秦川牛FABP4基因重组腺病毒载体的构建与鉴定

【目的】旨在通过构建秦川牛FABP4基因的重组腺病毒载体,为在细胞水平研究FABP4基因的功能和作用机制做准备。【方法】根据GenBank收录的牛FABP4基因mRNA序列设计引物,PCR扩增并克隆测序。将目的基因连接到穿梭载体pAdTrack-CMV上并用PmeⅠ线性化后,转化含有腺病毒骨架载体pAdEasy-1的E. coli BJ5183感受态细胞进行同源重组,得到重组质粒pAd-FABP4,并用PacⅠ酶切鉴定。将经过PacⅠ线性化的pAd-FABP4转染HEK 293A细胞进行病毒包装和扩增,TCID50法测定病毒滴度。【结果】经测序鉴定本次克隆的FABP4 序列与GenBank收录的一致。 酶切鉴定、绿色荧光观察、PCR及测序检测均证明,重组腺病毒载体构建成功并获得重组腺病毒AD-FABP4,病毒滴度为1.58×109 PFU•mL-1。【结论】成功构建了秦川牛FABP4基因重组腺病毒载体并获得高滴度的重组腺病毒。     

牛PRKAA2基因SNP检测及与其生长和肉质性状的关联分析

【目的】研究秦川牛、南阳牛、鲁西牛和安格斯牛共630头个体的单磷酸腺苷激活的蛋白激酶α2亚基(AMPKα2)基因PRKAA2的多态性,并分析其多态性与200头秦川牛生长及肉质性状的关联性。【方法】利用PCRSSCP、DNA测序、飞行质谱(MALDI-TOF)等技术,分析检测4个品种牛PRKAA2基因6个外显子的单核酸多态性(SNPs);采用生物信息学方法结合统计分析软件,分析秦川牛各多态位点的遗传变异特性与体尺及肉质性状的关联性。【结果】PRKAA2基因第2、4、6、7、8、9外显子中,只检测到第4外显子27GC和60TC 2个突变位点;关联分析表明,27GC位点与秦川牛背膘厚和眼肌面积显著关联(P0.05);60TC位点与秦川牛体斜长极显著相关(P0.01),与体高、尻长、腰角宽、坐骨端宽、眼肌面积显著相关(P0.05)。【结论】PRKAA2基因对秦川牛部分体尺及肉质性状有极显著或显著影响,可作为秦川肉牛新品种早期选择的候选基因和分子辅助标记。     

牛A-FABP与SREBP1基因的组织表达规律研究

A-FABP(脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白)和SREBP1(固醇调节元件结合蛋白)是动物体内参与脂肪沉积和脂质合成的重要基因。为了研究这两种基因在牛组织中的表达规律,研究利用qRT-PCR技术检测A-FABP和SREBP1在荷斯坦牛13种组织中表达水平,并进一步比较了这两个基因在秦川牛和雪龙黑牛脂肪、肌肉和肝脏的组织中表达差异。研究结果表明A-FABP基因在脂肪组织中的表达水平远远高于其他组织,SREBP1基因在各组织中均有表达,脂肪组织的相对表达量最高。A-FABP基因在雪龙黑牛肌肉和肝脏组织中的表达量显著高于秦川牛的肌肉和肝脏(P0.05),而在脂肪组织中,秦川牛和雪龙黑牛该基因表达量无显著差异(P0.05)。SREBP1基因在雪龙黑牛肌肉和肝脏组织中的表达量显著高于秦川牛的肌肉和肝脏(P0.05),而在脂肪组织中,秦川牛表达量显著高于雪龙黑牛(P0.05)。由于A-FABP和SREBP1在脂肪中表达量最高,且它们的表达量在脂肪沉积能力不同的秦川牛和雪龙黑牛肌肉和肝脏组织中存在显著差异,故推断这两种基因在牛脂肪组织的脂质代谢过程中发挥重要作用,对脂肪的沉积和大理石花纹牛肉的形成起到一定的调控作用。     

