羊IL-1Ra基因全长cDNA克隆及生物信息学分析

试验旨在对羊白介素1受体颉颃因子（interleukin-1 receptor antagonist，IL-1Ra）基因进行全长cDNA克隆及生物学分析。根据布鲁氏菌感染羊白细胞层SSH cDNA文库中的IL-1Ra基因序列信息及已知核苷酸序列（GenBank登录号：KC425613.1）设计引物，利用RT-PCR结合RACE方法扩增并克隆IL-1Ra基因，对其进行序列及相关分子特性分析。结果表明，羊IL-1Ra基因全长为1 228 bp，可编码174个氨基酸，含有1个完整的IL-1保守结构域和1个IL-1Ra结构域（PHA02651结构域）。IL-1Ra分子质量为19 765.8 u，等电点（pI）为5.72，其分子式为C₈₈₅H₁₃₈₅N₂₃₅O₂₅₆S₁₁，且含有信号肽。二级结构分析显示，IL-1Ra分子存在较多的β折叠及受体结合位点，与三级结构预测结果一致，且与人/鼠IL-1Ra分子的空间结构相似度极高，达到90%以上。羊IL-1Ra有IL-1特有的三叶草结构，其酶结合结构域位于TYR⁴⁷至GLU⁶⁶之间。将羊IL-1Ra与牛、虎鲸、宽吻海豚、猪、家犬、人、鼠等14个物种进行蛋白质同源性比对，发现在各物种间存在5个高度同源的半胱氨酸位点。系统进化树分析发现，羊IL-1Ra基因全长cDNA所编码的氨基酸序列同山羊、牛单独形成一个分支。本研究结果为今后深入研究IL-1Ra基因的生物学功能奠定了基础。     

玉米瘤黑粉菌SG200效应蛋白PEP1表达及生物信息学分析

运用生物信息学手段分析pep1基因结构,并根据GenBank中玉米瘤黑粉菌pep1 DNA序列设计引物,从玉米瘤黑粉菌SG200的基因组中扩增得到了pep1基因全长,构建了pET–28a–pep1重组表达质粒,选用大肠埃希菌BL21(DE3)作为宿主菌,以1 mmol/L IPTG诱导表达。SDS–PAGE检测结果表明,诱导表达产物大小与理论值(20 800)一致,说明pET–28a–pep1能够在大肠埃希菌BL21(DE3)中高效表达。     

奶山羊CIDEa基因的克隆、序列分析与组织表达

为获得奶山羊CIDEa基因序列并检测其在乳腺组织中的表达,采用RT-PCR技术从奶山羊乳腺组织扩增CIDEa基因序列,利用生物信息学软件对其进行预测分析,并采用荧光定量PCR检测CIDEa在干奶期和不同泌乳时期乳腺组织中的表达。结果表明:通过克隆测序得到奶山羊CIDEa基因CDS区660 bp,编码219个氨基酸,与GenBank公布的绵羊、牛、人和猪的核苷酸序列同源性分别为99%、96%、85%、85%。奶山羊CIDEa蛋白属于碱性、不稳定亲水蛋白,不存在跨膜结构和信号肽;蛋白主要定位在细胞质、线粒体和细胞核。CIDEa蛋白结构主要由α螺旋、β折叠和不规则卷曲组成。奶山羊CIDEa在泌乳前期、盛期和中期乳腺组织中表达量均显著高于干奶期(P<0.05)。说明CIDEa可能参与奶山羊乳腺的泌乳过程,为进一步研究其在奶山羊乳腺组织中的功能及对乳品质的调控作用奠定基础。     

陆地棉ZF-HD蛋白的全基因组分析

ZF-HD(Zinc finger-homeodomain)蛋白属于同源异型盒蛋白家族,在动植物发育过程中起重要的作用。利用生物信息学的手段,研究陆地棉标准系TM-1基因组中ZF-HD蛋白的数目、亚细胞定位、染色体分布、基序、进化关系和组织表达情况。TM-1中共有35个Gh ZHD蛋白成员,且大部分成员定位到细胞核内;分布在20条染色体和2条Scaffold上,且具有11对直系同源基因;进化树分析表明,TM-1基因组中的ZF-HD蛋白大致分为6个小组,每个小组成员间具有类似的基序类型和排列顺序;大部分Gh ZHD基因在胚珠和纤维组织中表达,还有部分基因在根、茎、花、蕾和分生区中表达,在叶和愈伤组织中表达的基因最少。     

