梅花鹿LHβ基因的克隆及序列分析

【目的】克隆梅花鹿LHβ基因CDS区并进行序列分析。【方法】采用PCR克隆测序的方法获得梅花鹿LHβ基因CDS区全序列,采用ProtParam tool等分子生物学工具对梅花鹿LHβ蛋白的分子量、等电点、二级结构、蛋白功能等进行预测,并采用MEGA 6.0软件构建进化树以确定其系统发育地位。【结果】梅花鹿LHβ基因CDS区全长462bp(GenBank序列号为KT199365),包含了ATG起始密码子和TAA终止密码子,共编码141个氨基酸,蛋白质分子量为15.17kDa,等电点为8.00。梅花鹿LHβ蛋白均位于膜外,无跨膜结构,平均疏水性(GRAVY)为0.391,蛋白功能预测显示,该蛋白最有可能为激素,这与本研究的目的基因相符。进化树分析结果表明,梅花鹿LHβ基因与山羊、绵羊和牛等反刍动物较近,其中与绵羊最近。【结论】梅花鹿LHβ基因CDS区序列与绵羊LHβ基因最近。     

绵羊NRCAM基因的生物信息学分析

利用生物基因组学数据库，对绵羊神经原相关的细胞粘附分子基因(neuro-related celladhesion molecule，NRCAM)进行生物信息学分析，以初步了解其结构并对其编码的蛋白质的功能进行预测。结果表明，绵羊NRCAM基因含有1个最大长度为3 648 bp的开放阅读框，编码1215个氨基酸残基。NRCAM 基因编码产物的分子质量为134 367.13 KDa，理论等电点为5.49。亚细胞定位主要位于细胞质(26.1%)，属于分泌蛋白，且存在信号肽序列。存在5段IGc2区、1段IG区，1段低复杂性区域以及4段FN3区，且有1段跨膜结构；二级结构以无规卷曲和β折叠为主，三级结构主要由无规卷曲和β折叠缠绕形成。     

绵羊TGFβ2基因及其剪切体的克隆与生物信息学分析

旨在克隆绵羊TGFβ2(Transforming growth factor-β2)基因CDS,解析其序列及编码蛋白的生物学特性,为绵羊生产利用提供理论基础。采用PCR技术克隆获得TGFβ2基因的CDS,并进行生物信息学分析。结果表明:绵羊TGFβ2基因的CDS长度为1 329bp,编码442个氨基酸;其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2由于CDS部分缺失分别编码331和414个氨基酸。绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2编码蛋白的理论等电点分别为8.74、7.60和8.82,均存在1个信号肽和1个跨膜结构域,由α-螺旋、β-折叠、延伸及无规则卷曲构成;序列同源性分析发现,绵羊TGFβ2基因编码区的核苷酸和氨基酸序列与其他哺乳动物同源性较高,进化树分析表明,绵羊TGFβ2氨基酸序列与人类的进化关系较近,与斑马鱼较远;细胞定位分析表明TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2主要在细胞外基质中发挥作用,调控下游靶基因的表达。获得绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2完整的CDS,与TGFβ2转录本相比,TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2分别缺失111和28个氨基酸序列,其可能通过与TGFβ2转录本不同的分子调控机制发挥重要的生物学作用。     

绵羊GP5基因的生物信息学分析

为探讨绵羊血小板糖蛋白V基因(Glycoprotein V，Platelet，GP5)编码蛋白的结构和功能，以NCBI网站的GenBank数据库中发布的绵羊GP5基因序列(登录号为XM_ 027965957.1)为基础，采用生物信息学在线工具和软件对绵羊的GP5基因进行生物信息学分析。结果表明，绵羊GP5基因序列中包含1个最大长度为1 620 bp的开放阅读框，推测其编码539个氨基酸，其中亮氨酸含量最多，为22.6%。GP5基因所编码的蛋白其相对分子质量约为59 305.38 KDa，理论等电点为9.40；亚细胞定位结果表明其主要位于内质网(44.4%)。GP5蛋白含有信号肽和跨膜螺旋结构，在二级结构预测中，该蛋白以无规卷曲为主，为70.14%。GP5蛋白三级结构主要由无规卷曲折叠缠绕形成，与二级结构预测结构一致。     

