桑树黄烷酮-3-羟化酶基因的克隆及在35份桑种质资源植株叶片中的表达差异

黄烷酮-3-羟化酶(F3H)是黄酮类化合物合成途径的关键酶之一,其催化黄烷酮合成的二氢黄酮醇又可经不同代谢途径合成花青素等多种黄酮类物质。以鲁桑(Morus multicaulis)品种育711号植株的幼叶cD NA为模板,利用RT-PCR和RACE技术克隆了桑树F3H基因cD NA的全长序列,将该基因命名为MmF 3H(GenB ank登录号:KU301748)。该基因开放阅读框(ORF)长1 095 bp,编码一个含有365个氨基酸残基的多肽,预测蛋白质分子质量为40.15 kD,等电点为4.93。该基因编码氨基酸序列与川桑(Morus notabilis)F3H的序列相似度高达98%,与其它5种植物F3H也具有较高的序列相似度(79%~82%),说明F3H基因编码的氨基酸序列具有较高的保守性;系统进化树也显示来自鲁桑的F3H序列与来自川桑的F3H序列聚在一枝,亲缘关系最近。qRT-PCR检测MmF 3H基因在35份桑种质资源植株幼叶中的表达水平存在较大差异,相对表达量较高的达到0.784 5,而较低的仅为0.012 1;用分光光度法测定35份桑种质资源植株桑叶片中的总黄酮和总花青素含量也存在较大差异,而且总黄酮含量的差异与MmF 3H基因表达水平的差异具有一定相关性,推测MmF 3H催化生成的产物属于黄酮类化合物合成途径的上游产物。     

牛TNS1基因的克隆和生物信息学分析

为了克隆牛TNS1基因序列,试验以人TNS1基因序列为探针,通过NCBI在线网站BLAST获得同源性较高的牛表达序列标签(ESTs)及部分mRNA序列,采用RT-PCR方法从牛肌肉组织克隆cDNA序列并与牛ESTs和mRNA序列进行拼接,获得牛TNS1基因序列。结果表明:克隆获得的牛TNS1基因含有32个外显子和31个内含子,编码区长度为5 148 bp,编码1 715个氨基酸。该蛋白含有149个磷酸化位点,分别位于丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)和苏氨酸(Thr)残基上,二级结构以无规则卷曲为主,含有PTEN_C2、Src同源结构域2(SH2)和磷酸化酪氨酸结合区域(PTB)3个功能结构域。牛TNS1蛋白线粒体靶向肽及分泌通路信号肽所占的比例很小,大部分分布于微体和细胞核内,不属于分泌蛋白。     

牛ARRDC3和ARRDC4基因的克隆和生物信息学分析

旨在对克隆的牛ARRDC3和ARRDC4基因特性进行分析。以人ARRDC3和ARRDC4基因序列作探针,BLAST获得牛的表达序列标签(ESTs)序列,并设计引物利用RT-PCR方法从牛肩胛骨肌肉克隆c DNA序列,填充牛表达序列标签序列间的空缺,得到牛ARRDC3和ARRDC4基因。序列分析表明,牛ARRDC3基因编码区长1 245 bp,编码414个氨基酸;牛ARRDC4基因编码区长1 242 bp,编码413个氨基酸。氨基酸分析表明,ARRDC3蛋白主要分布在细胞质,不属于分泌蛋白;其磷酸化位点分布于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上;二级结构预测以无规则卷曲为主;保守结构域预测含一Arrestin_C功能结构域。ARRDC4蛋白主要分布在细胞质和微体,不属于分泌蛋白;其磷酸化位点分布于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上;二级结构以无规则卷曲为主;保守结构域预测含两段低复杂度序列和一Arrestin_C功能结构域。     

