牦牛CRH基因克隆及其在生殖轴中的表达研究

为了探讨促肾上腺皮质激素释放激素（corticotropin-releasing hormone，CRH）基因在牦牛繁殖中的调控作用，试验分别采集5头成年母牦牛和5头成年母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、输卵管、卵巢和子宫等组织，通过RT-PCR技术及生物信息学软件对牦牛CRH基因编码区进行扩增、克隆及序列分析，并构建系统进化树；采用实时荧光定量PCR法检测CRH基因的组织表达。结果表明，牦牛CRH基因编码区全长573 bp，编码190个氨基酸。牦牛与黄牛、猫、鸡、人、小鼠、大鼠和猪的CRH基因核苷酸同源性分别为99.8%、43.3%、36.1%、46.2%、39.0%、38.5%和56.4%。系统进化树表明，牦牛与黄牛亲缘关系最近，并与其他物种类聚，符合物种进化规律。CRH蛋白分子式为C₉₂₀H₁₅₀₃N₂₇₉O₂₆₃S₃，分子质量为20776.95 u，理论等电点为10.95，其氨基酸组成中亮氨酸（L）、脯氨酸（P）、丙氨酸（A）和精氨酸（R）所占比例较高，分别为15.8%、12.6%、12.1%和10.5%。CRH蛋白为不稳定亲水蛋白，存在信号肽和跨膜结构。CRH蛋白二级结构中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲分别占41.05%、1.05%、8.42%和49.48%，三级结构分析结果与其相一致。CRH基因mRNA在牦牛下丘脑中表达量最高，显著高于其他组织（P<0.05），在子宫中表达量最低。牦牛脑垂体前叶CRH基因mRNA表达量极显著高于黄牛（P<0.01），在卵巢、输卵管中表达量显著高于黄牛（P<0.05），而两个品种在下丘脑、子宫中的表达量差异不显著（P>0.05）。提示CRH基因在牦牛繁殖调控中具有重要作用。     

牦牛性激素结合蛋白基因克隆及组织表达研究

试验旨在阐明牦牛性激素结合蛋白(SHBG)基因CDS序列及其在母牦牛生殖轴中的表达特点,为探讨该基因在牦牛繁殖中的调控作用奠定基础。试验分别采集5头健康成年母牦牛和母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、输卵管、卵巢和子宫组织,根据NCBI公布的黄牛SHBG基因设计特异性扩增引物,分别采用RT-PCR技术、生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术进行牦牛SHBG基因克隆、序列分析和组织表达检测。结果显示,牦牛SHBG核苷酸序列的编码区(CDS)全长为1 206 bp,共编码401个氨基酸,其中,亮氨酸(L)、甘氨酸(G)、脯氨酸(P)和丝氨酸(S)较多,含量分别为16.5%、9.7%、8.7%和9.0%。蛋白质分子式为C_(1944)H_(3061)N_(535)O_(566)S_(10),分子质量为43.30 ku,理论等电点5.63,与黄牛核苷酸和氨基酸同源性分别为99.0%和97.5%。SHBG蛋白为亲水不稳定蛋白,存在跨膜结构和信号肽;二级结构中主要包含无规则卷曲和延伸链,与三级结构分析一致。系统进化树表明牦牛与黄牛亲缘关系最近。SHBG基因在牦牛输卵管的表达量显著高于其他组织(P0.05),其他组织之间差异不显著(P0.05)。SHBG基因在黄牛输卵管表达量极显著高于牦牛(P0.01),在黄牛卵巢表达量显著高于牦牛(P0.05),两物种的其他组织中表达量差异不显著(P0.05)。本研究探讨了牦牛SHBG基因序列及其在生殖轴的表达特性,为进一步研究SHBG基因对牦牛繁殖调控作用提供了一定理论依据。     

