牦牛2个α-珠蛋白基因在染色体上排列顺序的确定

本试验扩增并克隆测定了牦牛2个α-珠蛋白基因间区域的序列.根据所测结果及人、鼠、山羊、马和黄牛的α-珠蛋白基因序列比对中的保守区设计了2对特异性引物,扩增并克隆测定了牦牛α-珠蛋白的上、下游基因序列.将测定的牦牛α-珠蛋白基因间区域序列进行同源性搜索,发现没有任何一个基因与它同源.上、下游基因的测序结果表明,上游基因为牦牛α1-珠蛋白基因,下游基因为α2-珠蛋白基因.这表明牦牛的2个α-珠蛋白基因在染色体上紧密排列,其中α1-珠蛋白基因在前,α2-珠蛋白基因在后.     

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。     

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。     

牦牛GH基因多态性的PCR-SSCP分析

采用PCR-SSCP技术对天祝白牦牛和青海高原牦牛的生长激素基因(GH基因)5个外显子及部分内含子序列进行遗传变异分析,以探讨牦牛GH基因的遗传特性.结果表明:2个牦牛群体GH基因第1、第2和第4外显子无多态性,第3内含子1694bp处均发生T→C转换,形成A、B2个等位基因,并检测到AA、AB和BB共3种基因型;天祝白牦牛第5外显子2373bp处发生G→T碱基颠换,形成C、D2个等位基因,检测到CC和CD2种基因型,但碱基改变并未引起氨基酸变化,因此这种碱基转换为沉默突变;天祝白牦牛和青海高原牦牛均为低度多态,经Hardy-Weinberg平衡检验2个牦牛群体均处于非平衡状态.     

牦牛DGAT1基因多态性及其与乳质性状关联分析

【目的】检测牦牛DGAT1基因多态性,评估基因突变对牦牛乳品质性状的影响,以期丰富牦牛重要经济性状的分子遗传研究基础。【方法】采用PCR-SSCP方法,检测甘南牦牛、天祝白牦牛、青海牦牛及野血牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区突变,分析基因突变对乳品质性状的影响。【结果】牦牛DGAT1基因intron5-exon7区发现c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,等位基因M、基因型MM频率最高为优势等位基因和基因型,各类群牦牛PIC0.5属中度或低度多态;intron15-exon17区检测到c.1249-23CT和c.1336CT的突变,其中exon17发现的c.1336CT突变导致编码氨基酸p.Arg447Cys转变,等位基因A频率最高为优势等位基因,甘南牦牛、天祝白牦牛和青海牦牛中基因型AA为优势基因型,野血牦牛基因型AB为优势基因型,各类群牦牛0.25PIC0.5属中度多态;两区域3处突变位点构建出6种单倍型和11种单倍型组合,突变位点间存在连锁关系且接近于连锁平衡。关联分析表明,甘南牦牛intron5-exon7区基因型与乳质性状无显著相关;intron15-exon17区基因型BB个体乳品质性状最低,且乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量中显著低于其他基因型个体(P0.05);携带等位基因A的个体乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量及无脂固体含量显著高于未携带者(P0.05),携带等位基因C的个体乳脂率也显著高于未携带者(P0.05),而携带等位基因B的个体乳脂率、总固体物质含量显著低于未携带者(P0.05);单倍型组合H1H3个体的乳蛋白率、乳脂率、总固体物质含量和无脂固体物质含量均较高,且乳脂率及总固体物质含量显著高于其他单倍型组合(P0.05),而H2H2单倍型组合个体则较低,除乳糖率以外的其他乳品质性状均显著低于其他7种单倍型组合(P0.05)。【结论】牦牛DGAT1基因intron5-exon7和intron15-exon17区为低度和中度多态,intron6存在c.562+32_c.562+33ins CCGCCC的插入/缺失,intron15和exon17分别检测到c.1249-23CT突变和c.1336CT的非同义突变。intron15-exon17区突变影响甘南牦牛乳品质性状,选留携带等位基因A的个体和淘汰携带等位基因B的个体、或选留H1H3单倍型组合及淘汰H2H2单倍型组合个体,均可显著改善后代群体的乳品质。     