副猪嗜血杆菌丝氨酸蛋白酶基因的克隆及生物信息学分析

为研究副猪嗜血杆菌(Haemophilus parasuis,Hps)丝氨酸蛋白酶(espP)作为疫苗候选抗原的可能性,根据GenBank中Hps espP基因(登录号:HAPS_1381)设计引物,以Hps血清11型(H456)菌株的DNA为模板,PCR扩增目的基因并测序。将该基因核苷酸序列翻译成氨基酸序列后,对Hps espP蛋白的信号肽、亲水性区域和B细胞抗原表位进行预测,并预测了该蛋白C端的3D结构。结果显示,Hps espP基因序列全长2 343 bp,共可编码781个氨基酸,其中氨基酸序列的1—23位预测为信号肽。Hps espP蛋白含有12个亲水性区域,并预测含有12个B淋巴细胞抗原表位。构建Hps espP蛋白3D结构显示,该蛋白C端是由12个β折叠层围成的桶状结构。本试验为进一步研制新型副猪嗜血杆菌Hps espP蛋白多肽疫苗奠定基础。     

一个新的家蚕锌指蛋白基因的克隆及基因组结构分析

锌指蛋白是一类能与细胞内核酸特异结合 ,调控基因表达活性 ,对细胞分裂、分化、胚胎发育及个体生长有重要作用的转录因子。从家蚕 5龄丝腺组织cDNA文库中克隆了一个具有锌指结构的新基因 ,命名为BmZFP基因 (GenBank登录号 :AY75 36 5 9) ,其cDNA全长为 180 9bp ,编码 14 3个氨基酸 ,3′端非翻译区 (3′ untranslatedregion ;3′ UTR)达 1332bp碱基序列。BmZFP氨基酸序列推测有 6个功能结构域 ,是一种CCHC型锌指蛋白。虽然BmZFP氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的相关锌指蛋白的氨基酸序列同源性只有 33%左右 ,但 6个功能域中的Cys(C)和His(H)却完全匹配 ,推测其功能与人、大鼠和小鼠的相关锌指蛋白有相似性。BmZFP基因序列的结构分析表明 :该基因由 2个外显子和 1个 14 86bp碱基序列的内含子组成 ,在 5′端上游 - 182～ - 2 2 2区域存在一个启动子元件 ,但不是典型的TATA盒启动子。     

柔嫩艾美耳球虫杨凌株3-1E基因的克隆、表达与蛋白结构预测

应用PCR技术,从柔嫩艾美耳球虫(Eimeria tenella)孢子化卵囊子孢子cDNA表达文库中扩增得到鸡E.tenella杨凌株(YL)子孢子表面抗原3-1E基因。序列分析表明,E.tenella YL 3-1E基因的开放阅读框(ORF)为513个碱基,编码170个氨基酸,与报道的E.tenella甘肃株(GS)3-1E基因相似性为99.8%,两者推导的氨基酸序列相似性为99.4%;而与文献报道的堆型艾美耳球虫(E.acervulina)美国株(US)3-1E基因序列的相似性为98.8%,推导的氨基酸序列相似性为98.8%。利用生物信息学和分子生物学软件对3-1E基因编码的蛋白进行结构预测,结果表明,该蛋白为结构松散的球状蛋白。将3-1E基因亚克隆到表达载体pGEX-4T-1,构建pGEX-3-1E重组质粒并在大肠杆菌BL21中进行表达,表达产物经SDS-PAGE分析,表明成功地表达出了分子量为44.7 ku的融合蛋白。该研究为球虫基因工程疫苗的研制奠定了基础。     

畜禽胆固醇合成关键酶HMGR的生物信息学分析

本研究利用ClustalX、Swiss-pdbviewer4.0.1等分析工具,对GenBank中猪、牛和鸡β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)基因的核苷酸和氨基酸序列进行生物信息学分析,为畜禽胆固醇生物合成及调控的分子机制研究提供理论基础。结果表明:猪、牛和鸡HMGR基因序列特点及编码蛋白质理化性质基本相同,均属不稳定类酶蛋白;保守结构域氨基酸序列具有高度的同源性,均含有保守的2个β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A(HMG-CoA)结合基序和2个还原性烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADPH)结合基序;均有信号肽,属分泌型蛋白质;属于跨膜的疏水性蛋白,均有5个跨膜结构域;无规则卷曲和α-螺旋是HMGR多肽链中的主要结构元件;三维结构预测都呈"V"形;猪和牛HMGR基因的进化关系最近。由此可见,猪、牛和鸡HMGR组成、结构及生物化学性质相似、进化关系相近,不同动物HMGR的分离纯化方法及调控手段可以相互借鉴。     