牦牛PRLHR基因的克隆、序列分析及组织表达研究

试验旨在对牦牛催乳素释放激素受体（prolactin releasing hormone receptor,PRLHR）基因进行克隆、序列分析及组织表达研究。采集5头母牦牛和5头母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、卵巢、输卵管和子宫组织,采用RT-PCR技术扩增得到PRLHR基因cDNA全长,通过生物信息学方法分析该基因编码蛋白的生物信息学特征,利用实时荧光定量PCR技术测定PRLHR基因在牦牛及黄牛各组织中的表达量。结果显示,牦牛PRLHR基因序列长1 625 bp,其中CDS区1 113 bp、5'-UTR 22 bp和3'-UTR 490 bp,编码370个氨基酸,与黄牛、水牛、绵羊、猪和人的核苷酸序列有较高的同源性,在进化过程中十分保守;牦牛PRLHR为不稳定疏水蛋白,无信号肽,存在7个跨膜结构域;有13个丝氨酸磷酸化位点、6个苏氨酸磷酸化位点和4个酪氨酸磷酸化位点;有3个N-糖基化位点和10个O-糖基化位点;蛋白二级结构中α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角分别为49.19%、31.89%、15.68%和3.24%;蛋白质三级结构预测显示,牦牛PRLHR蛋白具有GPCRs超级家族中PrRP家族的典型结构域。实时荧光定量PCR结果表明,PRLHR基因在牦牛输卵管组织中的表达量显著高于其他组织（P<0.05）;在牦牛下丘脑、脑垂体前叶、子宫和输卵管组织中的表达量极显著高于黄牛（P<0.01）。试验成功克隆得到牦牛PRLHR基因序列,并对其进行了生物信息学和组织表达特性分析,为进一步研究PRLHR基因在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定了基础。     

牦牛FSHR基因克隆及其在生殖轴中的表达研究

本研究旨在阐明牦牛促卵泡素受体(follicle stimulating hormone receptor,FSHR)基因CDS序列及其在牦牛生殖轴中表达的特点,为探讨其在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础。试验采集卵泡期的牦牛与黄牛下丘脑、脑垂体前叶、卵巢、输卵管及子宫组织,通过RT-PCR技术对牦牛FSHR基因cDNA进行扩增、克隆与序列分析;采用实时荧光定量PCR法检测FSHR基因在牦牛与黄牛中的组织表达差异。结果显示,牦牛FSHR基因编码区全长2 088bp,编码695个氨基酸,蛋白质分子式为C6378H10670N2088O2637S576,分子质量为177 263.85u,理论等电点(pI)为4.88,与黄牛、绵羊、山羊和猪氨基酸序列同源性较高(91.50%～99.38%)。FSHR蛋白为酸性不稳定疏水蛋白,存在信号肽与8个跨膜结构;二级结构由延伸链(15.54%)、α-螺旋(42.30%)、β-转角(1.44%)和无规则卷曲(40.72%)组成;系统进化树表明,牦牛与黄牛亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果显示,FSHR基因在黄牛、牦牛检测组织中均有表达,牦牛子宫中表达量显著或极显著高于除卵巢外的其他组织(P<0.05;P<0.01),而黄牛卵巢中表达量显著或极显著高于其他组织(P<0.05;P<0.01);黄牛卵巢中表达量极显著高于牦牛(P<0.01)。说明FSHR基因在动物进化中较为保守,其在牦牛卵巢中表达量低可能影响到牦牛繁殖机能。     

牦牛CRH基因克隆及其在生殖轴中的表达研究

为了探讨促肾上腺皮质激素释放激素(corticotropin-releasing hormone,CRH)基因在牦牛繁殖中的调控作用,试验分别采集5头成年母牦牛和5头成年母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、输卵管、卵巢和子宫等组织,通过RT-PCR技术及生物信息学软件对牦牛CRH基因编码区进行扩增、克隆及序列分析,并构建系统进化树;采用实时荧光定量PCR法检测CRH基因的组织表达。结果表明,牦牛CRH基因编码区全长573 bp,编码190个氨基酸。牦牛与黄牛、猫、鸡、人、小鼠、大鼠和猪的CRH基因核苷酸同源性分别为99.8%、43.3%、36.1%、46.2%、39.0%、38.5%和56.4%。系统进化树表明,牦牛与黄牛亲缘关系最近,并与其他物种类聚,符合物种进化规律。CRH蛋白分子式为C_(920)H_(1503)N_(279)O_(263)S_3,分子质量为20 776.95 u,理论等电点为10.95,其氨基酸组成中亮氨酸(L)、脯氨酸(P)、丙氨酸(A)和精氨酸(R)所占比例较高,分别为15.8%、12.6%、12.1%和10.5%。CRH蛋白为不稳定亲水蛋白,存在信号肽和跨膜结构。CRH蛋白二级结构中α-螺旋、β-转角、延伸链和无规则卷曲分别占41.05%、1.05%、8.42%和49.48%,三级结构分析结果与其相一致。CRH基因mRNA在牦牛下丘脑中表达量最高,显著高于其他组织(P0.05),在子宫中表达量最低。牦牛脑垂体前叶CRH基因mRNA表达量极显著高于黄牛(P0.01),在卵巢、输卵管中表达量显著高于黄牛(P0.05),而两个品种在下丘脑、子宫中的表达量差异不显著(P0.05)。提示CRH基因在牦牛繁殖调控中具有重要作用。     