牦牛解偶联蛋白 3基因的克隆测序和肌肉表达谱

为了比较高原牦牛和低海拔地区黄牛解偶联蛋白-3(UCP3)基因序列及其在骨骼肌中的表达水平,采用RT-PCR方法从牦牛背最长肌中克隆UCP3基因,所获得的cDNA序列编码区及推导的氨基酸序列与GenBank中黄牛相应序列相比相似度均为99.04%,编码区有9个碱基差异,并导致3个氨基酸的改变。实时定量RT-PCR分析显示,牦牛背最长肌中UCP2 mRNA水平显著高于黄牛,而背最长肌中UCP3 mRNA及股二头肌中UCP2、UCP3 mRNA水平均显著低于黄牛。另外,牦牛背最长肌中Mn-SOD活力显著高于黄牛。这些特征可能与牦牛肌肉在低氧环境中的能量代谢有关。     

牛线粒体CYTB基因的序列分析及进化关系

对CYTB基因全长1140bp序列进行分析的结果表明，10个品种的20条CYTB碱基序列中共发现10种单倍型，黄牛中单倍型较少．共检测到98个变异位点，未发现插入和缺失，牦牛和黄牛除了异亮氨酸以外有着相同的密码子偏好．将核酸序列转换成氨基酸序列后，黄牛表现的遗传差异更小，18个个体分享5种氨基酸序列单倍型，共有6个氨基酸突变位点，8个突变氨基酸．     

牛亚科5个群体β-Lg基因PCR-RFLP分析

应用PCR-PFLP技术,分析荷斯坦奶牛、鲁西黄牛、闽南黄牛、渤海黑牛和青海牦牛5个群体741头个体β-乳球蛋白（β-Lg）基因第4外显子和β-Lg 5′侧翼区2个基因座的多态性。结果表明：前4个群体β-Lg A、B基因频率分别为0.4125/0.5875、0.1419/0.8581、0.0333/0.9667和0.1857/0.8143,β-Lg 5′侧翼区A、B基因频率分别为0.412 5/0.5875、0.7286/0.2714、0.7328/0.2672和0.8637/0.1364;牦牛β-Lg B和E基因频率为0.0732/0.9269,未发现其他等位基因。适合性检验表明：β-Lg第4外显子在荷斯坦奶牛、鲁西黄牛和渤海黑牛3个群体中已达Hardy-Weinberg平衡状态,而闽南黄牛未达到平衡状态;β-Lg 5′侧翼区位点荷斯坦奶牛群体接近平衡,其余群体均已达平衡。群体遗传学分析表明：除闽南黄牛β-Lg 5′侧翼区为低度多态外,2个位点在其余群体内均为中度多态,荷斯坦奶牛这2个位点的杂合度和期望杂合度最高,闽南黄牛最低。提示这一研究成果为开展地方遗传资源保护奠定了基础。     

牦牛和黄牛Prdm9基因锌指域序列的比较

为了研究牦牛杂交雄性不育的分子机制,采用3'-RACE方法分别从牦牛、黄牛睾丸组织的总RNA中获取其Prdm9基因的部分cDNA序列,长度分别为1 548、1 392 bp,包含全部的锌指域。对比分析显示:牦牛、黄牛的Prdm9基因均含有5个连续的C2H2型锌指,每个锌指均由21个氨基酸构成,锌指间是高度保守序列TGEKPYV,并且锌指域从这段高度保守序列开始;牦牛、黄牛各自Prdm9基因中的5个锌指间在氨基酸构成上存在差异,并且二者在整个锌指域上有6个氨基酸差异,其中5个都在锌指中的重要正向选择位点处,推测这些氨基酸差异可能与牦牛种间杂交后代的雄性不育有关。     

