牛肌肉生长抑制素基因敲除打靶载体的构建

【目的】构建两套用于牛肌肉生长抑制素（myostation,MSTN）基因敲除的置换型打靶载体。【方法】设计并合成含有限制性内切酶酶切位点的引物,利用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction,PCR）以牛耳皮肤组织基因组DNA为模板分别扩增出两套打靶载体的同源短臂和长臂,再分别插入到两套打靶专用基础载体pMCS-PLP和PⅢ中,构建两套用于牛MSTN基因敲除的置换型打靶载体pPLP-MSTN和PⅢ-MSTN。【结果】经过PCR、T载体连接和DNA测序,证实载体pPLP-MSTN包含2.8 kb同源短臂和4.0 kb同源长臂,载体PⅢ-MSTN包含1.3 kb同源短臂和6.8 kb同源长臂;经过限制性内切酶酶切鉴定,证实两套载体的同源臂分别正确插入到基础载体内。【结论】两套牛MSTN基因敲除打靶载体pPLP-MSTN和PⅢ-MSTN构建成功,载体pPLP-MSTN为不含负筛选标记的传统基因敲除打靶载体,载体PⅢ-MSTN为不含负筛选标记的荧光蛋白启动子捕获打靶载体。     

牛卵母细胞皮层颗粒荧光染色法质成熟鉴定

以皮层颗粒（ＣＧ）单层分布于质膜下做为卵母细胞质成熟的指数,利用ＣＧ荧光染色法,研究了不同类型牛卵母细胞的质成熟情况。结果表明：（１）采自直径大于５ｍｍ、２￣５ｍｍ一小于２ｍｍ卵泡的卵母细胞,成熟增减前的质成熟率分别为４．２％、１．８％和０,三者间无显著差异 ,但所有的大卵泡卵以及９５．２％的中卵泡卵,ＣＧ已分布于皮层,而小卵泡卵中则有５１．７％的卵子,ＣＧ尚未迁移至皮质区,仍以簇的形式分布于细胞     

人凝血因子Ⅸ乳腺特异表达载体的构建及细胞转染

【目的】人凝血因子Ⅸ（human coagulation factor Ⅸ,hFIX）是凝血过程中的关键因子,对临床治疗血友病有着极其重要的意义。研究旨在构建人凝血因子Ⅸ乳腺表达载体,在猪乳腺上皮细胞中验证其乳腺特异表达能力,获得hFIX转基因雌性乳腺上皮细胞和猪胎儿成纤维细胞,为克隆乳腺特异表达人凝血因子Ⅸ的转基因猪做准备。【方法】按照TaKaRa公司RNAiso Reagent和Prime Script RT-PCR试剂盒的说明书,从人胎儿肝脏中提取RNA并扩增出人凝血因子Ⅸ（human coagulation factor Ⅸ,hFIX）cDNA序列,利用PCR方法扩增牛生长激素(BGH) polyA序列,将hFIX的cDNA序列与BGH polyA序列分别连接到表达载体pbCSN2-RC的牛酪蛋白（CSN2）启动子之后,构建带有新霉素抗性和红色荧光蛋白双筛选标记的乳腺特异性表达载体pbCSN2-hFIX-pA-RC。取本地屠宰的泌乳期猪乳房组织,利用组织块种植法培养猪乳腺细胞,并通过控时消化分离纯化猪乳腺上皮细胞,进行染色体分析后,挑选含有正常染色体数目的细胞,通过脂质体法将表达载体导入,经过G418筛选获得稳定表达红色荧光蛋白的转基因细胞,反转录、实时定量PCR验证乳腺表达载体构建的合理性和有效性。为了只对雌性胎儿成纤维细胞进行转基因操作,首先对培养的猪胎儿成纤维细胞进行SRY基因PCR扩增,确定其性别。之后,利用脂质体将证明有效的表达载体导入细胞,并进行G418和红色荧光蛋白表达筛选,对经过鉴定的阳性细胞进行扩大培养和冷冻保存,为下一步的体细胞克隆做准备。【结果】经PCR和酶切鉴定,人凝血因子ⅨcDNA和BGH PolyA成功克隆到载体pbCSN2-RC中,获得具有双筛选标记的pbCSN2-hFIX-pA-RC。转染后G418和红色荧光蛋白表达阳性的猪乳腺上皮细胞,经实时定量PCR鉴定,hFIX有高效表达,证明所构建载体具有指导人FIX在乳腺特异表达的能力,可以用于生产乳腺特异表达的动物。将构建的载体转入雌性猪胎儿成纤维细胞,经G418和红色荧光蛋白的表达筛选,成功获得hFIX转基因阳性细胞。【结论】pbCSN2-RC所含的牛β-酪蛋白启动子可以成功特异性诱导hFIX在猪乳腺细胞的特异表达,获得的hFIX转基因阳性猪胎儿成纤维细胞,为下一步通过体细胞克隆培育hFIX乳腺生物反应器奠定了基础。     