牦牛性激素结合蛋白基因克隆及组织表达研究

试验旨在阐明牦牛性激素结合蛋白（SHBG）基因CDS序列及其在母牦牛生殖轴中的表达特点,为探讨该基因在牦牛繁殖中的调控作用奠定基础。试验分别采集5头健康成年母牦牛和母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、输卵管、卵巢和子宫组织,根据NCBI公布的黄牛SHBG基因设计特异性扩增引物,分别采用RT-PCR技术、生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术进行牦牛SHBG基因克隆、序列分析和组织表达检测。结果显示,牦牛SHBG核苷酸序列的编码区（CDS）全长为1 206 bp,共编码401个氨基酸,其中,亮氨酸（L）、甘氨酸（G）、脯氨酸（P）和丝氨酸（S）较多,含量分别为16.5%、9.7%、8.7%和9.0%。蛋白质分子式为C₁₉₄₄H₃₀₆₁N₅₃₅O₅₆₆S₁₀,分子质量为43.30 ku,理论等电点5.63,与黄牛核苷酸和氨基酸同源性分别为99.0%和97.5%。SHBG蛋白为亲水不稳定蛋白,存在跨膜结构和信号肽;二级结构中主要包含无规则卷曲和延伸链,与三级结构分析一致。系统进化树表明牦牛与黄牛亲缘关系最近。SHBG基因在牦牛输卵管的表达量显著高于其他组织（P<0.05）,其他组织之间差异不显著（P>0.05）。SHBG基因在黄牛输卵管表达量极显著高于牦牛（P<0.01）,在黄牛卵巢表达量显著高于牦牛（P<0.05）,两物种的其他组织中表达量差异不显著（P>0.05）。本研究探讨了牦牛SHBG基因序列及其在生殖轴的表达特性,为进一步研究SHBG基因对牦牛繁殖调控作用提供了一定理论依据。     

牦牛死亡结构域蛋白(FADD)基因克隆与生物信息学分析

死亡结构域蛋白(FADD)是在生物细胞里起到信号转导作用的一种蛋白,在胚胎发育、细胞凋亡过程中发挥重要的生物学活性。实验以成年母牦牛的卵巢RNA为模板,利用RT-PCR技术克隆牦牛FADD基因,并进行了生物信息学分析。结果表明:牦牛FADD基因CDS区长度630 bp,编码209个氨基酸,蛋白分子式C996H1632N300O307S7,整个蛋白质带负电荷,总共原子数量3 242;分子质量23.0 ku,半衰期30 h;理论等电点6.11;消光系数18 240;不稳定指数49.08,属于不稳定蛋白;脂肪系数104.64,平均亲水系数-0.168,预测FADD蛋白为亲水蛋白。系统进化树表明,牦牛与哺乳动物亲缘关系近,与鱼亲缘关系最远,符合物种进化规律。FADD蛋白质的二级结构α螺旋、自由卷曲、β-转角和延伸链,占靶蛋白的比例分别为71.29%、22.97%、3.83%和1.91%,与三级结构相符。牦牛FADD蛋白有13.0%位于细胞核、52.2%位于细胞质、8.7%位于细胞外、13.0%位于线粒体、4.3%位于高尔基体和8.7%位于细胞骨架。该研究成功克隆出牦牛FADD基因CDS区,为进一步研究其功能提供了一定理论依据。     

牦牛卵泡发育过程中卵丘卵母细胞复合体的转录组分析

为探讨牦牛有腔卵泡发育过程中卵丘卵母细胞复合体(Cumulus-oocyte complexes,COCs)mRNA转录组变化,对牦牛小(2~3 mm)、中(4~5 mm)、大有腔卵泡(6~8 mm)中的COCs进行Illumina平台测序,筛选差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),并进行GO分析和KEGG分析。结果表明,1)牦牛小、中、大3个阶段的卵泡COCs中共有17 342个基因表达;2)小卵泡与中卵泡COCs之间有879个DEGs,其中,上调435个,下调444个;DEGs注释到106条GO条目,其中生物过程(BP)类别46条,细胞组成(CC)类别25条,分子功能(MF)类别35条,涉及254条KEGG通路。中卵泡与大卵泡COCs之间有1 560个DEGs,其中,上调590个,下调970个;3)DEGs注释到114条GO条目,其中BP 55条、CC 26条和MF 33条,涉及276条KEGG通路,DEGs主要富集在神经活性配体-受体相互作用、细胞因子-细胞因子受体相互作用、细胞粘附分子、钙离子信号通路和cAMP信号通路等重要通路。综上,牦牛卵泡在不同发育阶段的DEGs、GO条目和KEGG pathway存在明显差异,为揭示牦牛卵泡发育分子调控机制,改善牦牛卵母细胞体外成熟技术提供了理论依据。     