腺病毒介导的秦川牛固醇调节元件结合蛋白2基因(SREBP2)过表达载体的构建与鉴定

固醇调节元件结合蛋白2（sterol regulatory element binding protein 2,SREBP2）属于碱性螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链转录因子家族,在胆固醇的代谢过程中具有重要的调控作用。克隆秦川牛（Bos taurus）的SREBP2基因并构建相应腺病毒过表达载体,包装扩繁获得高滴度腺病毒,对于在细胞水平上研究SREBP2基因的功能和作用机制具有重要作用。本研究以秦川牛脂肪组织为实验材料,提取总RNA并反转录为cDNA,依据GenBank收录的牛的SREBP2基因（Accession No.NM₀01205600）mRNA序列设计引物,克隆出SREBP2基因编码区（coding sequence,CDS）全长。将SREBP2基因与穿梭载体连接构建pAdTrack-CMV-SREBP2表达载体,用PmeⅠ分别酶切线性化pAdTrack-CMV-SREBP2和空白对照pAdTrack-CMV载体并转化含有骨架载体pAdEasy-1的大肠杆菌（Escherichia coli）BJ5183感受态进行同源重组,得到腺病毒重组载体pAd-SREBP2和pAd-CMV,分别用PacⅠ酶切后胶回收DNA大片段,并将回收产物转染293A细胞包装得到腺病毒Ad-SREBP2和Ad-CMV,增殖并提高病毒滴度,得到高滴度病毒后,用绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）标记法测定显示Ad-SREBP2和Ad-CMV的病毒滴度分别为7×108和1.3×109GFU/mL。将Ad-SREBP2和Ad-CMV腺病毒侵染秦川牛前体脂肪细胞检测病毒的有效性,实时定量PCR检测结果显示,侵染48h时SREBP2基因的表达量提高了102.3倍。本研究成功克隆了秦川牛的SREBP2基因,构建了病毒重组体,包装增殖获得了高滴度病毒,为在细胞水平上基因功能的研究提供了基础资料。     

秦川牛IRS-1基因多态性与体尺和肉质性状的相关性

旨在研究秦川牛IRS-1基因外显子的多态性,及其与秦川牛体尺和肉质性状的相关性。选取384头同等饲养条件下的18～24月龄健康秦川牛母牛为研究对象,采用PCR-SSCP技术结合DNA测序技术检测IRS-1基因外显子上存在的SNPs位点,并将其与秦川牛体尺和肉质性状进行关联分析。经DNA测序发现,在IRS-1基因外显子的2 346(B1位点)和2 394bp处(B2位点)分别发生了G→A和C→G突变,经分析发现,分别为氨基酸序列第782处Glu和798处Leu的同义突变。通过SSCP带型分析分别出现CC、CD和AA、AB 2种基因型,均未检测出第3种纯合基因型;卡方检验显示,B1位点在所检测牛群中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而B2位点则处于Hardy-Weinberg极度不平衡状态(P<0.01);且B1处CC基因型为优势基因型,C为优势等位基因,处于低度多态状态;B2处基因型AA为优势基因型,A为优势等位基因,处于低度多态状态;关联分析表明,B1位点不同基因型个体间在体斜长、腰角宽、胸围和眼肌面积方面差异显著(P<0.05),B2位点在腰角宽、胸深和背膘厚方面差异显著(P<0.05)。将2个突变位点合并基因型进行单倍型分析发现,双杂合基因型个体(ABCD)除背膘厚和肌间脂肪含量外其他所分析的各性状均显著高于其他基因型组合,且多标记位点的组合效应值高于单标记位点。结果提示,IRS-1基因对秦川牛体尺及部分肉质性状有显著的影响,可以作为秦川肉牛新品系培育早期选择的候选基因,其中组合ABCD可能是影响秦川牛体尺和胴体性状的最佳基因型组合。     

