西农萨能奶山羊INSIG-1编码区的克隆、序列特征分析和组织表达

【目的】克隆西农萨能奶山羊胰岛素诱导基因1（INSIG-1）编码区,并对其进行序列特征分析和组织表达规律研究。【方法】提取西农萨能奶山羊总RNA,反转录cDNA后进行PCR反应,对克隆得到的INSIG-1序列进行生物信息学分析。用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测INSIG-1在皮下脂肪、胸部肌肉、乳腺、肝脏、肾脏、心脏、肺、脾脏、瘤胃、小肠10个组织中的表达情况。【结果】获得西农萨能奶山羊INSIG-1基因1 014bp序列（Gen-Bank登录号JQ665439）,其中编码区序列长度为831bp,编码276个氨基酸。西农萨能奶山羊INSIG-1编码区与牛（GenBank登录号NM₀01077909）的亲缘关系最近,相似性达97%,编码氨基酸序列的相似性达90%,而与小鼠（GenBank登录号NM₀25836）的亲缘关系较远。预测INSIG-1蛋白质分子量为29.70ku,理论等电点为8.99;IN-SIG-1蛋白质具有5个跨膜螺旋结构,且有较强的疏水性,不含信号肽。RT-qPCR检测结果表明,在西农萨能奶山羊10个组织中INSIG-1均有表达,其中在肝脏中的相对表达量最高,皮下脂肪、胸部肌肉、肺次之,在心脏中的相对表达量最低。【结论】克隆得到了西农萨能奶山羊的INSIG-1基因,并探明了其组织表达规律。     

CSN1S2和CSN3基因表达量与西农萨能奶山羊产奶性状的关系

【目的】研究酪蛋白中αs2酪蛋白(CSN1S2)基因和K酪蛋白(CSN3)基因在西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量及其与产奶性状的关系。【方法】根据山羊CSN1S2和CSN3的mRNA序列(CSN1S2:AJ289716,CSN3:EF564258)设计实时定量特异性引物,采用实时荧光定量PCR法,对年均产奶量不同的3组西农萨能奶山羊进行mRNA转录水平上的相对定量分析,并测定乳脂和乳蛋白的含量,同时对扩增出的mRNA片段进行克隆测序。【结果】CSN1S2基因在第1组15只西农萨能奶山羊(年均产奶量为(1 100.00±15.00)kg)乳腺组织中的相对表达量是第2组15只奶山羊(年均产奶量为(600.00±12.00)kg)的2.47倍,二者差异极显著(P0.01);CSN3基因在第1组西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量是第2组的3.10倍,二者差异极显著(P0.01);测序后进行序列比对发现,目的mRNA片段与山羊CSN1S2和CSN3基因的同源性均为100%;CSN1S2基因在西农萨能奶山羊乳腺组织中的表达量与乳汁中蛋白质含量相关性不显著,与脂肪含量呈显著负相关;CSN3基因的表达量与乳汁中蛋白质含量呈显著正相关,与脂肪含量相关性不显著。【结论】CSN1S2基因和CSN3基因在西农萨能奶山羊乳腺中的表达量对乳蛋白和产奶量有显著影响(P0.05),可作为西农萨能奶山羊产奶性状选育的候选基因。     

西农萨能奶山羊脂肪酸合酶基因启动子的克隆及活性测定

【目的】克隆测定西农萨能奶山羊脂肪酸合酶基因（Fatty Acid Synthase,FAS）启动子的全长序列,进行活性区域分析,为奶山羊FAS基因功能和表达调控机理研究提供依据。【方法】根据牛和人脂肪酸合酶基因启动子的同源序列以及西农萨能奶山羊脂肪酸合酶基因5′UTR区域,分别设计上、下游引物,以西农萨能奶山羊全血DNA为模板克隆启动子序列。依据生物信息学分析结果重设引物,将FAS启动子基因分段克隆并连接到荧光素酶表达载体PGL-3,与Psv-β-半乳糖苷酶对照载体共转染293、MCF-7细胞,进行荧光素酶活性检测和β-半乳糖苷酶的活性检测。【结果】FAS基因启动子序列全长2 640 bp,与牛、人FAS启动子序列同源性90％以上,包括数个潜在SP1、Ets、LSF等转录因子结合位点和CCAAT框、GC框。-1 040—-340 bp处可能包含启动子活性中心,通过启动子缺失片段试验将活性中心范围缩小至-721—-540 bp之间。【结论】通过克隆FAS基因启动子区域,分析表明启动子前端存在负调控元件,找出了启动子最小活性中心。     