牦牛LPL基因组织表达及其突变与乳质性状的关联分析

【目的】检测牦牛脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)基因在不同组织中的表达量及其突变位点,评估基因突变对甘南牦牛乳质性状的影响,丰富牦牛乳质性状分子遗传数据。【方法】采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测甘南牦牛LPL基因在不同组织中的相对表达量;应用单链构象多态性(single strand conformation polymorphism,SSCP)技术检测LPL基因在青海牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、西藏牦牛及野血牦牛5个群体中的突变,应用一般线性模型分析基因突变与甘南牦牛乳质性状的相关性。【结果】甘南牦牛LPL基因在皮下脂肪和心脏中高表达,在背最长肌、乳腺、肝脏、脾脏、肾脏、大肠、小肠、皱胃、瘤胃中低表达,在肺脏中表达量最低。在5个牦牛群体LPL基因的exon 3区,exon 6区和exon 7区均未检测到多态性,在intron 2区检测到2处单碱基突变,形成M和N 2种等位基因,其中M为优势等位基因(频率为67.11%～83.21%);在exon 4-intron 4区也检测到2处单碱基突变,形成A和B 2种等位基因,其中等位基因A为西藏牦牛优势等位基因(频率为63.95%),其他4类群牦牛中B为优势等位基因(频率59.75%～69.71%)。5个类群牦牛LPL基因在intron 2区和exon4-intron 4区为中低度多态。关联分析表明,甘南牦牛LPL基因intron 2区基因型MM个体、exon 4-intron 4区基因型AB个体和两区域单倍型组合H1H2(M-A/M-B)的乳脂率、乳蛋白率及总固体物质含量均高于其他个体,且乳脂率显著高于其他个体(P0.05)。【结论】5个类群牦牛LPL基因intron 2区和exon4-intron 4区各存在2处单碱基突变,且显著影响了甘南牦牛的乳脂率,可作为牦牛乳脂性状潜在的遗传标记。     

甘南牦牛CYGB基因第4外显子的多态性分析

为研究甘南牦牛CYGB基因第4外显子的遗传多态性及变异特征,本实验采用PCR-SSCP方法检测了300头甘南牦牛的CYGB基因。结果显示,甘南牦牛CYGB基因第4外显子存在AA、AB和AC 3种基因型,其基因型频率分别为0.800、0.100和0.100,由A、B和C 3个等位基因控制。序列分析表明,甘南牦牛CYGB基因第4外显子3'UTR区的等位基因B处发生了A→C突变;在外显子4的第25bp的等位基因C处发生了A→G突变,但该突变发生并未引起氨基酸水平的变化。统计结果表明,甘南牦牛CYGB基因呈低度多态,该牦牛群体处于平衡状态。     

中国3个牛种cytb基因多态性及其系统发育研究

基于mtDNA cyt b基因全长序列,对中国黄牛、牦牛和水牛的遗传多态性和系统发育关系进行了分析。结果表明,中国黄牛、牦牛和水牛cyt b基因序列中碱基A和T的含量均比较高,A T的平均含量分别为56.6%,58.2%和56.0%。黄牛在cyt b基因全长序列具有较丰富的核苷酸多样性(Pi=0.016 84),水牛的核苷酸多样性相对贫乏(Pi=0.003 51),牦牛的核苷酸多样性介于二者之间(Pi=0.012 28)。中国黄牛与牦牛和欧洲野牛之间的亲缘关系相对较近,而与水牛间的亲缘关系则相对较远,黄牛有普通牛和瘤牛2个母系起源;中国牦牛和斑腾牛以及羯牛的亲缘关系相对较近;中国水牛和沼泽型水牛具有较近的亲缘关系,也可能有2个或者2个以上的母系起源。     

