切位点的引物,用于RT-PCR扩增A抗原位点目的片段,将扩增产物连接于paesy-T克隆载体上构建克隆载体,用EcoR I和Xhol I对表达载体PET-32a（+）和重组质粒进行酶切,将酶切产物亚克隆至PET-32a（+）多克隆位点上,连接、转化至BL21(DE3),构建A位点的原核表达载体,并对阳性重组质粒进行酶切、PCR和测序鉴定。【结果】所扩增的目的片段的大小为534bp,与原核表达载体连接后,经核苷酸及推导的氨基酸序列分析表明,该基因与其它猪传染性胃肠炎病毒相应基因具有很高的同源性,说明成功地构建了TGEV S 基因A抗原位点的原核表达载体。【结论】TGEV S 基因A抗原位点原核表达载体的成功构建,填补了中国国内单独针对此位点进行研究的空白,也为TGEV诊断方法的建立提供良好的技术基础。     

CRISPR/Cas9介导靶向敲除拟南芥REVOLUTA基因突变体的鉴定

CRISPR/Cas9系统可对植物的内源基因进行定点编辑,为获得基因缺失突变体提供了新的工具。HD-ZipⅢ家族成员REVOLUTA(REV)是植物发育过程中的关键转录因子。本研究利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对拟南芥REV进行特异性定点编辑,构建REV基因编辑表达载体,并利用农杆菌介导的花序浸染法将其转入拟南芥。经潮霉素抗性平板筛选和PCR扩增及测序鉴定,获得7棵转基因株系。对转基因植株REV基因的测序结果显示,有3株均成功在靶点1处产生编辑,且其中1株在靶点2处也成功编辑。该基因编辑突变体的获得为后续深入研究REV基因在拟南芥形态发育过程中的作用提供了新的遗传材料。     

Functional Identification of Cotton U3 and U6 Promoters in the CRISPR/Cas9 Genome Editing System

[Objective] The function of U3 and U6 promoters that were cloned from sea-island cotton were identified in order to provide more available U3 and U6 promoters for the construction of cotton CRISPR/Cas9 multi-sites gene editing system. [Method] Two CRISPR/Cas9 gene editing vectors were constructed, in which sgRNA were driven by GbU6-7P and GbU3-2P, respectively, and GGB, a negative regulator in drought tolerance, was used as target gene. The function of the vector were identified in cotton leaf protoplast of Xinhai 16. The core fragment of CRISPR/Cas9 gene editing vector were enriched by Polymerase chain reaction method and were delivered into protoplast through PEG transient transformation. Then genomic DNA were extracted from protoplast. Gene mutations were analyzed using Enzyme digest/Polymerase chain reaction and sequenced. Finaly the mutation efficiencies of the CRISPR/Cas9 system were calculated and the frequency distribution of the mutation in target site were drawn in order to confirm the authenticity of the mutation. [Result] All type of mutation in target loci were base substitution. [Conclusion]Both CRISPR/Cas9 gene editing systems based on GbU3-2P and GbU6-7P promoters could successfully edit the sequence of cotton GGB gene and cause gene mutation.     

水稻microRNA1876功能验证与生物信息学分析

MicroRNA (miRNA)是一类由内源基因组转录的有基因调控功能的非编码短序列RNA,在动植物中参与转录后基因表达调控。为了研究Osa-miRNA1876基因功能,本研究对Osa-miRNA1876进行生物信息学分析,分析出启动子区间有与逆境相关的主要顺式作用元件ARE、GC-motif、GT1-motif、Sp1和LTR,并预测到了靶基因Os02t0476700-01。通过茎环法q RT-PCR,以水稻U6基因为内参基因,对Osa-miRNA1876在水稻分蘖期进行了相对定量。在水稻基因组中,克隆得到Osa-miRNA1876的前体基因,并根据Osa-miRNA1876序列设计了短串联靶标模拟物(short tandem target mimic, STTM)功能片段;将二者整合到植物表达载体pCAMIBA1390,分别获得了过表达载体pOsa-miRNA1876-OE和干扰载体pOsa-miRNA1876-STTM。用于后续的Osa-miRNA1876基因功能研究。     

应用荧光定量PCR对细粒棘球绦虫miRNAs在虫体不同发育阶段表达量的研究

为确定通过Solexa高通量测序鉴定出的大量细粒棘球绦虫miRNAs序列在不同生活史阶段的表达量。采用SYBR染料法和Race试剂盒相结合的荧光定量方法对原头节和生发层阶段的miRNAs表达进行了检测分析。结果表明：两阶段miRNAs表达差异较大,其中mir-71、mir-7、mir-1和mir-19在生发层阶段表达量较高,而let-7则在原头节阶段表达较高。说明这些miRNAs可能在细粒棘球绦虫发育阶段的基因转录调控中起着重要作用。