罗斯308鸡IL-2基因的克隆及生物信息学分析

为了对罗斯308(Ls308)肉鸡白细胞介素2(IL-2)基因进行生物信息学分析,试验根据GenBank中已登录的鸡IL-2 mRNA基因序列,设计1对特异性引物,采用RT-PCR方法成功克隆Ls308肉鸡的IL-2基因。结果表明:Ls308肉鸡IL-2基因CDS区全长为432 bp,含有1个432 bp开放阅读框(ORF),编码143个氨基酸,该基因序列与Gen Bank中登录的鸡、丝毛鸡、印度肉鸡、来航鸡、野猪、狼、猫、牛、人、羊的IL-2核苷酸序列同源性分别为97.2%、99.8%、98.6%、100%、27.5%、31.7%、27.8%、30.3%、30.3%、30.3%,与其氨基酸序列同源性分别为98.6%、99.3%、97.9%、100%、10.5%、10.5%、9.1%、8.4%、10.5%、8.4%。该蛋白理化性质分析结果表明,该蛋白分子质量为16 429 ku,理论等电点(PI)为5.66,分子式为C728H1178N184O225S10,由20种常见氨基酸组成,其中带负电荷的氨基酸(Asp+Glu)占14.0%,带正电荷的氨基酸(Arg+Lys)占11.9%。该蛋白的半衰期为30 h,不稳定系数为41.70,为不稳定蛋白;该蛋白脂溶性为92.03,平均亲水指数为-0.294,该蛋白为亲水蛋白。信号肽预测结果表明,该蛋白N端有信号肽,信号肽位置为前22个氨基酸,说明其分泌蛋白;跨膜区预测结果表明,该蛋白含有一个跨膜区域,预测其为跨膜蛋白;二级结构中以α螺旋和无规则卷曲为主,延伸链和β转角只是在局部出现;三级结构与二级结构预测结果一致,亚细胞定位显示该蛋白可能主要在细胞膜上发挥作用。     

水貂白细胞介素-2基因的克隆与生物学信息分析

根据Gen Bank中狐白细胞介素-2(IL-2)基因序列(AJ621188),设计合成1对引物,以水貂脾脏组织RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增水貂IL-2基因。序列分析表明:水貂IL-2基因长468 bp,编码155个氨基酸,其中含21个氨基酸的信号肽和134个氨基酸的成熟多肽。IL-2蛋白分子质量为17.84 ku,等电点为4.65,含有4个与二硫键形成有关的半胱氨酸,1个糖基化位点,成熟肽含有3个α螺旋,5个β折叠区,9个β转角。同源性分析发现,水貂IL-2基因序列与Gen Ban K发表的21种IL-2基因核苷酸序列同源性为2.9%~88.5%,氨基酸序列同源性为5.2%~80.6%。水貂与Gene Bank中21种动物的IL-2基因序列分析和系统进化树分析表明,IL-2基因存在种属特异性。水貂IL-2基因的成功克隆,为进一步研究水貂IL-2基因生物学活性和应用奠定基础。     

紫花苜蓿DREB1转录因子基因的克隆及序列分析

干旱应答结合元件(DREB1)在植物抗逆性方面起着重要的作用。以紫花苜蓿为试验材料,克隆了紫花苜蓿DREB1基因,对其编码的蛋白的理化性质、二级和三级结构进行分析。紫花苜蓿DREB1基因全长901 bp,编码218个氨基酸,氨基酸序列分析比对显示该蛋白质属于AP2家族,为亲水性蛋白质,没有信号肽;二级结构中包含1个α-螺旋和3个β-折叠,其中6个氨基酸位点的变异可能影响蛋白的三级结构,可能与蛋白的抗逆功能有关。     