枣抑制消减cDNA文库构建与分析

枣树具有独特的开花结果特性,为获得枣花发育基因,以金丝4号枣不同发育时期的花蕾和同时期的叶片cDNA互为试验方和驱动方,利用抑制消减杂交技术分别构建了枣花和枣叶抑制消减杂交cDNA文库(SSH文库)。枣花和枣叶SSH文库重组率分别是92.05%和90.26%,插入片段长度均介于200~2 000 bp之间,主要集中于1 000 bp左右。分别从枣花和枣叶SSH文库中随机挑选1 000个阳性克隆进行DNA测序、组装拼接,结果显示枣花SSH文库中获得96条unigene,其中contigs 43个,singletons 53个,96条unigene预测得到73个ORF,经过同源比对分析获得有注释的序列20条,按功能分为7类;枣叶SSH文库中获得86条unigene,其中contigs 45个,singletons 41个,86条unigene预测得到70个ORF,经过同源比对分析获得有23条注释的序列,按功能分为6类。     

马乳脂肪球膜蛋白组鉴定及潜在功能分析

试验旨在研究马乳脂肪球膜（milk fat globule membrane，MFGM）蛋白组成及潜在的生物学功能。选取12匹5岁左右、平均体重为450~500 kg的健康纯血母马作为试验动物，主要饲喂干牧草，所有马匹饲养和管理条件均相同。将12份样品以每组4份进行混合，分离提取产后第60天马乳中MFGM蛋白，进行高分辨质谱仪鉴定和生物信息学分析。结果显示，马MFGM组分中共鉴定出310种表达蛋白，这些蛋白主要参与的生物过程为生物调节、刺激应答、定位、多细胞生物过程、运输、信号、细胞通讯、发育过程、细胞分化和免疫系统过程等；细胞成分主要为胞外区域、膜、囊泡、核仁和线粒体等；分子功能主要为催化活性、蛋白质结合、碳水化合物衍生物结合和小分子结合等。KEGG通路分析表明，MFGM蛋白主要参与血小板活化通路、内吞、脂肪酸生物合成和Ras信号通路等。马乳MFGM蛋白的蛋白质互作网络分析图中共包含215种蛋白质。本研究结果揭示了马乳MFGM蛋白质组的复杂性，为解析其营养和生物学功能提供了科学数据。     

香蕉MaSIP2-2基因的克隆、序列分析及表达载体构建

为进一步研究植物中水通道蛋白的表达调控以及作用机制,从香蕉中克隆了一个水通道蛋白(AQP)基因MaSIP2-2,同时运用生物学软件对该基因进行序列分析,并且构建了MaSIP2-2的植物表达载体。序列分析表明,该基因存在一个完整的开放阅读框(ORF)780 bp,编码260个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明,MaSIP2-2所编码的蛋白与其他植物中SIP编码的蛋白具有较高的一致性。与马来西亚野生香蕉、油棕、甜橙、海枣、梅、可可、菠萝的AQP编码的氨基酸序列的同源性分别为98%、62%、53%、52%、57%、55%、59%。MaSIP2-2编码的蛋白质分子量为28800.62 Da,理论等电点p I为9.13,其亲水性氨基酸均匀分布在整个肽链中,多于疏水性氨基酸。通过PCR和酶切反应鉴定,成功构建该基因的表达载体。研究结果表明MaSIP2-2是水通道蛋白中小的内在蛋白的一个成员,为后续对其进行功能验证奠定基础。     

绵羊Musclin基因真核表达载体的构建及其对肌细胞糖代谢和胰岛素作用的影响

为了研究绵羊Musclin对糖代谢和胰岛素作用的影响,本试验运用生物信息学软件对其结构特征进行预测,并构建绵羊Musclin基因真核表达载体。分4组对绵羊胎儿成肌细胞进行处理：空载体组（pcDNA3.1）、Musclin过表达组（pcDNA3.1-Musclin）、空载体+胰岛素组（pcDNA3.1+Insulin）、Musclin过表达+胰岛素组（pcDNA3.1-Musclin+Insulin）。然后分别在分化48和72 h时收集细胞,检测Musclin对正常或添加胰岛素培养的分化状态绵羊肌细胞糖代谢的影响,并利用荧光定量PCR检测相关基因表达的变化。酶切鉴定和测序结果表明,成功构建了表达载体pcDNA3.1-Musclin。生物信息学分析表明,绵羊Musclin蛋白含有一个信号肽,并在28氨基酸位点处存在一个酶切位点。亚细胞定位在胞外,属于分泌蛋白。其二级和三级结构以α螺旋和无规则卷曲为主。细胞试验表明,绵羊Musclin基因过表达明显减少了正常或胰岛素处理的绵羊肌细胞糖原含量并增加了培养液中葡萄糖含量。诱导分化72 h时,过表达Musclin抑制了Musclin过表达组和Musclin过表达+胰岛素组绵羊肌细胞中IRS1、AKT1、AKT2、GLUT1、GLUT4基因mRNA表达,并促进了GSK3β mRNA表达;而诱导分化48 h时,只有GLUT4基因的表达受到抑制。综上所述,绵羊Musclin基因过表达可以影响肌细胞糖代谢并减弱胰岛素的作用,二者相互协调以维持糖代谢稳态。其作用机制涉及到上述相关基因的表达变化,且与绵羊成肌细胞的分化状态有关。