牦牛及杂种后代犏牛的TSPY基因克隆分析

克隆测序了牦牛、犏牛TSPY基因的编码区全序列,并用生物信息学软件分析了该基因的编码区序列、蛋白结构和进化关系.结果表明,牦牛和犏牛TSPY基因编码区序列长度均为954 bp,编码317个氨基酸,牦牛与普通牛TSPY基因序列的一致性分别为98.95％,犏牛与牦牛、普通牛TSPY基因序列的一致性分别为98.95％、99.79％,杂交后代犏牛与亲本序列差异表现在第113位核酸位点发生了改变(T→T→C),导致第38位氨基酸发生变化(V→V→A).牦牛和犏牛TSPY蛋白含有TSPY家族典型的SET/NAP保守结构域,与人、鼠TSPY蛋白结构域一致,推测牦牛和犏牛TSPY蛋白在雄性减数分裂过程中参与了精原细胞和初级精母细胞的调节.     

牦牛及杂种后代犏牛的TSPY基因克隆分析

 克隆测序了牦牛、犏牛TSPY基因的编码区全序列,并用生物信息学软件分析了该基因的编码区序列、蛋白结构和进化关系。结果表明,牦牛和犏牛TSPY基因编码区序列长度均为954 bp,编码317个氨基酸,牦牛与普通牛TSPY基因序列的一致性分别为98.95%,犏牛与牦牛、普通牛TSPY基因序列的一致性分别为98.95%、99.79%,杂交后代犏牛与亲本序列差异表现在第113位核酸位点发生了改变（T→T→C）,导致第38位氨基酸发生变化（V→V→A）。牦牛和犏牛TSPY蛋白含有TSPY家族典型的SET/NAP保守结构域,与人、鼠TSPY蛋白结构域一致,推测牦牛和犏牛TSPY蛋白在雄性减数分裂过程中参与了精原细胞和初级精母细胞的调节。     

犏牛BMP4基因的克隆、生物信息学分析及在附睾的表达研究

骨形态发生蛋白4(BMP4)基因在哺乳动物生殖机能方面起着重要的调控作用。本研究通过分子克隆技术对犏牛BMP4基因的编码区序列进行克隆，分析BMP4基因的生物信息学特征及其在附睾组织中的表达特点。生物信息学分析结果显示：犏牛BMP4基因CDS区片段长1 371 bp，编码456个氨基酸；BMP4蛋白存在一层跨膜结构，肽链中亲水性氨基酸的数量显著高于疏水性氨基酸，表明具有亲水性；组成犏牛BMP4蛋白的456个氨基酸中，100个氨基酸位于α螺旋区，占氨基酸总数的21.93%,82个氨基酸位于延伸链区，占总数的17.98%,14个氨基酸位于β转角区，占总数的3.07%,260个氨基酸以无规则状态存在，占总数的57.02%；犏牛BMP4氨基酸序列与牦牛、绵羊等物种存在较高的同源性，分别为99.2%和99.3%。qPCR分析结果显示：犏牛BMP4基因在附睾体部的表达显著高于头部和尾部。本研究为进一步探讨犏牛精子成熟机制及BMP4基因在犏牛附睾不同部位的作用机制提供了基础数据。     

牦牛FSHR基因5′端部分序列克隆及生物信息学分析

利用PCR和T-A克隆技术,测定了麦洼牦牛和杂种犏牛的FSHR基因5′端侧翼区和第1外显子的核苷酸序列,并运用BLAST、DNAMAN、Clustal等生物信息学软件与其他物种的相应序列进行了同源性比对分析,为牦牛FSHR基因结构、犏牛雄性不育、牦牛遗传多样性,以及FSHR基因与牦牛的繁殖、产肉、产奶性状相关分析提供了理论基础。结果表明:牦牛和犏牛FSHR基因5′端侧翼区长度为970bp,普通牛、羊和猪的该序列长度分别为970、973和981bp,序列长度差异较小;序列突变以碱基替换为主,牦牛与犏牛、普通牛、羊及猪的核苷酸序列一致性分别为99.4%、99.3%、98.2%、96.9%,一致性较高,为同源基因。聚类分析中牦牛与犏牛首先相聚,再依次与普通牛、羊、猪聚在一起。根据核苷酸序列推测,氨基酸组成分析显示,牦牛和犏牛的该蛋白疏水性,蛋白的亲水性和稳定性较差,为不稳定的脂溶性蛋白;二级结构主要以α螺旋和随机卷曲为主。     

