沼泽型水牛ALK3基因克隆分析与表达模式研究

试验旨在对沼泽型水牛ALK3基因进行克隆、生物信息学分析,并对其在水牛组织中的表达规律进行系统研究.根据GenBank中已公布的牛ALK3基因序列设计特异性引物,应用RT-PCR方法扩增、克隆获得目的基因片段;应用生物信息学方法分析和预测了水牛ALK3的遗传进化及蛋白质的理化性质、二级和三级结构;并应用QRT-PCR技术对ALK3基因在水牛组织中的表达进行了差异分析.结果表明,水牛ALK3基因编码区全长1 599 bp,共编码532个氨基酸.多重序列比较分析显示,水牛ALK3核苷酸序列与牛、绵羊、猪、马、人和小鼠相应序列的同源性分别为98%、96%、95%、93%、94%和91%.系统进化树分析显示,ALK3基因在不同物种以及进化的过程中具有高度保守性.对ALK3蛋白质的分析表明该蛋白呈弱碱性,有信号肽,细胞亚定位于胞膜上,存在丝氨酸/苏氨酸激酶和GS等结构.定量分析结果显示,ALK3在水牛生殖脊、心脏、肝脏、颗粒细胞、肺脏、卵丘细胞、肾脏、下丘脑、垂体、大脑等15种组织或细胞中有不同程度的表达,其中卵巢中表达量最高,垂体、肺脏和睾丸次之,卵丘细胞表达量最低.本研究成功克隆了沼泽型水牛ALK3基因,并研究了其在不同水牛组织细胞中的表达规律,为阐明其在水牛繁殖过程中的功能及转基因载体构建中的应用研究奠定了理论基础.     

水牛MBD3基因克隆分析及其真核表达载体的构建

本研究旨在克隆水牛MBD3基因,进行生物信息学分析,并构建MBD3基因的真核表达载体,为研究MBD3基因在水牛胚胎发育及诱导多能干细胞（iPSCs）中的作用奠定基础。试验从卵巢组织中提取总RNA,反转录得到cDNA,并以此为模板,应用RT-PCR克隆得到MBD3基因,测序并应用相关的生物学软件进行分析;将MBD3基因连接至真核表达载体pEGFP-C1,再将携带目的基因的重组质粒转染HEK293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞（BFF）,利用RT-PCR及Western blotting方法分析目的基因的表达。结果表明,克隆获得了898 bp的水牛MBD3基因序列,其中编码区全长774 bp,编码257个氨基酸。通过对MBD3基因核苷酸序列的多重比对及进化树分析,MBD3基因在进化中高度保守,特别是MBD结构域,水牛与牛的同源性为100%,与人、猪、猩猩的同源性均为97%。将水牛MBD3基因真核表达载体转染HEK293T细胞和BFF,通过荧光观察、RT-PCR及Western blotting方法鉴定表明,成功构建了水牛MBD3基因的真核表达载体。本研究克隆得到了水牛的MBD3基因,并成功构建了MBD3基因的真核表达载体,为进一步研究MBD3基因在水牛胚胎发育及iPSCs诱导上的作用奠定了基础。     

关中奶山羊PIS区域序列多态性分析

山羊无角性状是畜牧业生产中重要的经济性状,报道显示山羊无角间性综合征（polled intersex syndrome,PIS）控制着山羊的无角和间性性状。山羊PIS序列定位于1号染色体约11.7 kb的序列上,试验旨在研究这段序列对关中奶山羊（3只有角山羊、3只无角山羊）无角性状的影响。选用4对引物（PIS1-1、PIS1-2、PIS2、PIS3）扩增关中奶山羊的PIS序列,第5对引物（PIS whole）用于检测PIS序列的完全缺失,对测序结果进行拼接、多态性分析,并对序列进行基因注释。结果发现,试验成功扩增出山羊PIS的全长序列（12.814 kb）,BLAST比对结果正确。PIS whole引物没有扩增出任何条带,说明关中奶山羊中不存在11.7 kb的完全缺失。经SeqMan软件分析拼接序列发现30个多态性位点,这些多态性位点可能与关中奶山羊有角/无角性状相关。对拼接序列进行基因注释,发现存在1个tRNA编码位点、2个微卫星、3个microRNA编码位点及L1-EN、RT-nLTR-like样保守结构域,并发现1个CpG岛、1对反向重复序列和2段串联重复序列。本试验结果对关中奶山羊无角性状的分子机理研究具有重要的参考价值。     