6个微卫星基因座与西农萨能奶山羊产羔数相关性的研究

选择与羊高繁殖力嚓密关联的微卫星基因座OarAl7,101、BMl329、OarHH55、BMl43、BMS2508和LSCV043,分析其在西农萨能奶山羊群体中的遗传多态性及与西农萨能奶山羊产羔数的关系。结果表明：6个微卫星基因座在西农萨能奶山羊中的有效等位基因数在6．5713～8．9925,多态信息含量在0．8301～0．8781,属于高度多态基因座。6个微卫星基因座对西农萨能奶山羊产羔数的效应分析表明：OarAEl01基因座的109bp等位基因、OarHH55基因座的165和140bp等位基因、BMS2508基因座的140bp等位基因,BMl43基因座的124bp等位基因、BM]329基因座的219bp／185bp基因型以及LSCV043基因座的140bp／120bp基因型,均对西农萨能奶山羊产羔数具有正效应。以上6个微卫星基因座可作为西农萨能奶山羊产羔性状候选基因的遗传标记。     

草鱼LXRα基因的克隆及表达研究

【目的】克隆草鱼肝X受体α亚型(Liver X Receptorα,LXRα)cDNA序列,分析其在草鱼不同组织中的表达情况及n-3HUFA对草鱼肝胰脏LXRα基因表达的影响。【方法】以草鱼肝胰脏组织为材料,采用RT-PCR技术对其LXRα基因cDNA进行克隆分析,运用生物信息学的方法分析该基因序列同源性。检测LXRα基因在草鱼10种组织中的表达情况。以含0.52%n-3HUFA的饲料饲喂草鱼95d后,用实时定量PCR法检测n-3HUFA对肝胰脏LXRα表达的影响。【结果】克隆得到了草鱼LXRαcDNA序列(GenBank注册号为:FJ965309),其ORF序列长度为1 230bp,编码409个氨基酸,预测该蛋白分子式为C2083H3343N581O611S30,分子质量为47 263.7u,等电点pI为7.91,半衰期为30h。该蛋白质具有哺乳动物的LXRS特征:包括DNA结合位点(DBD)、p-box,配体结合域(LBD)、激活功能-2(AF-2)区域、D-box、D区域(D region)和属于2个锌指结构的8个半胱氨酸;与其他物种LXRα的同源性为70.7%~100%,其中与鲤鱼和斑马鱼的同源性分别达100%和94.6%。LXRα基因在草鱼肝胰脏、肌肉、心脏、鳃、精巢、肾脏、脑、脾脏、肠、腹腔脂肪等10种组织中均有表达,其中在精巢中表达水平最高(P0.05),在肌肉中表达水平最低(P0.05);饲喂n-3HUFA可显著抑制草鱼肝胰脏LXRα基因的表达水平(P0.01)。【结论】克隆获得了草鱼LXRα基因cDNA序列,该基因在多种组织中均可表达,其编码的氨基酸序列与其他物种相似性较高,在动物进化中比较保守;n-3HUFA可通过影响草鱼肝胰脏LXRα基因的表达,调控草鱼的脂质代谢。     

鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的克隆、组织表达谱和序列特征分析

 【目的】克隆仙湖肉鸭肝脏基础型脂肪酸结合蛋白Lb-FABP基因的cDNA,并进行组织表达谱和蛋白结构分析,为肉鸭的分子育种提供基础资料。【方法】通过比较基因组学,采用RT-PCR和RACE技术,获得了Lb-FABP基因的cDNA序列全长序列;并采用半定量PCR分析了Lb-FABP基因在16个组织的表达;通过生物信息学方法预测了Lb-FABP基因的蛋白结构。【结果】仙湖肉鸭Lb-FABP基因的cDNA全长548bp,包括97bp长的5′非翻译区(5′UTR)和70 bp长的 3′非翻译区(3′UTR)以及381 bp开放阅读框(ORF,含终止密码子)。Lb-FABP基因组序列包括4个外显子和3个内含子,3个内含子分别长为991 bp、292 bp和713 bp。在所检测的16个组织中Lb-FABP基因mRNA均有表达,尤其在肝脏组织中的表达明显高于其它组织。Lb-FABP理化性质表明该蛋白为一偏碱性蛋白,无明显的信号肽和跨膜区域;蛋白二级结构主要由β折叠和少量的α螺旋、loop环构成,预测发现在第5—22氨基酸残基处存在一个细胞溶质脂肪酸结合蛋白活性功能区;其三维结构由反向平行的10条β链及2条短α链组成的有一开口的“蛋白桶”构成。Lb-FABP基因氨基酸序列与鸡的该基因氨基酸的相似性为97.0%,与其它非哺乳脊椎动物的同源性达80%以上,比对尚未发现哺乳动物存在该基因。【结论】成功克隆肉鸭Lb-FABP基因cDNA序列以及基因组序列,该基因在肝脏组织的表达高于其它组织,并获知在5—22氨基酸处存在其蛋白活性功能区。     

西农萨能羊乳腺脂肪酸合酶基因exon 9-15的克隆与序列分析

【目的】山羊FAS基因exon 9-15编码的乙酰/丙二酸单酰基转移酶（acetyl-CoA and malonyl-CoA transacylases,AT/MT）区域对山羊乳短、中链脂肪酸的合成起重要调控作用。本研究针对西农萨能羊乳腺FAS基因exon 9-15进行克隆和序列分析。【方法】以处于泌乳期28 d的西农萨能羊乳腺组织mRNA反转录的cDNA为模板,通过RT-PCR方法首次扩增出西农萨能羊乳腺FAS基因exon 9-15的cDNA序列全长及exon 8 的3′端和exon 16 的5′端部分cDNA序列（GenBank收录号为DQ 915966）,并对其进行了同源性分析和功能预测。【结果】克隆片段全长1 449 bp,其中包括exon 9-15共1 388 bp、exon 8的3′端9 bp和exon 16 的5′端52 bp,编码483个氨基酸,包含编码的AT/MT区域951 bp（454～1404 nt）;西农萨能羊乳腺FAS基因exon 9-15与牛（NM_001012669）,人（NM_004104）,大鼠（NM_017332）和鸡（NM_205155）核苷酸序列相似度分别为95%、85.7%、82.7%、73.2%,氨基酸相似度分别为92.9%、77.7%、82.3%、64.7%;exon 10较其它物种缺失1个氨基酸。【结论】克隆获得西农萨能羊FAS基因片段全长1 449 bp,外显子9-15大小分别为463、185、190、95、135、204和116 bp;核苷酸及氨基酸序列与牛相应序列的同源性均高于其它物种;AT/MT区域的活性位点在各物种间均为高度保守的丝氨酸,但西农萨能羊exon 10较其它物种缺失1个氨基酸,这可能对AT/MT区域的空间构象及其生理功能产生重要影响。本研究为西农萨能羊FAS基因cDNA全长克隆以及基因功能研究奠定了重要基础。     

西农萨能山羊锌指蛋白基因Ubi-d4的筛选、克隆和生物信息学分析

 【目的】克隆西农萨能山羊泌乳中期和后期乳腺组织差异表达基因Ubi-d4并进行生物信息学分析,为进一步研究该基因的功能以及乳腺退化的分子机制提供信息。【方法】以西农萨能羊乳腺组织为材料,利用抑制性消减杂交技术筛选泌乳中期和后期乳腺组织差异表达基因,用RT-PCR克隆Ubi-d4基因,用实时定量PCR分析Ubi-d4基因的表达水平变化,用生物信息学方法对Ubi-d4基因进行结构和功能域预测。【结果】山羊乳腺Ubi-d4基因开放读码框全长1 176 bp,编码391个氨基酸,GenBank登陆号为EF105410;与牛（XM_881516）、人（NM_006268.3）、鼠（NM_011262）、兔（XM_341998）对应基因的核苷酸和氨基酸同源性分别为98%、90%、93%、90%和99%、99%、99%、98%,泌乳后期乳腺组织中mRNA表达水平是泌乳中期的6.10倍;氨基酸序列中含有一个C2H2型锌指结构,一个PHD型锌指结构,没有信号肽和跨摸结构。【结论】筛选到西农萨能山羊乳腺泌乳后期高水平表达基因Ubi-d4,克隆了它的开放读码框（1176bp,GenBank No：EF105410）;生物信息学分析推测它是乳腺退化过程中的重要功能基因。     