牦牛FSHR基因5’端部分序列克隆及生物信息学分析

利用PCR和T—A克隆技术,测定了麦洼牦牛和杂种犏牛的FsHR基因5’端侧翼区和第1外显子的核苷酸序列,并运用BLAST、DNAMAN、Clustal等生物信息学软件与其他物种的相应序列进行了同源性比对分析,为牦牛FSHR基因结构、犏牛雄性不育、牦牛遗传多样性,以及FSHR基因与牦牛的繁殖、产肉、产奶性状相关分析提供了理论基础。结果表明：牦牛和犏牛FSHR基因5’端侧翼区长度为970bp,普通牛、羊和猪的该序列长度分别为970、973和981bp,序列长度差异较小;序列突变以碱基替换为主,牦牛与犏牛、普通牛、羊及猪的核苷酸序列一致性分别为99．4％、99．3％、98．2％、96．9％,一致性较高,为同源基因。聚类分析中牦牛与犏牛首先相聚,再依次与普通牛、羊、猪聚在一起。根据核苷酸序列推测,氨基酸组成分析显示,牦牛和犏牛的该蛋白疏水性,蛋白的亲水性和稳定性较差,为不稳定的脂溶性蛋白;二级结构主要以α螺旋和随机卷曲为主。     

GSTM3基因在牦牛和犏牛睾丸及附睾组织中的表达研究

谷胱甘肽S-转移酶Mu 3(GSTM3）是一种必需的抗氧化酶,其在精子中的存在与精子的耐冷性、质量和生育能力有关。为研究GSTM3的表达与雄性牦牛繁殖功能的关系,本研究对牦牛附睾GSTM3基因进行克隆、生物信息学分析,并应用实时荧光定量PCR分析GSTM3基因在牦牛和犏牛附睾以及睾丸组织中的表达情况。结果表明,牦牛GSTM3基因CDS区序列长度为678 bp,编码225个氨基酸;GSTM3基因编码蛋白为弱酸性且不具有跨膜结构,分子式为C1204H1857N319O340S19,分子量和等电点分别为26.85 ku和7.29;牦牛GSTM3核苷酸序列与普通牛和瘤牛有较高的种间同源性,分别为99.26%和98.53%;GSTM3基因在牦牛和犏牛附睾以及睾丸组织中均有不同程度的表达,牦牛附睾和睾丸的GSTM3表达量显著高于犏牛。     

牦牛Toll样受体10基因的克隆与分析

旨在获得牦牛TLR10基因序列并进行生物信息学分析,同时分析其组织表达谱,为进一步研究牦牛TLR10基因的功能提供资料。以GenBank中牛TLR10基因序列设计引物,在牦牛脾组织中克隆出牦牛TLR10基因,应用半定量RT-PCR技术检测该基因组织表达情况。生物信息学分析表明,牦牛TLR10基因编码区全长2 328bp,编码氨基酸776个,分子质量196.3ku,理论等电点为4.94;TLR10编码的蛋白整体带负电荷,并表现为亲水性;进化树与同源性分析表明,牦牛与黄牛的同源性最高,达到99.4%,与水牛、绵羊、梅花鹿等哺乳动物遗传距离很近。组织表达谱显示牦牛TLR10基因在12个组织中均有表达。结果显示,牦牛TLR10基因高度保守,具有稳定的抗原特征。     

5种犏牛乳品质的PCA综合评价及营养成分预测模型的建立

对5种犏牛进行综合评价,并构建犏牛乳成分的预测模型,为犏牛特性、乳品加工和牦牛杂交研究积累资料和提供依据。采用t检验对不同胎次犏牛乳成分进行显著性检验,采用ANOVA分析和PCA综合评价法对5种犏牛间乳成分含量进行;运用逐步回归法构建犏牛乳各主要成分的预测模型。结果显示:2胎次荷犏牛蛋白质、脂肪、干物质等含量显著高于5胎次(P<0.05);5种犏牛的综合评价结果为:西黄犏牛>荷黄犏牛>西犏牛>娟犏牛>荷犏牛;蛋白质、脂肪、非脂固、乳糖、密度的预测模型R2>0.900,P<0.001,拟合度高。研究表明杂交组合西黄犏牛、荷黄犏牛乳品质优于其他犏牛,三元杂交后代乳品质具有杂种优势;本试验建立的乳成分预测模型具有可靠的预测性。     