ICSI受精卵胞质注射生产转基因猪胚胎的初步研究

试验旨在探讨单精子胞浆内注射(intracytoplasmic sperm injection,ICSI)法生产猪体外受精卵和应用猪ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因胚胎的可行性。首先对比了猪体外受精(in vitro fertilization,IVF)受精卵与ICSI受精卵的胚胎发育效率;然后观察了猪ICSI受精卵的双原核形成时间及效率,对精子注射到胞质后6~18h分6个时间段进行地衣红染色,对比精子进入卵胞质后的状态及原核形成;最后对猪IVF受精卵受精后8~10h及ICSI受精卵受精后12~14h进行EGFP-N1质粒(20ng/μL)胞质注射,观察胚胎发育效率及转基因效率。结果表明,ICSI受精卵的胚胎发育率(卵裂率89.4%和67.9%、囊胚率36.5%和16.1%)显著优于IVF组(P0.05),适合用于猪的体外受精卵试验;猪ICSI受精卵双原核在精子注射到卵胞质后12~14h形成,双原核形成率为54.90%,显著高于其余5个试验组(P0.05);ICSI受精卵胞质注射组胚胎卵裂率(86.2%和66.3%)、囊胚率(30.0%和13.6%)及转基因效率(18.5%和0)均显著高于IVF受精卵胞质注射试验组(P0.05)。本试验结果为采用ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因猪的研究奠定了基础。     

猪JHDM2A基因的克隆及表达分析

试验旨在克隆猪JHDM2A基因,并研究其在猪卵巢组织中的表达情况。首先克隆猪JHDM2A基因,并构建pLVX-IRES-ZsGreen1-JHDM2A真核表达载体,同时对JHDM2A基因在猪卵泡发育过程中的表达情况进行分析。结果显示,克隆得到的猪JHDM2A基因编码区长度为3 945 bp,编码1 315个氨基酸。通过多重氨基酸序列比对发现,猪JHDM2A基因与黄牛、水牛、绵羊和人相应氨基酸序列的同源性分别为93.5%、94.7%、94.7%和93.8%。蛋白质分子系统进化树分析结果表明,JHDM2A基因在物种进化过程中高度保守。通过脂质体转染法将构建的pLVX-IRES-ZsGreen1-JHDM2A真核表达载体导入HEK293T细胞,可观察到清晰的绿色荧光蛋白表达。免疫组化结果显示,JHDM2A蛋白在不同发育阶段猪卵泡中均有表达。本试验通过克隆获得猪JHDM2A基因序列,JHDM2A蛋白在猪卵巢中高度表达,表明其功能可能与猪卵泡发育密切相关。     

ICSI受精卵胞质注射生产转基因猪胚胎的初步研究

试验旨在探讨单精子胞浆内注射（intracytoplasmic sperm injection,ICSI）法生产猪体外受精卵和应用猪ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因胚胎的可行性。首先对比了猪体外受精（in vitro fertilization,IVF）受精卵与ICSI受精卵的胚胎发育效率;然后观察了猪ICSI受精卵的双原核形成时间及效率,对精子注射到胞质后6~18 h分6个时间段进行地衣红染色,对比精子进入卵胞质后的状态及原核形成;最后对猪IVF受精卵受精后8~10 h及ICSI受精卵受精后12~14 h进行EGFP-N1质粒（20 ng/μL）胞质注射,观察胚胎发育效率及转基因效率。结果表明,ICSI受精卵的胚胎发育率（卵裂率89.4%和67.9%、囊胚率36.5%和16.1%）显著优于IVF组（P<0.05）,适合用于猪的体外受精卵试验;猪ICSI受精卵双原核在精子注射到卵胞质后12~14 h形成,双原核形成率为54.90%,显著高于其余5个试验组（P<0.05）;ICSI受精卵胞质注射组胚胎卵裂率（86.2%和66.3%）、囊胚率（30.0%和13.6%）及转基因效率（18.5%和0）均显著高于IVF受精卵胞质注射试验组（P<0.05）。本试验结果为采用ICSI受精卵进行胞质注射生产转基因猪的研究奠定了基础。