绵羊VEGF-C基因可变剪切体克隆与序列分析

为克隆不同品种绵羊血管内皮生长因子C(VEGF-C)基因,探寻该基因与绵羊毛囊发育及毛用性状形成的内在关系,本实验利用RT-PCR方法从小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤组织克隆出VEGF-C基因mRNA并进行生物信息学分析。以皮肤组织cDNA为模板,RT-PCR扩增显示存在多个扩增条带,克隆测序结果发现所有条带均为VEGF-C基因序列。除最长片段为全长VEGF-C基因外,其他均为VEGF-C异构体,片段长度依次为1 318、1 298、1 197、890、732、604 bp。所有异构体均表现为序列中间部位的缺失,分析显示各异构体由不同类型的可变剪切方式组合加工产生。氨基酸分析发现大部分异构体造成移码突变,编码类VEGF-C蛋白小肽,推测可能参与VEGF-C蛋白成熟或功能调节。本研究首次证明VEGF-C基因在绵羊皮肤组织存在复杂的转录后加工过程,为进一步研究VEGF家族在绵羊皮肤组织中的功能奠定基础。     

绵羊VEGF-B基因可变剪切体克隆与鉴定

为克隆绵羊血管内皮生长因子B(VEGF-B)基因,探寻该基因与毛囊发育及毛用性状形成的潜在关系,本文利用RT-PCR从小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤组织克隆出VEGF-B基因mRNA并对不同组织中VEGF-B基因表达进行分析。扩增显示存在2条扩增条带,克隆测序发现均为VEGF-B基因,大小为978 bp和877 bp。分析发现片段中间部位缺失导致编码氨基酸序列改变,但并未破坏PDGF功能结构域,仅引起一端蛋白酶切位点改变。不同组织器官中两突变体表达检测发现具有组成型表达的特点。定量检测发现VEGF-B在肺脏和卵巢组织中较心脏组织表达升高,脾脏、肾脏与心脏表达持平。肠道、肝脏、脑及肌肉组织则表达降低。本研究成功克隆了绵羊VEGF-B基因并对其进行了系统的鉴定分析,为进一步研究绵羊VEGF家族功能奠定基础。     

马身猪MEF2A基因4种可变剪接体的克隆和生物信息学分析

本研究旨在克隆马身猪肌细胞增强因子2A（myocyte enhancer factor 2A,MEF2A）基因的不同剪接体类型。依据转录组测序对可变剪接的预测结果,试验扩增MEF2A基因第5~8外显子之间的编码区,用生物信息学软件分析了马身猪MEF2A基因不同剪接体的序列特性,预测保守结构域,构建系统进化树,比对不同物种MEF2A的氨基酸同源性。结果显示,获得了4个MEF2A基因的剪接体,MEF2A1的第5~8外显子正常剪接;MEF2A2缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp,第7外显子的3'端多出102 bp;MEF2A3缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp;MEF2A4第7外显子的3'端多出102 bp。插入的138 bp序列编码的蛋白质中存在1个保守结构域HJURP_C,这可能与MEF2A参与肝细胞纤维化作用有关。MEF2A1和MEF2A4与猪MEF2A1（GenBank登录号:NP_001090890.1）同属于一个亚群,同源性高达98.9%,MEF2A2和MEF2A3与猪MEF2A2（GenBank登录号:NP_001093168.1）同属于一个亚群,同源性分别为98.2%和98.9%。本试验成功克隆了4个MEF2A基因的剪接体,为进一步研究其蛋白功能奠定基础。     