绵羊繁殖相关编码RNA和非编码RNA的研究进展

随着分子生物学和生物信息学的发展及应用，已有诸多研究从影响绵羊卵巢发育、排卵、产羔、睾丸发育和精子发生等主要繁殖活动相关编码RNA和非编码RNA方面着手，对绵羊繁殖相关的编码和非编码RNA进行筛选和鉴定。本文对影响绵羊繁殖的编码RNA和非编码RNA研究成果进行总结梳理，共整理了61个关键mRNAs、9个miRNAs、17个lncRNAs和4个circRNAs,并进一步阐述RNA的发展历史和生物学功能，以及编码RNA与非编码RNA构成调控绵羊繁殖的复杂ceRNA网络。结果表明：1)不同年龄公羊睾丸和母羊卵巢在繁殖过程中mRNA呈动态变化；2)非编码RNA与DNA、RNA或蛋白质之间相互作用，调控转录、翻译以及翻译后修饰等过程，实现不同品种、年龄和饲喂水平绵羊对精子发生和卵泡发育等过程的调控；3)编码RNA和非编码RNA形成稳定的ceRNA调控机制使繁殖活动趋于动态平衡。本综述为挖掘绵羊繁殖性状分子标记基因、开展分子育种工作、改善绵羊繁殖性能及提高羊产业经济效益打下基础。     

绵羊LDHβ基因的生物信息学分析及其在不同剩余采食量绵羊肝脏和肌肉组织中的表达

【目的】为鉴定绵羊乳酸脱氢酶β(lactate dehydrogenase B,LDHβ)基因的分子特征,研究其在不同剩余采食量绵羊肝脏和肌肉组织中的表达差异.【方法】测定了137只‘湖羊’公羔的剩余采食量(residual feed intake,RFI),按RFI进行排序,分别筛选出RFI最高(high-residual feed intake,H-RFI)和RFI最低(low-residual feed intake,L-RFI)的羊各15只,屠宰后,采集肝脏和肌肉组织,利用Q-PCR技术检测绵羊LDHβ基因分别在H-RFI和L-RFI羊肝脏和肌肉中表达量,并利用生物信息学软件构建了该基因的系统进化树和预测其结构与功能.【结果】绵羊LDHβ基因开放阅读框(open reading frame,ORF)为1 005bp,编码334个氨基酸,其蛋白质分子质量为36 479.43U,理论等电点为6.40.绵羊LDHβ基因与山羊的亲缘关系较近,其次为牛,序列同源性高.功能结构域预测结果显示,该基因编码产物在内质网中参与辅酶因子生物合成的可能性最高.Q-PCR结果显示,绵羊LDHβ-mRNA基因在L-RFI羊肝脏和肌肉中表达量均显著低于H-RFI羊(P0.01).【结论】绵羊LDHβ基因作为能量代谢的关键酶参与绵羊饲料效率的调控.     

绵羊ESR基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对绵羊雌激素受体（estrogenreceptor,ESR）基因进行生物信息学分析。结果表明,绵羊ESR基因含有1个1413bp的开放阅读框,编码470个氨基酸;ESR蛋白分子质量为53393．85D。ESR基因主要位于细胞核中,参与机体转录调控过程。     

绵羊STMN2基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对绵羊微管解聚蛋白2基因进行生物信息学分析,从而预测STMN2基因编码产物的理化性质以及功能结构域,并构建STMN2同源基因的系统进化树。结果表明,绵羊STMN2基因含有1个540 bp的开放阅读框,编码179个氨基酸;STMN2蛋白分子质量约为12.5 KD,理论等电点为11.57;STMN2编码产物的二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,主要位于细胞质中,作为一种生长因子参与机体的调控。     