猪流行性腹泻病毒ORF3和M基因的克隆与序列分析

为了解福建省猪流行性腹泻病毒(Porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)毒株ORF3和M基因变异情况,本研究从4个不同规模猪场发生仔猪“顽固性腹泻”疾病的病料中扩增到4株PEDV的ORF3和M基因,并进行了序列分析.结果表明:4株PEDV ORF3基因均含有675个碱基,编码224个氨基酸,与GenBank中登录的代表性PEDV核苷酸的同源性为89.7％～100.0％,氨基酸的同源性为94.7％～99.6％,其中FJPT毒株核苷酸的同源性与CV777 truncated毒株最低,仅为89.7％,FJNP毒株核苷酸的同源性与中国北方流行的CH ZKFG 11毒株最高,达100.0％.M基因含有681个碱基,编码226个氨基酸,与GenBank中登录的代表性PEDV核苷酸的同源性为94.8％～100.0％,氨基酸的同源性为94.8％～99.6％,其中FJPT毒株核苷酸的同源性与日本D89752毒株最低,仅为94.8％,FJNP毒株核苷酸的同源性与韩国CPF193、泰国毒株最高,达100.0％.4株PEDV毒株均与国内外流行强毒株的亲缘关系较近,与attenuate DR13弱毒株的亲缘关系较远.     

绵羊β3肾上腺素能受体蛋白结构和分子进化分析

β3肾上腺素能受体(ADRB3)是G蛋白耦联受体超家族的成员之一,主要作用于脂肪组织,参与调节脂肪分解和能量代谢。本文基于NCBI上已经发表的14个物种的ADRB3基因mRNA和蛋白质序列,利用网络信息资源和生物学软件,对绵羊等14个物种进行分子进化分析,为进一步研究其表达调控奠定基础。结果表明:该蛋白包含1段50个氨基酸组成的信号肽,是一种具有7个跨膜区结构的不稳定的疏水性膜蛋白。二级结构由α螺旋(23.95%)、β延伸链(20.49%)和无规则卷曲(55.56%)构成;分子进化分析结果显示,14个物种被分成2支,绵羊、山羊、牛、猪、马、狗、猫、豚鼠、大鼠、小鼠、猕猴、黑猩猩和人聚为一支,虹鳟鱼单独为一支,该聚类结果和公认的动物分类及进化关系吻合;非同义替换率与同义替换率的比值ω为3.756,说明ADRB3基因发生了正向选择,即受自然选择的作用较大。     

吉林省猪圆环病毒3型的分子流行病学调查及遗传演化分析

为了解猪圆环病毒3型(porcine circovirus type 3,PCV3)在吉林省的流行情况和分子生物学特性,本研究通过PCR方法对吉林省2015-2017年的484份血清样品进行PCV3检测,将PCV3检测阳性的样品进行ORF2基因扩增和测序,并利用生物信息学软件DNAStar和Mega 6.06对ORF2基因的分子生物学特性进行分析。结果显示,吉林省2015-2017年PCV3样品总感染率和猪场感染率分别为28.1%(136/484)和65.8%(25/38),且呈逐年上升趋势。同源性分析结果表明,本研究获得的4株PCV3 ORF2基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为98.3%～98.9%和97.7%～99.5%,4株PCV3 ORF2基因与国内外参考毒株ORF2基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为97.7%～99.7%和96.7%～100%。遗传进化分析表明,PCV3存在2个亚群:PCV3a和PCV3b。本试验分离的PCV3毒株分别位于2个亚群上,1株属于PCV3a亚群,3株属于PCV3b亚群。PCV3毒株Cap蛋白第24(A、V)和27位(R、K)氨基酸的不同可能与PCV3毒株的进化相关。本试验结果表明,PCV3在吉林省猪群和猪场中存在很高的感染率,PCV3毒株之间高度保守,本研究结果为PCV3的分子特性研究提供了参考依据。     