绵羊血管内皮生长因子D基因克隆与表达分析

为了克隆小尾寒羊与新吉细毛羊血管内皮生长因子D(VEGF-D)基因,检测其多态性及组织表达分布规律,探讨两个品种绵羊毛用性状差异是否与该基因存在必然联系,试验提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,采用RT-PCR方法克隆VEGF-D基因并进行生物信息学分析,定量PCR方法分析两个品种间该基因的表达差异。结果表明:成功克隆出小尾寒羊与新吉细毛羊VEGF-D基因,该基因全长1 487 bp,含有完整的开放阅读框(ORF),长度为1 065 bp,编码354个氨基酸。绵羊VEGF-D基因无论在核苷酸还是氨基酸水平上与亲缘关系更近的牛具有较高同源性。小尾寒羊及新吉细毛羊品种间VEGF-D基因存在较多的多态位点,且相应突变位点均引起氨基酸的改变,提示该基因在品种间存在较大的选择压力,上述突变位点主要位于PDGF结构域两侧,提示其可能通过影响VEGF-D蛋白的水解过程来调控其功能。绵羊VEGF-D基因为各组织广泛表达基因,但其主要在肺脏与脾脏中高表达。不同季节绵羊皮肤组织VEGF-D基因表达模式不同,主要表现为寒冷季节高表达,而气温升高表达量逐渐降低。说明小尾寒羊与新吉细毛羊两个品种中VEGF-D基因存在较高的多态性,不同组织器官与不同季节皮肤组织表达分布相类似。     

青海高原牦牛PRDM1基因克隆及生物信息学与差异表达分析

以青海高原牦牛淋巴结,90日龄胎儿头部皮肤,牦牛精子以及西门塔尔牛精子为材料,通过RT-PCR克隆了包含PRDM1基因编码区的cDNA序列。将克隆获得的青海高原牦牛PRDM1基因的cDNA与黄牛相应序列进行比对,对青海高原牦牛PRDM1蛋白与其他物种PRDM1蛋白进行序列比对和进化树分析,对青海高原牦牛PRDM1蛋白的特性和结构进行预测。荧光定量检测青海高原牦牛淋巴结,90日龄胎儿头部皮肤,牦牛精子以及西门塔尔牛精子中PRDM1基因mRNA表达量。结果显示,克隆获得青海高原牦牛PRDM1基因该部分cDNA片段长度为761bp,其中PRDM1基因编码区长741bp,编码246个氨基酸;序列分析显示,克隆获得的牦牛cDNA序列与黄牛该序列存在3个碱基的变异;青海高原牦牛PRDM1蛋白与黄牛、野牦牛、绵羊、马相应序列同源性分别是99.0%,99.0%,97.0%,92.0%;各物种PRDM1蛋白进化树符合物种进化规律。包含卷曲螺旋等典型结构域,人甲基转移酶蛋白结构域PR蛋白1具有94%的相似性,人甲基转移酶蛋白结构域PR蛋白10具有36%的相似性,具有SET结构域活性。青海高原牦牛PRDM1基因在西门塔尔、牦牛精子中表达量极显著高于青海高原牦牛淋巴结(P<0.05),90日龄胎儿头部皮肤中表达量极显著低于青海高原牦牛淋巴结(P<0.01)。从青海高原牦牛克隆获得PRDM1基因编码区揭示了其分子特征,为青海高原牦牛PRDM1蛋白质功能的研究奠定基础。     

绵羊角蛋白关联蛋白8.2基因克隆与表达分析

本研究旨在克隆绵羊角蛋白关联蛋白8.2(keratin-associated protein,KAP8.2)基因mRNA并分析该基因在不同组织器官的表达分布。首先提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,RT-PCR方法克隆KAP8.2基因并进行两个品种间的比较分析,实时荧光定量PCR方法分析两个品种间KAP8.2基因的表达谱差异。结果表明已成功克隆出绵羊KAP8.2基因mRNA,该片段长574bp,其中ORF区192bp,编码63个氨基酸,甘氨酸(Gly)和酪氨酸(Tyr)含量依次为23.8%和20.6%,属于典型的HGT-KAP家族。多态性分析显示新吉细毛羊与小尾寒羊KAP8.2基因间存在丰富的多态性,多态位点多位于CDS区两侧,其中小尾寒羊KAP8.2基因3′UTR区c192+19-39出现一个疑似fru-let-7j的作用靶位。不同组织表达谱分析显示该基因为多组织表达基因,但两个品种羊不同组织表达谱存在较大差异,表现为小尾寒羊在脾脏、肝脏和皮肤中高表达,而新吉细毛羊则在皮肤和心脏中高表达。本研究提示小尾寒羊与新吉细毛羊KAP8.2基因在基因多态性还是组织表达分布上存在显著差异,提示该基因与毛表型性状相关。     