牦牛Bcl-2、Bax基因克隆及其在生殖轴上的表达分析

试验旨在分析Bcl-2与Bax基因的序列特性,并分析其在母牦牛生殖轴上的表达特点,为探讨其在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础。试验采集健康母牦牛与母黄牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫组织样品,通过RT-PCR扩增并克隆Bcl-2与Bax基因,并采用生物信息学软件进行序列分析;利用实时荧光定量PCR法检测Bcl-2与Bax基因在牦牛与黄牛不同组织中的表达差异。结果表明,牦牛Bcl-2编码区全长690 bp,编码229个氨基酸;与黄牛Bcl-2基因核苷酸序列同源性最高,为99.86%,其次是山羊、绵羊,同源性分别为98.41%、97.97%;系统进化树表明,牦牛与黄牛亲缘关系最近。牦牛Bax基因编码区全长579 bp,编码192个氨基酸,与黄牛、藏山羊和金堂黑山羊同源性较高,分别为99.83%、99.48%和99.48%,其次是绵羊、马、人,同源性分别为99.14%、95.34%、94.30%;系统进化树表明,牦牛与黄牛亲缘关系最近。Bcl-2和Bax蛋白不存在信号肽,均为酸性不稳定的疏水蛋白。Bcl-2与Bax基因在黄牛及牦牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管和子宫组织中均有表达,其中牦牛卵巢、子宫中Bcl-2基因表达量分别显著和极显著高于黄牛(P0.05;P0.01);牦牛子宫、输卵管中Bax基因表达量显著高于黄牛(P0.05),牦牛卵巢中Bcl-2/Bax比值极显著高于黄牛(P0.01),子宫和垂体中显著高于黄牛(P0.05)。表明Bcl-2与Bax在动物进化中非常保守且在繁殖活动中起重要作用,牦牛卵巢、子宫、输卵管和垂体中的高表达量可能与牦牛处于极端恶劣环境的细胞抗凋亡作用有关。     

牦牛Bcl-2、Bax基因克隆及其在生殖轴上的表达分析

试验旨在分析Bcl-2与Bax基因的序列特性，并分析其在母牦牛生殖轴上的表达特点，为探讨其在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础。试验采集健康母牦牛与母黄牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫组织样品，通过RT-PCR扩增并克隆Bcl-2与Bax基因，并采用生物信息学软件进行序列分析；利用实时荧光定量PCR法检测Bcl-2与Bax基因在牦牛与黄牛不同组织中的表达差异。结果表明，牦牛Bcl-2编码区全长690 bp，编码229个氨基酸；与黄牛Bcl-2基因核苷酸序列同源性最高，为99.86%，其次是山羊、绵羊，同源性分别为98.41%、97.97%；系统进化树表明，牦牛与黄牛亲缘关系最近。牦牛Bax基因编码区全长579 bp，编码192个氨基酸，与黄牛、藏山羊和金堂黑山羊同源性较高，分别为99.83%、99.48%和99.48%，其次是绵羊、马、人，同源性分别为99.14%、95.34%、94.30%；系统进化树表明，牦牛与黄牛亲缘关系最近。Bcl-2和Bax蛋白不存在信号肽，均为酸性不稳定的疏水蛋白。Bcl-2与Bax基因在黄牛及牦牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管和子宫组织中均有表达，其中牦牛卵巢、子宫中Bcl-2基因表达量分别显著和极显著高于黄牛（P<0.05；P<0.01）；牦牛子宫、输卵管中Bax基因表达量显著高于黄牛（P<0.05），牦牛卵巢中Bcl-2/Bax比值极显著高于黄牛（P<0.01），子宫和垂体中显著高于黄牛（P<0.05）。表明Bcl-2与Bax在动物进化中非常保守且在繁殖活动中起重要作用，牦牛卵巢、子宫、输卵管和垂体中的高表达量可能与牦牛处于极端恶劣环境的细胞抗凋亡作用有关。