绒山羊RORα基因2种亚型的结构与进化分析

为深入研究绒山羊RORα基因的结构及功能,利用cDNA末端快速扩增法（RACE）结合转录组获得了绒山羊（Capra hircus）维甲酸相关孤核受体（retinoic acid receptor-related orphan receptorα,RORα）基因的2个亚型:RORα1和RORα2（GenBank登录号分别是HM₀61155和HM₃58053）。序列分析表明,RORα1序列全长1 620bp,包括5′端非翻译区（untranslated region,UTR）29bp、3′端非翻译区211bp和开放阅读框（open reading frame,ORF）1 380bp,共编码459个氨基酸,分子质量约为52.3ku,理论等电点6.25。RORα2序列全长1 694bp,包括5′UTR 76bp、3′UTR 211bp和ORF 1 407bp,共编码468个氨基酸;与人RORα4的长度相同,相似性达99%,分子质量约为53.4ku,理论等电点为6.37。结果显示:1)RORα1氨基酸序列缺少大多数核受体具有的调节区（A/B区）,预测的二级结构少一个β-折叠基序（YFV）;2)RORα的DNA结合区到配体结合区部分属于纯化选择,A/B区在长度和序列方面变异都很大。     

萨能奶山羊β-防御素-3基因的克隆、序列分析及差异表达

β-防御素-3(BD-3)基因在乳腺炎病程中有重要作用,目前尚未见有关山羊BD-3基因的研究报道,根据已发表的牛的BD-3基因序列的编码区(CDS)设计引物,经RT-PCR、连接T载体、挑取克隆和测序,成功克隆出长度为210bp的萨能奶山羊BD-3基因CDS区,并提交至GenBank。分析该CDS区的核苷酸和氨基酸序列,结果表明,所得核苷酸序列与牛、人的序列同源性分别为91.2%和80.9%;其氨基酸序列在萨能奶山羊BD-3蛋白的功能结构域(含23~67个氨基酸)与人的结构域同源性为99.9%,蛋白质三级结构相似。分别用热灭活的金黄色葡萄球菌、停乳链球菌、大肠杆菌对乳腺上皮细胞刺激0、2、4、6、8h,观察BD-3基因的mRNA水平变化,结果显示,金黄色葡萄球菌刺激4h后,BD-3表达量达到最高,与对照组相比差异极显著(P0.01);停乳链球菌刺激后,BD-3表达量持续升高,8h时与对照组差异极显著(P0.01);大肠杆菌刺激后,BD-3表达量逐渐升高,4h时达到最高,但与对照组差异不显著,之后表达量逐渐下降。成功克隆出山羊BD-3基因,并且在金黄色葡萄球菌、停乳链球菌的刺激下有较高水平的表达,说明BD-3基因在乳腺炎病程中起到重要作用,为乳腺炎的机理研究提供借鉴。     

毛尖紫萼藓GpAPX的克隆和信息学分析及其在植株干旱与复水下的表达分析

以毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)为试材,采用RACE技术克隆获得1个抗坏血酸过氧化物酶基因(APX)的cDNA序列,命名为GpAPX(GenBank登录号:GU989311)。该基因全长1 115 bp,编码区为771 bp,编码256个氨基酸,5’非翻译区为116 bp,3’非翻译区为228 bp。序列分析表明:该基因属于过氧化物酶基因家族,与其他植物抗坏血酸过氧化物酶的同源性为70.2%～89.7%。实时定量PCR检测结果显示,GpAPX在干旱及复水条件下均能表达,表明GpAPX蛋白可能与抗旱性相关,在毛尖紫萼藓响应干旱胁迫过程中发挥作用。     