猪转化生长因子β受体Ⅱ基因克隆与组织表达特征分析

为了研究猪转化生长因子β受体Ⅱ(transforming growth factor beta receptorⅡ,TGFBR2)基因序列特征和组织表达特征,利用克隆测序技术获得二花脸猪TGFBR2基因编码区序列,采用RT-PCR技术分析二花脸猪TGFBR2基因的组织表达特征。结果显示:二花脸猪TGFBR2基因编码区序列长度为1 461 bp,编码蛋白含486个氨基酸残基,含有ec TbetaR2结构域、蛋白激酶结构域等典型的功能域;RT-PCR发现TGFBR2基因在二花脸猪下丘脑、子宫、卵巢和肌肉等12种组织中广泛表达,特别是在卵巢组织中高表达。结果表明:猪TGFBR2基因为进化上相对保守且在卵巢组织中高表达的基因。     

绵羊角蛋白关联蛋白8.2基因克隆与表达分析

本研究旨在克隆绵羊角蛋白关联蛋白8.2(keratin-associated protein,KAP8.2)基因mRNA并分析该基因在不同组织器官的表达分布。首先提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,RT-PCR方法克隆KAP8.2基因并进行两个品种间的比较分析,实时荧光定量PCR方法分析两个品种间KAP8.2基因的表达谱差异。结果表明已成功克隆出绵羊KAP8.2基因mRNA,该片段长574 bp,其中ORF区192 bp,编码63个氨基酸,甘氨酸(Gly)和酪氨酸(Tyr)含量依次为23.8%和20.6%,属于典型的HGT-KAP家族。多态性分析显示新吉细毛羊与小尾寒羊KAP8.2基因间存在丰富的多态性,多态位点多位于CDS区两侧,其中小尾寒羊KAP8.2基因3'UTR区c192+19-39出现一个疑似fru-let-7j的作用靶位。不同组织表达谱分析显示该基因为多组织表达基因,但两个品种羊不同组织表达谱存在较大差异,表现为小尾寒羊在脾脏、肝脏和皮肤中高表达,而新吉细毛羊则在皮肤和心脏中高表达。本研究提示小尾寒羊与新吉细毛羊KAP8.2基因在基因多态性还是组织表达分布上存在显著差异,提示该基因与毛表型性状相关。     

中国新吉细毛羊LHx2基因cDNA克隆与序列分析

以供试羊皮肤组织中提取的总RNA为模板,根据Gen Bank中登陆的绵羊LHx2基因序列设计引物,通过PCR方法扩增RT-PCR合成的LHx2基因编码区第一链c DNA,回收、纯化反应产物,将目的基因与p MD18-T载体连接、转化,获得阳性重组质粒,成功克隆新吉细毛羊LHx2基因c DNA序列,测序长为1 215 bp。基因同源性分析结果显示各物种间同源性均在80%以上。该基因编码405个氨基酸残基,蛋白同源性分析结果显示各物种间同源性差异较大;蛋白二级结构分析显示LHx2蛋白为疏水性蛋白、柔韧性较高;蛋白结构域分析结果表明克隆的基因较为完整。研究结果为深入研究新吉细毛羊LHx2基因提供理论基础。     