绵羊ANXA10基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对绵羊膜联蛋白A10（AnnexinA10, ANXA10）基因进行生物信息学分析,从而预测ANXA10基因编码产物的理化性质以及功能结构域并构建ANXA10同源基因系统进化树。结果表明,绵羊ANXA10基因含有1个729 bp的开放阅读框,编码324个氨基酸; ANXA10蛋白分子质量约为25.0 KD,理论等电点为8.16; ANXA10编码产物的二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,主要位于细胞质中,作为一种生长因子参与机体的调控。     

绵羊HMGA1基因的生物信息学分析

高迁移率族蛋白A1基因（high mobility group protein A1,HMGA1）是一类对DNA转录起调控作用的基因,广泛存在于多种动物体内。为探究HMGA1基因在绵羊体内的功能,对该基因及其编码产物进行了生物信息学分析。结果显示,绵羊HMGA1基因编码152个氨基酸残基,其编码的蛋白质分子式为C443H759N151O151S1,分子质量为10.648 35 kDa,等电点pI为10.31。绵羊HMGA1蛋白为不稳定蛋白、亲水性蛋白、非分泌蛋白且无信号肽序列和跨膜结构;亚细胞定位主要存在于细胞核（95.7%）。绵羊与牛的HMGA1蛋白相似度为100%。其二级结构和三级结构主要以无规卷曲组成。     

绵羊HTR4基因的生物信息学分析

利用生物信息学数据库及软件，对绵羊羟色胺受体4基因(hydroxytryptamine receptor 4，HTR4)进行生物信息学分析，以初步了解其结构并进行功能预测。结果表明，绵羊HTR4基因所含最大长度的开放阅读框为1 317 bp，编码438个氨基酸残基。HTR4基因编码的蛋白分子质量为49 437.09 KDa，理论等电点(pI)为8.32。亚细胞定位结果表明其编码产物主要定位于质膜(60.9%)，且不属于分泌蛋白。HTR4蛋白不存在信号肽序列，存在7段跨膜结构且无低复杂性段区域，该蛋白的二级结构以α螺旋为主，且三级结构主要由α折叠缠绕形成。     

绵羊LDHAL6A基因的电子克隆与生物信息学预测

以人LDHAL6A基因的cDNA序列为探针,利用生物信息学方法,对绵羊LDHAL6A基因进行了电子克隆,并对推导出LDHAL6A基因编码的蛋白结构与性质进行了预测。结果表明：绵羊LDHAL6A基因的cDNA序列全长为1798bp,包括999 bp的编码区和149bp的5ˊ非翻译区（5ˊUTR）、650 bp的3ˊ非翻译区序列（3ˊUTR）,编码合成332个氨基酸的多肽;其编码蛋白属疏水性蛋白,不存在信号肽及跨膜结构,定位于内质网上;无规则卷曲、琢-螺旋是绵羊LDHAL6A蛋白主要的二级结构元件。绵羊LDHAL6A基因编码蛋白可能在精子生成过程中起重要作用。     

绵羊QM基因的电子克隆及其生物信息学分析

[目的]为研究绵羊QM基因的生物学功能奠定基础。[方法]利用EST数据库和电子克隆等技术克隆绵羊QM基因,通过生物信息学分析预测其序列结构,检测其在绵羊不同组织中的表达情况并分析其与其他14物种QM基因的同源性。[结果]首次成功克隆了绵羊QM基因,全长771 bp,含有1个最长为645 bp ORF,编码的蛋白分子量为24.61 kD,为碱性蛋白质。QM蛋白的二级结构含有6个α-螺旋和10个β-折叠,其余为无规卷曲。QM基因在绵羊脾脏、脑组织和骨组织中较好表达,在其余7种组织中也均有表达。QM基因在病变组织中表达量比正常组织高。在14个物种中绵羊QM基因与牛的进化距离最短。[结论]QM基因与肿瘤抑制、细胞生长、分化、发育和凋亡等有关,且有极高保守性。     