驯鹿干扰素β1基因的克隆及遗传进化分析

试验旨在从驯鹿鹿茸顶端组织中克隆干扰素β1（interferon beta 1,IFNβ1）基因全长序列,分析其分子特性,为研究其生物学活性及实际应用奠定基础。根据GenBank数据库中牛、羊等近缘物种IFNβ1基因的保守序列设计1对引物,以驯鹿鹿茸顶端间充质层组织基因组DNA为模板,采用PCR技术扩增得到驯鹿IFNβ1基因并克隆、测序,利用相关生物信息学软件对该序列进行分析。结果发现,驯鹿IFNβ1基因全长561 bp,共编码186个氨基酸,含有3个糖基化位点;其编码蛋白含有4个α螺旋、4个β折叠区、7个β转角。将驯鹿IFNβ1基因推导的氨基酸序列与其他14种哺乳动物进行遗传进化分析发现,其同源性为45.1%~92.0%;驯鹿与其他动物IFNβ1基因序列分析和系统进化树分析表明,IFNβ1基因存在种属差异性,亲缘关系越近,同源性越高。本研究结果为驯鹿IFNβ1基因的进一步研究和应用提供了基础试验数据。     

也木勒羊抑制素α亚基基因克隆及其真核表达

为了克隆也木勒白羊抑制素α(inhibin α,INHα)亚基基因和表达其重组蛋白质,本试验采集发情期也木勒白羊卵巢组织,并从中快速抽提总RNA,以此作为模板并根据白羊INHα亚基基因编码区序列(GenBank登录号:XM_004004955.1)设计合成1对引物,经反转录扩增获得了也木勒白羊INHα亚基基因编码区全长序列.并将扩增产物克隆到表达载体(pEGFP-N1)的Scal Ⅰ和EcoR Ⅰ酶切位点之间,构建重组质粒pEGFP-INHα并转化大肠杆菌DH5α感受态细胞,后进行鉴定、测序,证明成功构建了INHα亚基基因的真核表达载体.将也木勒白羊INHα亚基基因与人、大猩猩、牛等动物的INHα亚基基因序列进行同源性比对分析,相似度都在50%以上,说明了抑制素基因具有高度保守性.用RT-PCR和Western blotting方法验证了INHα亚基基因的真核表达载体在BHK细胞中的成功表达及蛋白表达.     

鸭瘟病毒GD株TK、dUTPase和PK基因的克隆及序列分析

根据已发表的鸭瘟病毒(DPV)TK、dUTPase、PK基因序列,设计合成了3对特异性引物,对DPV GD株的3个基因进行PCR扩增,产物克隆至PTA2载体并进行测序。结果表明,TK基因ORF全长为1 077 bp,编码358个氨基酸;dUTPase基因ORF全长为1 344 bp,编码447个氨基酸;PK基因ORF全长为1 158 bp,编码385个氨基酸。与GenBank上其他DPV毒株的同源基因进行比较,TK基因核苷酸的同源性为99.5%～100%,氨基酸同源性为98.9%～100%;dUTPase基因核苷酸的同源性为99.9%,氨基酸同源性为99.8%;PK基因核苷酸的同源性为99.8%～100%,氨基酸同源性为99.7%～100%。这表明TK、dUTPase、PK基因在DPV基因组中高度保守,为构建DPV基因缺失转移载体奠定了基础。     

牛GUCY1A3和SFXN1基因的克隆及生物信息学分析

试验以人GUCY1A3和SFXN1基因序列为探针,BLAST获得同源性较高的牛的表达序列标签（ESTs）序列及部分mRNA序列。通过RT-PCR方法从牛肌肉及脑组织克隆cDNA序列与牛表达序列标签进行拼接,获得牛GUCY1A3和SFXN1基因,并对其进行了生物学特性分析。序列分析表明,牛GUCY1A3基因编码区长2 076 bp,编码691个氨基酸;牛SFXN1基因编码区长969 bp,编码322个氨基酸。氨基酸序列分析表明,GUCY1A3蛋白磷酸化位点分布于丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）和苏氨酸（Thr）残基上,主要分布在细胞质中,不属于分泌蛋白,二级结构预测以α螺旋为主,保守结构域含1个CYCc功能结构域;SFXN1蛋白磷酸化位点分布于丝氨酸（Ser）、酪氨酸（Tyr）和苏氨酸（Thr）残基上,主要分布在内质网和浆膜上,属于跨膜蛋白,二级结构以α螺旋为主,保守结构域含1段低复杂度序列和3段跨膜螺旋区。试验结果为进一步研究牛GUCY1A3和SFXN1基因的表达调控机制与功能奠定了基础。     