不同遗传背景猪群体黏病毒耐药蛋白1基因多态性分析

为探讨不同遗传背景猪黏病毒耐药蛋白1（myxovirus resistance,Mx1）基因的遗传多态性,本试验采用RT-PCR方法扩增克隆出猪Mx1基因并进行生物信息学分析,采用高分辨率熔解曲线法（HRM）对民猪、长白山野猪与民猪杂交猪（简称野杂猪）和大白猪3个群体Mx1基因外显子2区多态性进行分析。结果显示,从民猪及野杂猪中成功克隆出4条Mx1基因mRNA序列。该序列含有1个1 992 bp的完整开放阅读框（ORF）,编码663个氨基酸。比较发现4条Mx1基因序列中共含有30个SNPs位点,其中17个SNPs位点引起了氨基酸序列的变异。功能结构域分析发现,大部分氨基酸突变位点位于Mx1基因功能结构域两侧。HRM多态性分析显示,Mx1基因外显子2区DD基因型作为优势基因型在3个群体中具有最高的基因型频率,其中大白猪中DD基因型频率为100%,野杂猪为62.5%,民猪为56.2%。基因多态性分析还发现该区域存在更多的核苷酸及氨基酸突变位点,表明民猪和野杂猪Mx1基因存在更丰富的基因多态性。     

藏系绵羊KRT26基因的克隆测序和组织表达分析

为了克隆藏系绵羊KRT26基因序列,并研究其组织表达谱,试验从藏系绵羊皮肤中提取总RNA,用RT-PCR技术克隆KRT26基因,并进行了氨基酸序列测定和荧光定量PCR分析。结果表明:获得了1 407 bp的编码区序列,该序列与绵羊KRT26基因的预测序列仅有1个碱基差异,推导的氨基酸序列相同,与牛、人、小鼠KRT26的氨基酸序列相似性依次为94.44%、79.44%和73.32%。KRT26基因在藏系绵羊的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、脂肪、皮肤中均有不同程度表达,但在皮肤的表达量远远高于其他组织,表现出极高的组织特异性。     

水貂酪氨酸酶(TYR)基因克隆、SNPs筛查及其皮肤组织mRNA差异表达分析

旨在克隆和分析水貂酪氨酸酶（tyrosinase,TYR）基因编码区,揭示该基因编码区SNPs及其皮肤组织mRNA差异表达规律与水貂毛色表型的关系。本研究采集7月龄雄性金州黑水貂、名威银蓝水貂和红眼白水貂共计301个样本的血液,利用聚合酶链式反应（PCR）方法对水貂TYR基因5个外显子进行分段克隆,并拼接获得其完整编码区序列（coding sequence,CDS）;采用PCR产物直接测序技术筛查3种毛色水貂外显子1、4和5中的SNPs;采集9只7月龄雄性水貂（黑、灰与白色被毛各3只）背中部皮肤组织,通过实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）技术检测TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中的表达水平。结果表明,克隆的水貂TYR基因序列长2 391 bp,由5个外显子组成,编码区长1 596 bp,编码的531个氨基酸中包括信号肽（18个氨基酸）和成熟肽（513个氨基酸）,该序列已上传GenBank（KJ716783）。SNPs筛查发现,3种毛色水貂TYR基因外显子4和5不存在突变位点,外显子1发现2处变异：c.441G>A和c.138T>A,c.441G>A为同义突变且仅存在于金州黑水貂群体。qRT-PCR分析显示,TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中均表达,且在金州黑水貂中的表达极显著高于银蓝水貂和红眼白水貂（P<0.01）,在银蓝水貂中的表达显著高于红眼白水貂（P<0.05）。研究结果提示,TYR基因c.138T>A位点及其皮肤组织mRNA差异表达水平与水貂毛色显著关联。     

绵羊松果体及生殖轴系褪黑素受体MT1的克隆

采用RT-PCR技术从绵羊松果体、下丘脑、垂体及卵巢组织中克隆到褪黑素受体MT1基因,扩增序列全长650 bp.同源性分析表明与GenBank中已知序列的同源性均达到99%,证明这些组织存在MT1基因的mRNA表达.序列分析发现绵羊下丘脑、垂体和卵巢组织中的基因序列为Mella α基因,而松果体组织中的基因序列为Mella β基因.绵羊卵巢组织中存在有MT1褪黑素受体,暗示褪黑素可能直接作用于绵羊卵巢,参与生殖功能的调节.     