中国3个牛种cyt b基因多态性及其系统发育研究

基于mtDNA cyt b基因全长序列,对中国黄牛、牦牛和水牛的遗传多态性和系统发育关系进行了分析。结果表明,中国黄牛、牦牛和水牛cyt b基因序列中碱基A和T的含量均比较高,A+T的平均含量分别为56.6%,58.2%和56.0%。黄牛在cyt b基因全长序列具有较丰富的核苷酸多样性(Pi=0.016 84),水牛的核苷酸多样性相对贫乏(Pi=0.003 51),牦牛的核苷酸多样性介于二者之间(Pi=0.012 28)。中国黄牛与牦牛和欧洲野牛之间的亲缘关系相对较近,而与水牛间的亲缘关系则相对较远,黄牛有普通牛和瘤牛2个母系起源;中国牦牛和斑腾牛以及羯牛的亲缘关系相对较近;中国水牛和沼泽型水牛具有较近的亲缘关系,也可能有2个或者2个以上的母系起源。     

黄牛、牦牛和水牛MyoG基因单核苷酸多态性分析

采用PCR-SSCP结合DNA直接测序技术,分析黄牛(鲁西牛、渤海黑牛)、牦牛和水牛肌细胞生成素基因(MyoG)外显子1和5′侧翼部分序列的DNA多态性,旨在揭示中国3个主要家养牛种的群体遗传变异并为开展分子育种提供试验依据。结果表明,鲁西牛和水牛群体存在SSCP多态性。序列分析结果显示,渤海黑牛和牦牛MyoG外显子1和5′侧翼部分序列与GenBank相应序列完全一致。鲁西牛在外显子1发生g.48 G→C颠换,由此形成GG、GC和CC 3种基因型,G、C等位基因频率分别为0.743 7、0.266 4;水牛分化明显,发生6处突变,位于g.-5 A→T颠换导致形成AA和AT 2种基因型,A、T等位基因的频率分别为0.825 0、0.175 0;另外5处突变发生在外显子1序列中,其中g.210 T→C颠换是水牛特异性的限制性酶切位点。所有突变均发生在三联体密码子的第3位,且均为同义替代。编码氨基酸在4个牛群体间完全一致。推测鲁西牛MyoG基因外显子1的g.48 G→C突变可能是一个与生长发育性状存在一定相关性的潜在SNP位点。     

牦牛SPAG11基因克隆与生物信息学分析

【目的】克隆牦牛(Bos grunniens)精子相关抗原11(Sperm-Associated Antigen 11,SPAG11)基因,并了解其分子结构特征,为进一步研究牦牛SPAG11生物学功能奠定基础。【方法】从牦牛睾丸中提取总RNA,RTPCR扩增并克隆SPAG11C、SPAG11 D和SPAG11E基因,测序后进行生物信息学分析。【结果】克隆出牦牛SPAG11基因3个亚型:SPAG11C、SPAG11 D和SPAG11E,序列大小分别是351,408和261bp,分别编码117,129和80个氨基酸,其中SPAG11 D和SPAG11E序列包含1个完整开放阅读框(ORF),SPAG11C序列包含部分ORF。牦牛SPAG11C、SPAG11 D和SPAG11E核苷酸序列与黄牛(Bos taurus)相应序列相似性最高,而与黄牛β-防御素1相似性较低(50%)。3个蛋白亚型均具有β-防御素家族基本特性,生物信息学分析显示其均含有磷酸化位点。【结论】成功克隆牦牛SPAG11C、SPAG11 D和SPAG11E基因,明确了其编码蛋白的分子结构特征。     