绵羊BMPR1B基因的生物信息学分析

【目的】利用生物信息学软件对绵羊BMPR1B基因进行分析,并了解其功能和结构,为进一步探讨BMPR1B基因在绵羊生长繁殖以及绵羊卵泡生长和分泌和产羔率等研究奠定遗传信息基础.【方法】利用生物信息学对绵羊骨形态发生蛋白1β(bone morphogenetic protein 1beta,BMPR1B)基因的蛋白理化性质、亚细胞定位、潜在信号肽剪切位点、蛋白跨膜螺旋结构、糖基化和磷酸化位点、蛋白保守结构域、亲疏水性和编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构和三级结构等进行分析预测.【结果】绵羊BMPR1B基因CDs编码蛋白质的502个氨基酸残基中,带电荷氨基酸、疏水氨基酸和极性氨基酸含量较高.相对分子量为56 907.4U,理论等电点pI为7.78;亚细胞主要定位于细胞核,不属于分泌蛋白;无信号肽序列;预测含有32个磷酸化位点和2个糖基化位点;存在一段跨膜结构且分别有一个GS和S-TKc的结构域,二级结构以无规卷曲为主.预测该蛋白在翻译和脂肪代谢过程中有着重要意义.【结论】绵羊BMPR1B蛋白包含502个氨基酸,为细胞核合成蛋白,该蛋白翻译后修饰的主要方式是磷酸化,在细胞内主要行翻译和脂肪代谢作用.蛋白二级结以无规卷曲为主,三级结构主要由α螺旋和无规卷曲缠绕折叠形成.     

美国红鱼珠蛋白链的分离及其α-和β-珠蛋白基因的克隆

通过含Triton X～100的酸性聚丙烯酰胺电泳法从美国红鱼（Sciaenopes ocellatus）血液中分离到4条β-珠蛋白链和2条α-珠蛋白链，其中β1和β1链是主要β-珠蛋白链．α，链是主要α-珠蛋白链。美国红鱼α-珠蛋白基因cDNA开放读码框由435个核苷酸组成，编码144个氨基酸的多肽。与大黄鱼α-珠蛋白一样．美国红鱼α-珠蛋白在C与E螺旋间隔区也插入了一个独特的甘氨酸残基。美国红鱼β1-珠蛋白基因cDNA开放读码框由447个核苷酸组成，编码148个氨基酸的多肽。美国红鱼α-和β-珠蛋白基因拥有典型的珠蛋白基因结构，由3个外显子组成，中间间隔着2个内含子。美国红鱼β-珠蛋白基因内含子1有一段TTA重复序列，此序列插入可能使内含子原有的功能发生改变或丧失。     

山羊TYRP 1基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

为进一步探明山羊酪氨酸相关蛋白酶1(TYRP1)基因的结构和功能信息,通过生物信息学方法对山羊TYRP1基因编码蛋白的一级结构、二级结构、亚细胞定位和三级结构进行预测和分析,同时构建TYRP1基因的系统发育树。结果表明:山羊TYRP1基因共编码537个氨基酸,其编码产物为不稳定的亲水蛋白。二级结构主要以α螺旋和β折叠为主,存在二硫键、信号肽和跨膜结构域。亚细胞定位山羊TYRP1基因编码产物主要存在于内质网中;山羊TYRP1与绵羊的关系最为密切,其次是家牛、牦牛、野猪、羊驼、家猫、人和家兔,上述物种的系统进化情况与其同源性基本一致。说明,TYRP1基因编码产物在长期的生物进化过程中保守性较强。     