猪MAP3K5基因CDS序列克隆及生物信息学分析

试验克隆了猪MAP3K5基因cDNA序列,分析了猪MAP3K5基因与MAP3K家族及其他物种MAP3K5基因的序列同源性,并研究了其保守结合域。通过RACE-PCR扩增获得猪MAP3K5基因5 452 bp的序列,并分析其可能的开放阅读框及预测蛋白序列,获得了MAP3K5基因31个外显子结构。通过比对发现,猪MAP3K5基因与MAP3K家族其他成员的mRNA及蛋白质序列的同源性较低,均在50%以下,其中猪MAP3K5与MAP3K6基因序列的同源性相对较高;猪MAP3K5基因与其他物种的MAP3K5基因的mRNA及蛋白质序列的同源性较高,均在78%以上,其中猪MAP3K5基因与牛、绵羊、犬和人的MAP3K5基因序列的同源性较高。对与猪MAP3K5序列同源性更高的蛋白质进行保守结构域分析,发现MAP3K6与MAP3K5的保守域和结合位点类似,其他MAP3K家族成员与MAP3K5的结构域差别较大;而其他物种的MAP3K5与猪MAP3K5相比保守结构域和结合位点相似。结果初步表明了猪MAP3K5序列和结构域特点,可为后续MAP3K5基因的功能研究奠定基础。     

水貂酪氨酸酶(TYR)基因克隆、SNPs筛查及其皮肤组织mRNA差异表达分析

旨在克隆和分析水貂酪氨酸酶(tyrosinase,TYR)基因编码区,揭示该基因编码区SNPs及其皮肤组织mRNA差异表达规律与水貂毛色表型的关系。本研究采集7月龄雄性金州黑水貂、名威银蓝水貂和红眼白水貂共计301个样本的血液,利用聚合酶链式反应(PCR)方法对水貂TYR基因5个外显子进行分段克隆,并拼接获得其完整编码区序列(coding sequence,CDS);采用PCR产物直接测序技术筛查3种毛色水貂外显子1、4和5中的SNPs;采集9只7月龄雄性水貂(黑、灰与白色被毛各3只)背中部皮肤组织,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)技术检测TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中的表达水平。结果表明,克隆的水貂TYR基因序列长2 391 bp,由5个外显子组成,编码区长1 596 bp,编码的531个氨基酸中包括信号肽(18个氨基酸)和成熟肽(513个氨基酸),该序列已上传GenBank(KJ716783)。SNPs筛查发现,3种毛色水貂TYR基因外显子4和5不存在突变位点,外显子1发现2处变异:c.441GA和c.138TA,c.441GA为同义突变且仅存在于金州黑水貂群体。qRT-PCR分析显示,TYR基因mRNA在3种毛色水貂皮肤组织中均表达,且在金州黑水貂中的表达极显著高于银蓝水貂和红眼白水貂(P0.01),在银蓝水貂中的表达显著高于红眼白水貂(P0.05)。研究结果提示,TYR基因c.138TA位点及其皮肤组织mRNA差异表达水平与水貂毛色显著关联。     

牦牛KLF8基因剪切体克隆及组织表达分析

为了阐明KLF8基因在牦牛不同组织中的表达水平,试验采用RT-PCR方法克隆KLF8基因剪切体序列,利用荧光定量PCR技术检测该基因在不同组织中的表达丰度。结果表明:获得牦牛KLF8基因剪切体序列长度为1 246 bp(Gen Bank登录号为KX964629),其中CDS为963 bp,编码320个氨基酸,与牛(登录号为XP_010820342.1)的氨基酸同源性达99.69%,无信号肽剪切位点和跨膜结构域,具有KLFs家族保守的锌指功能结构域;KLF8基因在牦牛的脂肪组织中存在高水平表达,极显著高于其他组织(P0.01)。     