黄牛、牦牛和犏牛b-Sycp2基因的克隆 与睾丸组织mRNA的表达水平

【目的】克隆黄牛、牦牛和犏牛Sycp2基因序列,了解牛Sycp2基因序列特征和组织表达特征,分析睾丸组织中Sycp2基因的表达水平。【方法】采用电子克隆和克隆测序技术获得黄牛、牦牛和犏牛Sycp2基因序列,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用RT-PCR分析牛Sycp2基因的组织表达特征;采用real-time PCR技术检测黄牛、牦牛和犏牛睾丸组织Sycp2基因的表达水平。【结果】①黄牛、牦牛和犏牛Sycp2基因编码区序列全长均为4 365 bp,命名为b-Sycp2,编码蛋白含有1 454个氨基酸残基,并包含卷曲螺旋结构域等典型结构域;②b-Sycp2基因在睾丸组织中特异表达,黄牛和牦牛睾丸组织中b-Sycp2基因的表达水平显著高于犏牛（P＜0.05）。【结论】成功克隆了b-Sycp2基因,b-Sycp2基因为睾丸组织的特异表达基因,且黄牛和牦牛睾丸组织b-Sycp2基因表达水平显著高于犏牛。     

湘西黄牛IGF–IR基因的群体遗传多态性及其 与生长性状的关联分析

为探讨湘西黄牛的分子遗传特征,寻找与湘西黄牛生长性状相关的分子标记,用PCR和基因测序技术检测了湘西黄牛IGF–IR基因部分序列的碱基突变,并采用PCR–RFLP方法进行了群体遗传多态性分析。结果表明:PCR扩增序列为616 bp,与预期结果相符,测序的序列中存在34个单核苷酸多态性(SNPs)位点,其中1个SNP已有报道(g.551GT),33个SNPs为首次发现;g.551GT位点在湘西黄牛群体中存在A和B 2个等位基因,A为优势等位基因,检测到AA、AB和BB 3种基因型;该位点在湘西黄牛群体中呈中度多态,达到了Hardy–Weinberg平衡状态(P0.05);将湘西黄牛IGF–IR基因的多态性与其生长性状进行关联分析,结果表明,g.551GT位点对湘西黄牛的体高、体长、胸围和体重无显著影响(P0.05)。     

甘南牦牛H-FABP基因CDS区多态性及生物信息学分析

应用PCR产物混合样本DNA池法检测甘南牦牛心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因CDS区多态性,并应用生物信息学方法分析甘南牦牛H-FABP蛋白质特性.结果表明:甘南牦牛H-FABP基因CDS区序列与九龙牦牛相同,而与普通牛对比在第3外显子存在*76G>A的同义突变;甘南牦牛H-FABP氨基酸序列没有明显的疏水性区域,也未形成跨膜螺旋区及信号肽,推测其主要在细胞质中发挥生物学作用;甘南牦牛H-FABP基因编码产物二级结构是以α-螺旋和β-折叠为主的mixed型;氨基酸序列与普通牛、山羊、马、人、小鼠、大鼠、鸡、草雀及绿鸭9个物种间同源性较高,与其实际亲缘关系远近一致.     

雷州黄牛肉质性状2个候选基因的多态性分析

利用PCR-RFLP技术分析了雷州黄牛肉质性状2个候选基因钙激活蛋白酶(calpain)基因和心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因的多态性,结果检测到雷州黄牛的calpain基因有3种基因型AA、BB和AB,基因型频率分别为0.02、0.23和0.75,等位基因A、B的频率分别是0.14和0.86,等位基因分布态势与鲁西黄牛相同,等位基因B的频率明显高于鲁西黄牛;此外雷州黄牛的H-FABP基因全部为HH基因型,未检测到h等位基因.     

天祝白牦牛KA P1.1 基因的克隆及生物信息学分析

以牦牛的角蛋白关联蛋白1.1（KAP1.1）基因为研究对象,根据GenBank收录的黄牛KAP1.1基因的mRNA序列（登录号:NM₀01105369.1）设计特异性引物,通过反转录PCR、PCR以及克隆方法首次获得牦牛的KAP1.1完整CDS区,将所得序列提交到NCBI,登录号为KJ095199,并对其进行生物信息学分析。结果表明,牦牛KAP1.1基因的CDS区全长为501bp,共编码166个氨基酸;编码的蛋白质属于亲水性蛋白质。二级结构含有α螺旋区、延伸链、β转角和无规卷曲4种。氨基酸序列与黄牛的同源性最高,具有High sulphur keratin-associated protein家族蛋白的完整结构域。