牦牛α1-珠蛋白基因的克隆和序列分析

根据α-珠蛋白基因起始密码子上游及终止密码子下游的保守序列设计引物，以牦牛基因组DNA为模板克隆并测定了α-珠蛋白基因序列。结果表明，所测的氨基酸序列与牦牛α-珠蛋白链的氨基酸序列完全相同，即为牦牛α1-珠蛋白基因，长706bp，编码141个氨基酸。通过与其他物种的同源性比较，发现牦牛α1-珠蛋白基因的核苷酸序列与黄牛和水牛的同源性分别为99．71％和98．58％，与山羊、绵羊、人和马的同源性只有96．0：3％、95．57％、68．55％和51．13％；氨基酸序列与黄牛和水牛的同源性分别为99．29％和96．45％，与山羊、绵羊、人和马的同源性只有92．90％、91．49％、87．23％和87．23％，说明牛亚科α-珠蛋白基因在进化上高度保守。同时发现第254位的碱基A为牦牛α1-珠蛋白基因所特有。牦牛的两个α1-珠蛋白基因长度相等，都为706bp，且间距为2．47kb，距离比山羊的远。     

绵羊Ghrelin基因的克隆和生物信息学分析

根据GenBank中报道的绵羊Ghrelin基因mRNA序列设计特异性引物,以甘肃肉用绵羊新品种选育群羔羊皱胃组织RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增出绵羊Ghrelin基因并克隆到pMD18-T载体中进行测序验证.用生物信息学软件预测其结构,并构建系统进化树,探讨了绵羊Ghrelin基因的生物学功能.结果表明:克隆的绵羊Ghrelin基因序列共409bp,包含完整的编码区序列,含有1个351bp的完整开放阅读框,编码116个氨基酸;Ghrelin蛋白分子质量为12 975.74u,理论等电点为4.70,信号肽切割点位于第23～24位氨基酸之间,整条多肽链表现为疏水性,是一种典型的跨膜脂溶性蛋白;Ghrelin基因编码产物的二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,主要位于胞外(包括细胞膜),作为一种激素参与机体胁迫应答、免疫应答和转录调控.     

绵羊RXRG基因的生物信息学分析

以绵羊RXRG基因为目的基因,利用生物信息学软件预测其结构和功能。结果表明,绵羊RXRG基因编码463个氨基酸,开放阅读框长度为1 392 bp,起始密码子位于228 bp处,终止密码子位于1 619 bp处。RXRG基因编码蛋白的相对分子质量为50 845.19 Da,等电点为7.55,在氨基酸组成中亮氨酸所占比率最高,色氨酸占比最低。亚细胞定位主要位于细胞核中,不属于分泌蛋白;不存在信号肽序列;存在两个保守结构域,并且为疏水性蛋白,二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,三级结构主要由无规卷曲缠绕折叠形成。     

绵羊EDAR基因的克隆、序列分析及其在毛囊发育过程中的表达

旨在获得中国美利奴羊EDAR(ectodysplasin A receptor)基因的CDS区全序列并进行生物信息学分析,同时分析EDAR在绵羊毛囊发育过程中的表达特性,为深入研究该基因在绵羊毛囊生长发育过程中的作用及其表达调控提供基础资料。采用PCR扩增获得绵羊EDAR基因全长编码区,并克隆到PCRTM-BluntⅡ-TOPO@vector进行测序;利用生物信息学方法预测蛋白结构;应用qRT-PCR技术检测EDAR基因在绵羊毛囊发育过程中的表达特征。结果表明,绵羊EDAR基因的CDS序列长度为1 350bp(GenBank登录号:KX900497),编码449个氨基酸,该氨基酸序列与其他物种相比一致性较高;进化树分析表明,绵羊EDAR氨基酸序列与牛的进化关系较近,与斑马鱼较远;预测结果显示绵羊EDAR蛋白存在一个信号肽和一个跨膜结构域;qRT-PCR分析表明,EDAR基因在绵羊胎儿毛囊发育过程中均有表达,在毛囊发育第55天和第135天表达较高,第75天表达最低。获得绵羊EDAR基因完整的编码区序列和毛囊发育过程中的表达特性,生物信息学分析发现EDAR基因的编码区序列具有物种间的保守性,同时该基因在绵羊毛囊不同发育阶段的皮肤组织中表达,由此表明EDAR基因可能在绵羊毛囊的生长发育过程中发挥重要作用。