绵羊KAP8-1基因克隆与表达分析

本文旨在克隆绵羊角蛋白关联蛋白8-1(KAP8-1)基因c DNA并分析该基因在不同组织器官的表达分布。提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,RT-PCR法克隆KAP8-1基因,定量RT-PCR方法分析2个品种间KAP8-1基因的表达谱差异。结果表明:已成功克隆出绵羊KAP8-1基因,该基因片段长225 bp,其中ORF区189 bp,编码62个氨基酸,分析显示该KAP8-1基因属于典型的HGT KAP家族,甘氨酸和酪氨酸含量分别为22.6%和17.7%;小尾寒羊与新吉细毛羊间存在丰富的多态性,且多态位点均引起关键性氨基酸的突变;组织表达谱检测表明KAP8-1基因为多组织表达基因,小尾寒羊与新吉细毛羊中不同组织表达谱丰度存在显著差异,表现为小尾寒羊脾脏、肝脏中高表达,而新吉细毛羊则皮肤、心脏中高表达。结果显示,小尾寒羊与新吉细毛羊KAP8-1基因在基因多态性还是组织表达分布上存在显著差异,提示该基因可能与毛表型性状密切相关。     

绵羊MC4R基因的半定量RT-PCR及生物信息学分析

本研究旨在对绵羊MC4R基因进行组织表达谱和生物信息学分析。参考牛MC4R基因序列设计引物,采用PCR技术克隆绵羊MC4R基因序列,并利用半定量RT-PCR进行组织表达谱分析;同时对其进行生物信息学分析。结果表明,克隆的绵羊MC4R基因全长1 919 bp,含有999 bp的完整CDS编码区,编码332个氨基酸。其CDS编码区的核苷酸序列与牛、人、猪、大鼠、小鼠MC4R基因对应序列的同源性分别为95.2%、68.8%、82.7%、76.6%、77.1%,预测的氨基酸序列同源性分别为97.0%、92.8%、93.7%、92.2%、91.6%。组织表达谱分析表明MC4R基因在各组织均不同程度的表达,其中在大脑表达量很高,其他组织较低。生物信息学预测MC4R蛋白功能发现,绵羊的MC4R蛋白存在7个跨膜螺旋结构域,同时预测MC4R存在10个磷酸化位点和1个特异性蛋白激酶磷酸化位点。结果表明,MC4R是一个非常保守的蛋白,在绵羊的生长发育中起着重要作用。     

猪NR1H3基因可变剪接体的克隆及表达特性研究

旨在克隆猪NR1H3基因的可变剪接体,并预测编码蛋白的结构与功能,研究其转录本的表达特性。本试验以马身猪为研究对象,采用RT-PCR及克隆测序技术对猪NR1H3基因CDS区进行扩增和克隆,采用生物信息学方法分析NR1H3蛋白的生物学特性,采用qRT-PCR技术检测NR1H3基因在心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠、股二头肌、腰大肌和皮下脂肪组织中的表达谱及在脂肪组织中的发育性表达规律。结果表明,本研究成功克隆出猪NR1H3基因的两个转录本NR1H3-1和NR1H3-2,其中NR1H3-2为新发现的转录本(MN082630),其CDS区全长1 203bp,编码的蛋白质含400个氨基酸,属于中性不稳定蛋白;与NR1H3-1相比,NR1H3-2缺失了长度为95bp的第9外显子,编码的蛋白质NR1H3-2比NR1H3-1少了一个肝X受体的配体结合结构域;氨基酸的相似性分析发现,猪NR1H3蛋白氨基酸序列与北大西洋小须鲸、山羊、绵羊、抹香鲸、长江江豚等物种的相似性较高。NR1H3-1和NR1H3-2在所检测组织中均有表达,且在不同组织间的表达量具有显著差异(P0.05);NR1H3-1转录本在小肠中表达量最高,其次是脾、肝、股二头肌等,在心脏中表达量最低;NR1H3-2则在肝中表达量最高,其次是脾、小肠、胃和股二头肌等,在心脏中表达量最低。在各组织中(除小肠、心、肺),NR1H3-2的表达量均高于NR1H3-1,其中在肝和皮下脂肪组织中,NR1H3-2的表达量极显著高于NR1H3-1(P0.01),在胃中差异达显著水平(P0.05)。随着日龄的增加,皮下脂肪组织中NR1H3-1和NR1H3-2的表达量整体呈上升趋势,推测该基因对猪的脂肪沉积有调控作用。本试验成功克隆了猪NR1H3基因的两个可变剪接体,并推测其对猪脂质代谢及脂肪生成具有重要的生理作用。