不同来源柔嫩艾美耳球虫虫株微线体3基因的克隆和序列分析

以8株不同来源柔嫩艾美耳球虫分离株为研究对象,对其艾美耳球虫微线体3(Eimeria tenella microneme protein,EtMIC3)基因进行了RT-PCR扩增、测序及序列分析,并与GenBank上已发表的柔嫩艾美尔球虫相关序列进行比较,研究EtMIC3基因遗传变异情况。结果获得2976 bp的目的片段,各株与FJ374765.1 CDs的序列相似性在99.8%~99.9%之间,各株之间的序列相似性为99.9%~100.0%,各株编码的氨基酸序列与GenBank登记的柔嫩艾美耳球虫EtMIC3蛋白(ACJ11219)相似性在99.6%~99.9%之间,不同地理来源或耐药性虫株之间没有明显差异。本研究首次对中国EtMIC3基因进行了序列分析,结果显示不同来源株EtMIC3基因高度保守,为有效的疫苗候选因子,为进一步进行柔嫩艾美耳球虫基因工程疫苗构建的研究奠定了基础。     

副猪嗜血杆菌寡肽结合蛋白（OPPA）的序列分析及分子结构模拟

通过研究副猪嗜血杆菌（Haemophiius parasuis,Hps）寡肽结合蛋白（Oligopeptide Binding Protein A,OppA）的生物学特性,为副猪嗜血杆菌亚单位疫苗的研制奠定基础。本试验设计了1对特异性引物,应用PCR方法来扩增副猪嗜血杆菌肽聚糖相关脂蛋白的全基因序列,并进行克隆和测序。并且采用生物信息学方法,对Hps的oppA基因核苷酸及其对应氨基酸序列进行比对,选取其中的血清学5型分离株,对其OppA蛋白的分子结构、理化性质及结构功能域、蛋白质二级结构等重要参数进行了预测和分析,并对0ppA蛋白的三级结构进行了同源建模。PCR扩增出1638bp的目的片段;测序结果显示出不同血清型Hps之间oppA基因核苷酸序列相似性有一定的差异,而所对应的氨基酸序列却差异更小;OPPA蛋白的理论等电点为6．45,偏弱酸性;OppA蛋白的二级结构以α螺旋、不规则卷曲和8片层为主要构件;Hps的0ppA蛋白的氨基酸序列与鼠疫耶尔森氏菌2223蛋白的同源性为57．20％,以2223蛋白结构为模板成功构建了Hps的OppA蛋白三维结构分子模型,该OppA蛋白三维结构中与2223蛋白相似,也有3个结构域,在疏水口袋中有1条5肽结构。Hps的OppA蛋白的成功模建为OppA蛋白功能的深入研究提供了参考依据。     

荣昌猪SLA-DQB基因β1结构域突变分析及蛋白质序列模式预测

为了深入了解荣昌猪SLA DQB基因β1结构域的变异及蛋白质序列模式分布情况,对53头荣昌猪SLADQB基因的β1结构域进行了克隆测序和序列多重比对,并在线预测蛋白质序列模式.结果发现,222 bp区域内存在9个单核苷酸的插入位点、16个单核苷酸的缺失位点和89个SNPs位点.74个氨基酸中仅由SNP位点导致的氨基酸变异位点共37个,其中有24个位点氨基酸的类型发生变化.对50条SLA- DQB基因β1结构域蛋白质序列分析发现7种类型共174个蛋白质序列模式位点.单条序列中蛋白质序列模式位点最多的12个,最少的2个.蛋白质序列模式突变位点主要发生在第9、26、45、53、61个氨基酸上,涉及到5种类型蛋白质序列模式位点的改变.结果提示,荣昌猪5L A- DQB基因β1结构域存在丰富的遗传变异和多样化的蛋白质序列模式.     