奶牛体细胞核移植技术的商业化应用

为了提高奶牛体细胞核移植产业化生产应用效率,拟通过优化高产奶牛体细胞克隆胚胎的体外生产技术条件,达到高效生产优质奶牛克隆胚胎进行克隆奶牛生产的目的。结果表明,从生产效率的角度考虑,卵母细胞直接进行盲吸去核处理,供体细胞无需进行同期饥饿处理,直接注入到盲吸去核后的受体卵子透明带下构建克隆胚胎,融合后的克隆胚胎在密封的混合三气(5%CO2+5%O2+90%N2)的气相条件下进行体外培养,利用西门塔尔牛做受体可以大规模地进行高产奶牛的商业化克隆。     

牛体外受精胚抗冻性原因初探

 采用M 199、SOFaa(aa :aminoacids)和SOF对牛体外受精卵进行发育培养 ,比较了这 3种条件下培养出来的囊胚冷冻存活率 ,并采用脂肪颗粒染色法初步分析了影响胚胎抗冻性的原因。 3个处理组的冷冻存活率分别为78.5 %、46 .4%和 17.3%,三者间存在极显著差异 (P <0 .0 1)。孵化率分别为 41.9%、2 3.2 %和 0 ,三者间存在显著差异 (P <0 .0 5 )。 7枚经M199培养的囊胚均呈现均匀的小脂肪颗粒 (直径 2 .5 μm左右 ) ,SOFaa培养的 11枚胚胎中有 1枚呈不均匀的大脂肪颗粒 (直径 6 .3μm左右 ) ,其它 10枚呈均匀的小脂肪颗粒 ,而SOF组则有 84.6 %(11/13)的胚胎呈大脂肪颗粒。由此可见 ,3个处理组的胚胎冷冻存活率与小脂滴胚比率相一致。这一结果表明 ,脂滴大小与胚胎抗冻能力具有一定的相关性 ,小脂滴胚较大脂滴胚具有更强的抗冻能力 ;发育培养过程中使用不同的培养液以及氨基酸的添加能影响胚胎内脂滴的大小 ,从而影响胚胎的抗冻能力。     

锌指核酸酶(ZFN)介导的牛肌肉抑制素基因(MSTN)突变的研究

肌肉生成抑制素(myostatin,MSTN)是肌肉发育的负调控基因,突变后会引起肌肉的过度发育,在肉用动物育种中有非常重要的价值。本研究利用锌指核酸酶(zinc finger nuclease,ZFN)对牛(Bos taurus)MSTN基因的第二外显子特异性剪切,诱导该基因的突变,从而达到敲除该基因的目的。首先对脂质体介导的双质粒共转染牛成纤维细胞的条件进行优化,获得的共转染效率高达19.27%;之后利用两组ZFNs对牛成纤维细胞进行转染,单细胞通过口吸法移入96孔板,经扩大培养后进行PCR筛选,获得18株MSTN基因突变细胞株,其中包括一株双等位基因敲除的细胞系,两组ZFNs对牛成纤维细胞的突变效率分别为6.05%和3.84%;最后,挑选一株突变细胞系进行体细胞核移植研究,共获得24枚重构胚;将去除透明带的重构胚培养于2i培养液中,获得囊胚来源的类滋养层干细胞,通过PCR和测序检测,证明该细胞系在MSTN基因第二外显子具有与供体细胞相同的突变。结果表明,所合成的两组ZFNs可以在MSTN作用位点引起突变,具有很高的突变效率,而且能获得双等位基因突变的细胞株,获得的细胞株能够用作体细胞核移植的供体细胞。本研究为肉用牛的品质改良和育种工作提供了基础资料。     

不同激活方法对猪孤雌胚胎单倍体率的影响

 【目的】采用不同的物理或化学方法激活猪卵母细胞,以期获得一种能有效产生猪单倍体孤雌胚胎的激活方法。【方法】试验一分别采用电激活、电激活结合细胞松弛素B(CB)、不同浓度乙醇以及不同作用时间对成熟卵母细胞进行激活处理,试验二检测电激活结合MG-132或Thimerosal和DTT对成熟卵母细胞的激活效果。【结果】试验一显示电激活结合CB组(27.34%)处理后的囊胚率显著高于电激活处理组(16.92%)(P＜0.05),且二者均显著高于所有的乙醇组(P＜0.05),乙醇处理组中以9%乙醇作用11 min效果最佳(10.20%)。试验二显示电激活结合MG-132组的囊胚发育率(24.69%)与电激活结合CB组(27.50%)没有显著差异,二者显著高于电激活结合Thimerosal和DTT组(14.10%)及电激活处理组(17.5%)(P＜0.05)。对所得囊胚进行染色体倍性分析后得出,电激活处理后的囊胚单倍体率(41.7%)与9%乙醇处理组(40%)和电激活结合Thimerosal和DTT处理组(35.3%)无显著差异,但却显著高于电激活结合CB(0)及电激活结合MG-132(6.7%)处理组(P＜0.05)。【结论】综合囊胚发育率和囊胚单倍体比率,电激活、9%乙醇、电激活结合Thimerosal、DTT和电激活结合MG-132处理组获得单倍体囊胚的总效率分别为7.3%(17.5%×41.7%)、4.1%(10.2%×40%)、5.0%(14.1%×35.3%)和1.7%(24.69%×6.7%)。电脉冲处理可能是比较理想的获得猪单倍体孤雌胚胎的激活方法。