The Structure and Sequence Analysis of TLR4 Gene in Cattle

Toll-like receptor 4 （TLR4） is essential for initiating the innate response to lipopolysaccharide （LPS） from Gram-negative bacteria by acting as a signal transducting receptor. In order to help in investigating TLR4 as a candidate disease-resistance gene in cows, we isolated the cDNA （GenBank accession no. DQ839566） by RT-PCR and rapid amplification of cDNA ends （RACE） experiments and analyzed the sequence characters by bioinformatics. The results showed that cattle TLR4 gene about 3 739 bp contains an open reading frame of 2 526 bp encoded 841 amino acids （aa）, 470 bp 5′ untranslated region （UTR）, and 743 bp 3′ UTR. Tissue expression profile by RT-PCR indicated that TLR4 gene expresses in mammary glands, liver, muscle, duodenum, fats, uterus, kidneys, hearts, lungs, pancreas, and ovary. TLR4 protein domain predicted by bioinformatics consists of signal peptide, transmembrane helices domain, 3 sorts of leucine-rich repeat domains （LRR, LRR-TYP, and LRRCT）, and a toll-interleukinl-resistance domain （TIR）. Leucine-rich repeat domains were related with recognizing a broad of pathogen-associated molecular patterns （PAMP） from pathogen, and TIR domain for downstream signaling transduction was most conservative （98% identify） than other domains after alignment of protein from ovine, porcine, human, and mouse. In addition, a 470 bp 5′-flanking region sequence was amplified by PCR, and 15 putative DNA binding sites were predicted, but this sequence lacks TATA box, CCAAT character, and GC-rich regions.     

甘蔗水分胁迫响应相关醛脱氢酶基因的克隆及其表达特征分析

 【目的】筛选并克隆与水分胁迫相关的基因,通过对目的基因的表达分析进一步解析植物的抗旱机制,为甘蔗抗逆育种提供候选基因和理论依据。【方法】应用消减文库技术结合cDNA芯片技术筛选水分胁迫诱导的基因的EST序列,根据筛选到感兴趣的上调表达基因的EST序列,用RACE技术获得SSADH的全长cDNA序列,并通过实时荧光RT-PCR技术对该基因的表达特征进行分析。【结果】通过消减文库技术结合cDNA芯片技术筛选的EST中含有4个推测为基因SSADH 的EST,其在水分胁迫处理的斑茅中均明显上调表达。通过RACE扩增获得甘蔗SSADH全长cDNA序列为1 914 bp,其中5′端非编码区25 bp,开放阅读框为1 581 bp,3′端非编码区306 bp,在1 749处有终止加A信号AATAA。克隆的甘蔗全长cDNA序列进行NCBI比对分析显示,所克隆的甘蔗SSADH全长cDNA与拟南芥（NM_106592.3）的ALDH5F1同源性为73%,表明克隆的cDNA序列可以归为甘蔗的醛脱氢酶家族基因ALDH5F1。通过荧光实时PCR分析SSADH表达表明,该基因参与干旱胁迫下的全程响应,并证明水分胁迫下该基因表达与Ca2+的存在调控关系。【结论】克隆了甘蔗基因SSADH,该基因为一个水分胁迫响应基因;SSADH的植物在体表达与Ca2+存在调控关系。克隆的基因SSADH可用于植物抗逆性调控研究。     

龙眼子叶胚3-磷酸甘油醛脱氢酶基因的cDNA克隆及序列分析

从龙眼子叶胚中分离得到一个大量表达的表达序列标签(EST),该EST编码序列与金鱼草3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)基因的同源性为84%,利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术成功克隆了龙眼GAPDH基因全长序列.序列分析表明,龙眼GAPDH基因的cDNA全长为1395 bp,包括一个长1008 bp、编码336个氨基酸的开放阅读框(ORF),5′端非编码区(UTR)长71 bp,3′-UTR长316 bp.龙眼GAPDH基因编码的氨基酸序列与水稻、葡萄、小果野蕉、拟南芥、银杏等GAPDH基因的氨基酸序列同源性均高达85%以上,该基因在GenBank中的登录号为FJ694011.     