山羊PPARα基因克隆、分子特性及组织差异表达分析

试验旨在克隆山羊过氧化物酶体增殖物激活受体α（peroxisome proliferators-activated receptors-alpha,PPARα）基因的CDS区序列,分析其编码蛋白的结构与功能,并探讨其在山羊不同组织中的表达模式。采用RT-PCR方法扩增并克隆PPARα基因CDS编码区;通过在线软件对其一级结构、二级结构和三级结构进行生物信息学分析;利用基因序列和编码蛋白构建系统发育树,进行系统发育进化分析;采用实时荧光定量PCR方法检测PPARα基因在简州大耳羊心脏、肺脏、肝脏、肾脏、脾脏和网膜6个组织中的相对表达情况。结果表明,山羊PPARα基因CDS区全长1 413 bp,结构稳定,共编码470个氨基酸。生物信息学分析发现,PPARα蛋白是一种结构较为稳定的带负电的亲水性蛋白,以α-螺旋和无规则卷曲为主,无信号肽和跨膜蛋白,属于膜内蛋白。蛋白序列中总共有49个磷酸化位点,9个糖基化位点。保守结构域中含有明显的DBD区域和LBD区域,蛋白结构高度保守。三级结构预测发现其蛋白结构主要为通过长链卷曲连接的2个明显不同的结构区域,结构均以helix螺旋为主。序列比对结果表明,山羊PPARα氨基酸序列与绵羊和牛的同源性最高。实时荧光定量检测结果表明,PPARα基因在肾脏和肝脏中表达量较高,显著高于其他组织（P < 0.05）;在网膜组织和心脏中中度表达,显著高于肺脏和脾脏（P < 0.05）;在肺脏和脾脏中相对低表达;说明山羊PPARα基因可能与体内脂肪氧化、脂质代谢和抗氧化应激等调控功能有关。试验结果为深入研究PPARα基因在山羊中的生理功能和调控机制奠定了理论基础。     

荷斯坦牛免疫抗病相关Nramp1基因生物信息学分析

为研究牛的抗病能力,探究荷斯坦牛Nramp1基因所编码蛋白的结构与功能,本研究采用生物信息学分析的方法对荷斯坦牛Nramp1基因编码蛋白质的理化性质、疏水性/亲水性、信号肽跨膜区、跨膜结构域、N-糖基化位点和磷酸化位点、蛋白质二级结构、三级结构及蛋白质互作进行分析和预测.结果表明,荷斯坦牛Nramp1基因所编码蛋白全长...     

鸭RIG-1基因的PCR扩增及其序列分析

维甲酸诱导基因1(RIG-1)是细胞质中侦测病原相关分子模式的识别受体。论文旨在扩增北京鸭RIG-1编码基因,并对其进行序列分析。通过PCR方法,从北京鸭脾脏中扩增得到RIG-1基因cDNA,并使用LaserGene分子生物学分析软件进行序列分析。结果发现北京鸭的RIG-1基因cDNA开放阅读框全长2 802bp,编码933个氨基酸。结构预测发现鸭RIG-1结构与哺乳动物类似,N端有两个串联CARD区,中间为DExD/H解旋酶区,C端为抑制区,各功能区起重要作用的氨基酸较为保守。同源性及进化树分析发现鸭RIG-1与鹅和斑马鱼的同源性最高分别为93.7%、78.4%,与哺乳动物同源性高于50%,与其他鱼类的同源性低于50%。成功扩增出北京鸭RIG-1基因cDNA编码序列,为鸭RIG-1的深入研究奠定了基础。     

山羊小热休克蛋白Hspb10基因cDNA克隆及序列分析

通过RT-PCR和RACE方法克隆了山羊Hspb10基因cDNA序列并进行了序列分析。结果表明:山羊Hspb10 cDNA全长1 056 bp,编码区全长780 bp,共编码259个氨基酸,提交至GenBank数据库中,收录号为JX067553。用Clustal W方法比对不同物种氨基酸序列同源性,山羊Hspb10与牛的同源性最高,核苷酸和氨基酸序列相似性分别为93.4%和96.5%;编码氨基酸序列BLAST比对结果也表明,哺乳动物Hspb10氨基酸序列极为保守,与禽类差异较大。获得山羊Hspb10 cDNA序列,可以为分子水平上研究山羊Hspb10的生物学功能奠定基础。     