沙葱萤叶甲GdHsp70-2,GdHsp70-3的克隆鉴定与表达谱分析

为明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白70 (Heat shock protein 70,Hsp70)基因的序列结构及其系统进化关系,本研究通过PCR技术克隆沙葱萤叶甲Hsp70基因cDNA全长序列与基因组序列,并进行生物信息学与表达谱分析。结果显示,克隆获得了沙葱萤叶甲2条Hsp70基因GdHsp70-2(GenBank登录号：MZ853083)和GdHsp70-3(Genbank登录号：OK585088),基因全长分别为2 410 bp和2 242 bp,各自编码657和646个氨基酸,均含有3个保守的HSP70家族特征序列,预测蛋白三维结构均由N-端ATPase功能域和C-端底物结合功能域所组成;系统发育分析表明GdHSP70-2,GdHSP70-3分别与松墨天牛(Monochamus alternatus)MaltHSC70-1、玉米根萤叶甲(Diabrotica virgifera virgifera) DvirHSP70-2的亲缘关系最近;基因组DNA克隆获得GdHsp70-2的两段内含子序列,GdHsp70-3则不含有内含子;表达谱分析结果表明GdHsp...     

犬贾第虫病毒(长春株)全基因组序列分析

根据已报道的人源蓝氏贾第虫病毒序列设计了互相重叠的6对特异性引物，以犬贾第虫（长春株）纯培养滋养体总核酸为模板进行RT—PCR。PCR产物连接到pMD18-T载体进行测序，通过BLAST在GenBank进行同源性搜索，并用DNAMAN分子生物学软件进行分析。结果测得我国犬贾第虫病毒（长春株）基因组全长为6276bp（DQ238861），编码1个有887个氨基酸残基的衣壳蛋白和1056个氨基酸残基的融合蛋白，这2个阅读框被-1核糖体移码框分开，重叠处有220nt。基因组中G＋C占49．62％。其序列与国外报道的人源蓝氏贾第虫病毒（L13218）序列同源性为94．62％，编码的氨基酸同源性为93．50％；与国内人源蓝氏贾第虫病毒（AF525216）序列同源性为98．88％，编码的氨基酸同源性为98．30％。     

狂犬病毒Flury株糖蛋白cDNA克隆与序列分析

根据狂犬病毒糖蛋白核苷酸序列,利用Oliga软件设计两对特异性引物,通过反转录-聚合酶链式反应（RT-PCR）扩增了狂犬病毒Flury-lep糖蛋白的全长cDNA,将其插入克隆载体pMD-18T并测序。测序结果及同源性分析表明,糖蛋白cDNA长1574bp,编码524个氨基酸。狂犬病毒株Flury-lep的RGP基因序列与GenBank公布的狂犬病毒株RGP基因片段核苷酸序列的同源性为82．3％～96．3％,其编码产物的氨基酸序列同源性为88．4％～94．3％。     

山羊PNPLA3基因克隆及序列分析

PNPLA3蛋白属于patatin样磷脂酶家族,能够参与脂肪积累和脂肪动员,且该蛋白与肝脏炎症、肝纤维化密切相关。本研究旨在克隆PNPLA3基因序列并进行生物信息学分析,以简州大耳羊为实验对象,屠宰后,采集皮下脂肪组织,Trizol法提取组织总RNA,利用RT-PCR法克隆山羊PNPLA3基因序列,对所获得的序列进行生物信息学分析。结果显示:克隆得到山羊PNPLA3基因序列1564 bq(GenBank登陆号:MN643056),其中CDS区1344bp,5'UTR234bp,3'UTR49bp,编码447个氨基酸残基;山羊PNPLA3氨基酸序列与绵羊(Ovis aries)、牛(Bos taurus)、大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)和人(Homo sapiens)的氨基酸序列相似性分别达到83.89%、81.21%、56.38%、56.15%、58.42%;山羊PNPLA3蛋白与绵羊亲缘关系最近,而与原鸡(Gallus gallus)的亲缘关系较远;山羊PNPLA3蛋白为疏水性酸性蛋白,大部分由α螺旋和无规则卷曲构成,分别占比44.07%、39.6%,有18个丝氨酸、3个苏氨酸、3个酪氨酸磷酸化位点,无信号肽剪切位点,有2个跨膜结构域,具有1个PNPLA家族同源结构域,STRING数据库检索到PNLIP、PNPLA2、LIPC、PNLIPRP3等蛋白可能与PNPLA3蛋白存在相互作用关系。本实验成功克隆出山羊PNPLA3基因,为进一步阐明PNPLA3基因在调控山羊脂质代谢中的作用及分子机制提供基础资料。