秦川牛TNFSF11基因多态性及与体尺性状的相关性

为研究秦川牛TNFSF11基因多态性及其与秦川牛体尺性状的相关性,以399头同等饲养条件下的18～24月龄健康秦川母牛为研究对象,采用PCR-RFLP技术结合DNA测序技术检测TNFSF11基因的SNPs位点,并将其与秦川牛体尺性状进行关联分析。结果表明,DNA测序发现在TNFSF11基因第3内含子即34 080bp处(C331区域)和第3内含子34 096bp处(C332区域)分别发生C→T突变和T→C突变;PCR-RFLP分析发现,秦川牛TNFSF11基因C331区域经创造酶切位点后可以被限制性内切酶HincⅡ特异切割为有GG、GH和HH 3种基因型,C332区域可以被内切酶BseLⅠ特异切割为MM、MN和NN 3种基因型;与测序结果比对显示,秦川牛TNFSF11基因C331、C332各酶切基因型与测序结果显示相一致。卡方检验显示,C331位点在所检测牛群中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P0.05),而C332位点则处于Hardy-Weinberg极度不平衡状态(P0.01);且C331处GH基因型为优势基因型,G等位基因为优势等位基因,处于中度多态状态;C332处基因型MM为优势基因型,M等位基因为优势基因,处于中度多态状态;关联分析表明,C331位点不同基因型个体间在腰高、腰角宽和胸围方面差异显著(P0.05),C332位点在体斜长和腰高方面差异显著(P0.05)。经连锁不平衡检测发现,两位点存在一定的连锁特性(r2=0.213),将两突变位点进行单倍型分析可知,HHMM基因型各性状均显著高于其他基因型组合,且多标记位点的组合效应值高于单标记位点。说明TNFSF11基因对秦川牛体尺性状有显著的影响,可以作为秦川肉牛新品系培育早期选择的候选基因,其中组合HHMM可能是影响秦川牛体尺胴体性状的最佳基因型组合,在选育中应加大其选择力度。     

牛SREBP1基因shRNA序列的筛选及其腺病毒载体的构建与鉴定

【目的】筛选可靶向干扰牛的SREBP1基因的有效shRNA,构建相应腺病毒载体并包装重组腺病毒,为在细胞水平上研究SREBP1基因的功能和作用机制提供基础。【方法】以秦川牛SREBP1基因为研究对象,首先靶向其编码区（coding sequence,CDS）序列设计并合成6条干扰和1条阴性对照shRNA,并构建表达载体pENTR-U6-shRNA。然后与载体psiCHECK-Ⅱ-SREBP1共转染293A细胞,筛选有效的pENTR-U6-shRNA。其次将筛选的pENTR-U6-shRNA和阴性对照pENTR-U6-NC分别与腺病毒骨架载体pAd/PL-DEST体外重组,得到腺病毒重组载体,并在293A细胞包装扩繁得到高滴度腺病毒,GFP标记法测定病毒滴度。最后将病毒侵染牛前体脂肪细胞,实时荧光定量法（qRT-PCR）检测干扰效率。【结果】筛选出靶向牛SREBP1基因干扰效率为87.4%的shRNA-1053。构建了pAd-1053和阴性对照pAd-NC重组腺病毒载体并包装得到Ad-1053和Ad-NC高滴度病毒,测定得到的病毒滴度分别为7×108 GFU•mL-1和9×108 GFU•mL-1。Ad-1053和Ad-NC分别侵染牛前体脂肪细胞,qRT-PCR检测结果显示Ad-1053可显著降低SREBP1基因的mRNA 水平（干扰率＞85%）,而Ad-NC对SREBP1基因表达无明显影响。【结论】成功筛选得到靶向干扰牛SREBP1基因的有效shRNA,并包装扩繁获得相应的高滴度重组病毒。     