牛ATGL基因的cDNA克隆、序列分析及组织表达研究

为了进一步研究牛ATGL基因的结构与功能,揭示该基因的组织特异性表达规律。本研究以秦川牛的脂肪组织为材料,运用同源序列克隆技术结合RT-PCR,对牛的脂肪甘油三酯脂肪酶(ATGL)基因的cDNA进行克隆,并对其进行了生物信息学分析及组织表达研究。结果表明:牛ATGL基因编码区全长为1 461 bp,共编码486个氨基酸;牛ATGL基因与猪同源性最高(87.5%),其次是人(87.3%)、狗(86.8%)、小鼠(84.7%)和大鼠(82.4%);ATGL蛋白含有1个Patatin结构域;牛ATGL基因在脂肪和瘤胃中高丰度表达,在睾丸中没有检测到。ATGL基因在动物进化中比较保守,具有相似的生物学功能,该基因的表达具有组织特异性。     

猪TGFBR1基因的克隆与生物信息学分析

TGFBR1是TGF-β/Smad信号通路中的重要成员,在哺乳动物卵泡发育和排卵过程中发挥重要作用。本文通过克隆测序技术分离猪TGFBR1基因编码区序列,采用生物信息学方法对猪TGFBR1序列信息及其与哺乳动物其他物种间的进化和系统发育关系进行分析。结果发现:猪TGFBR1基因编码区序列全长1 512 bp,编码蛋白含有503个氨基酸残基,与哺乳动物其他物种的一致性分别在90%和95%以上;猪TGFBR1蛋白具有跨膜结构、GS区和激酶结构等保守结构域。进化分析显示哺乳动物TGFBR1基因的突变已达饱和状态,在进化过程中受到负选择的影响。基于TGFBR1基因编码区序列的系统发育分析发现,猪与同属偶蹄目的普通牛、绵羊的亲缘关系较近。     

三穗麻鸭SOCS1基因克隆及序列分析

为了分析三穗麻鸭细胞因子信号传导抑制蛋白（suppressors of cytokine signaling，SOCS）基因分子特征，预测其编码蛋白的生物学功能，本试验对三穗麻鸭SOCS1基因进行PCR扩增、克隆及序列测定，应用生物信息学方法对三穗麻鸭SOCS1基因进行序列分析，并对其编码蛋白的二级结构、保守结构域、跨膜结构域、信号肽和三级结构进行预测。结果显示，三穗麻鸭SOCS1基因全长为624 bp，可编码207个氨基酸；与大雁、原鸡、非洲爪蟾、猪、牛、人、大鼠和草鱼相应序列核苷酸序列同源性分别为97.6%、92.6%、68.3%、65.0%、64.8%、64.5%、63.5%和58.2%，氨基酸序列同源性分别为99.5%、96.6%、69.2%、64.0%、64.0%、67.9%、65.4%和50.8%；系统进化树显示，三穗麻鸭与大雁亲缘关系最近；编码蛋白的二级结构由无规则卷曲、α-螺旋、β-转角和延伸链组成，具有一个中央SH2区和SOCS盒，且无跨膜区和信号肽区域；三级结构呈弯曲螺旋结构。本试验结果为三穗麻鸭SOCS1基因编码蛋白的生物学功能研究奠定了理论基础。     

大鲵α1-血红蛋白基因的生物信息学分析及组织表达研究

 从大鲵皮肤cDNA文库中分离获得大鲵α1 血红蛋白基因全长cDNA序列,生物信息学分析表明,大鲵α 血红蛋白基因全长cDNA序列为594 bp,开放阅读框共432 bp,编码144个氨基酸,编码的大鲵α1 血红蛋白推测的理论分子量为16048.3 u,等电点为6.44。氨基酸组成中酸性氨基酸11.9%,中性氨基酸69.9%,碱性氨基酸18.2%。结构分析表明,该蛋白没有信号肽,但在100~122个氨基酸处以及98~122个氨基酸处分别有由里向外、由外向里的跨膜螺旋区,二级结构以α 螺旋为主。氨基酸序进行同源性列比对表明与人、猕猴的亲缘关系最近,和牛蛙的亲缘关系最低只有35%。荧光定量PCR结果表明,α1 血红蛋白基因在肌肉中表达量最高,在胃中最低。