赤点石斑鱼FAS基因的克隆及序列分析

[目的]研究赤点石斑鱼(Epinephelus akaara)FAS基因的结构与表达特性。[方法]以前期获得的转录组序列作为数据库,应用PCR技术,获得赤点石斑鱼FAS基因的c DNA全序列。[结果]该序列与大黄鱼(Larimichthy scrocea)FAS基因的相似度最高,为87%。该序列全长8 505 bp,包括712 bp的3'UTR区、7 548 bp的开放阅读框(ORF)以及245 bp的5'UTR区,可编码2 515个氨基酸。经预测,该蛋白分子量为274.03 ku,等电点为5.98,其属于亲水性蛋白。通过Real-time PCR方法获得FAS在赤点石斑鱼各个组织中的表达,结果显示,其在心脏中表达量最高,其次是在肝脏中。FAS基因的进化与物种进化一致。[结论]该研究为进一步研究赤点石斑鱼脂肪代谢奠定理论基础,也为赤点石斑鱼在养殖方面的工作提供基础资料。     

缢蛏铁蛋白基因的分子特性及其表达分析

从缢蛏(Sinonovacula constricta)cDNA文库中筛选出一条铁蛋白同源序列,直接扩增质粒获得全长cDNA序列,共1 106 bp,包括128 bp的5’非翻译区和309 bp的3’非翻译区,以及669 bp的开放阅读框。阅读框共编码222个氨基酸,N端含有17个氨基酸的信号肽序列,推算的分子量约为25.47 ku,理论等电点为5.48。氨基酸序列分析结果表明,该基因含有保守的铁氧化酶活性中心的7个氨基酸残基,但是不具有糖基化位点(NQS)和5’非编码区铁蛋白的铁反应元件(iron response element,IRE),属于H型铁蛋白基因,该基因被命名为ScFERs。系统进化显示,基本上同一个物种的不同亚型铁蛋白首先聚在一起,然后和其他物种的铁蛋白聚在一起。缢蛏ScFERs首先与日本花棘石鳖(Liolophura japonica)LjFERs聚在一起,然后与缢蛏另一种ScFER以及文蛤(Meretrix meretrix)MmFERs聚在一起。荧光定量PCR检测结果显示ScFERs基因在肝胰腺中高度表达,肝胰腺与其它组织间的表达量存在着极显著差异。经鳗弧菌(Vibrioanguillarum)和副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)诱导后,ScFERs基因表达水平呈显著上调。为进一步研究缢蛏铁蛋白基因的结构和功能奠定了基础。     

红麻Ms5基因的克隆及多转录本分析

为研究Ms5基因在红麻(Hibiscus canabius L.)花药中的转录特征,以L23A不育系为试材,基于已知的红麻Ms5基因5′端cDNA序列,采用3′RACE和RT-PCR技术对该基因全长cDNA序列进行克隆。序列比对分析结果表明,红麻花药组织中同时存在Ms5基因2种不同的转录本,其长度分别为972和1 105bp,依次命名为HcMs5-α和HcMs5-β。这2种转录本均包含了完整且一致的编码序列,其编码序列(CDS)全长为858bp,预测编码的蛋白质含有285个氨基酸残基,分子质量为32.4ku,理论等电点为7.62;两者5′端前972bp序列完全一致,但3′端的非编码区(UTR)长度有所不同,HcMs5-β在第972bp以后比HcMs5-α多出133bp的序列,具有选择性转录终止的特征。这种转录终止信号的可选择性可能与该基因转录后水平的调控有关。     

灰飞虱保幼激素结合蛋白基因的克隆及表达动态

克隆了灰飞虱的1个保幼激素结合蛋白(JHBP)基因,命名为LstrJHBP(GenBank登录号:JF728808)。该基因全长1 514 bp,开放阅读框编码289个氨基酸,5’和3’UTR区分别为124和522 bp,预测的相对分子质量为32 599,等电点5.47。综合信号肽预测、氨基酸序列比对及聚类分析结果,推测LstrJHBP是一个细胞质JHBP。qRT-PCR测定表明,LstrJHBP在灰飞虱若虫5个龄期及雌雄成虫均有表达,但4龄若虫期显著高于其他龄期,雌雄成虫间没有显著差异。研究结果为进一步明确灰飞虱的发育及变态调控机制奠定了基础。