牛过氧化物酶体增殖激活受体α(PPARα)基因第5外显子多态性与胴体、肉质性状的相关性

利用PCR-SSCP结合DNA测序方法对牛（Bostaurus）6个品种（秦川牛、南阳牛、郏县红牛、鲁西牛、安格斯和夏南牛）共计717个个体的过氧化物酶体增殖激活受体α（PPARα）基因第5外显子的SNP位点进行检测,并分析了该SNP位点与秦川牛的部分胴体、肉质性状的相关性。结果显示,在PPARα基因第5外显子的138bp处发生T→C突变。卡方检验结果显示,秦川牛和南阳牛处于Hardy-Weinberg不平衡状态（P〈0.05）;南阳牛、郏县红牛、安格斯和鲁西牛处于Hardy-Weinberg平衡状态（P〉0.05）。多态信息含量（PIC）显示,这6个品种均属于中度多态（0.25〈PIC〈0.50）。相关分析结果显示,在背膘厚和眼肌面积指标中AA型个体对于秦川牛肉质有显著影响（P〈0.05）;而在系水力指标中BB型个体显著优于AA和AB型个体（P〈0.05）。这些结果提示,该位点突变可能是影响牛肉背膘厚、眼肌面积和系水力的主效QTN或与之紧密连锁,可作为肉牛产肉性状的辅助选择标记。     

深县猪mtDNA CytB基因的遗传多样性与母系起源研究

 研究过氧化物酶体增殖激活受体α (PPARα) 基因第7外显子SNP位点与牛的部分胴体、肉质性状的相关性。以6个牛品种(秦川牛、南阳牛、郏县红牛、鲁西牛、安格斯、夏南牛) 共计717个个体为研究对象,采用PCR SSCP结合DNA测序方法对PPARα基因第7外显子进行SNP检测,并该SNP位点与108头秦川牛的部分胴体、肉质性状的相关性进行分析。结果发现在PPARα基因第7外显子的184位检测到C→T突变,在南阳牛、秦川牛、郏县红牛、安格斯、鲁西牛、夏南牛这6个群体中等位基因E/F的频率分别是0.225/0.775,0.151/0.849,0.125/0.875,0.123/0.877,0.070/0.930, 0.157/0.783;遗传学指标结果显示：秦川牛、郏县红牛、安格斯、鲁西牛和夏南牛这5个群体属于低度多态(PIC<0.25),南阳牛为中度多态（PIC=0.288）;相关分析结果显示：该位点与秦川牛的背膘厚和胴体长两个性状显著相关,表现为FF基因型个体在背膘厚性状方面显著高于EE和EF基因型个体(P<0.05),FF基因型个体的胴体长显著高于EE基因型个体(P<0.05)。这一位点可能是影响牛背膘厚和胴体长的主效QTN或与之紧密连锁,可做为肉牛选育的候选分子标记。     

不同代次牛成肌细胞的诱导分化及相关基因的表达分析

利用初生荷斯坦牛的成肌细胞,在不同代次以含体积分数为2%马血清的DMEM进行诱导分化,在之后0、2、4、6、8、10d观察细胞的形态变化并收集细胞提取总RNA,检测成肌相关基因的表达情况,为进一步研究牛肌肉发生过程及相关基因的表达调控提供依据。同时利用实时荧光定量PCR分别检测肌性相关基因MyoD(生肌决定因子)、MyoG(肌细胞生成素)以及非肌性相关基因A-FABP(脂肪细胞型脂肪酸结合蛋白)表达水平的变化。研究表明:1各代细胞在诱导培养4d后开始有肌管形成,其后越来越多,8d时达高峰。2成肌细胞向成熟肌细胞分化过程中,MyoD、MyoG、A-FABP基因都呈先上升然后下降的趋势。3高代次成肌细胞比低代次细胞增殖慢,而且在诱导分化后,肌管的数目明显变少;MyoD、MyoG、A-FABP随着代次的升高而下降。故推断MyoD、MyoG以及A-FABP基因会在成肌分化开始后的不同阶段被激活,从而发挥不同的调控作用,而且随着传代次数的增加成肌细胞的分化能力减弱。