京海黄鸡G蛋白偶联受体1基因生物信息学及组织表达分析

试验旨在研究参与激素调节并调控卵巢功能的可能基因,挑选候选基因G蛋白偶联受体1（G protein-coupled receptor 1）,深入研究其是否参与激素调节。根据转录组测序获得的京海黄鸡GPR1基因的CDS序列设计一对引物,利用实时荧光定量RT-PCR方法,检测GPR1基因在高、低产京海黄鸡卵巢组织中的表达情况,并与生物信息学进行关联,使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析GPR1基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因所编码蛋白质的二、三级结构。结果显示,京海黄鸡与GenBank中原鸡、人、牛、野猪、黑猩猩、家兔、马、绵羊、藏羚羊、大鼠、小鼠、斑马鱼的同源性分别为100.0%、69.0%、69.1%、69.3%、68.9%、69.6%、69.2%、68.8%、68.9%、67.5%、69.0%和50.3%;氨基酸分析发现GPR1蛋白为疏水性蛋白,分子质量为40.41 ku,理论等电点为6.91,为7次跨膜蛋白;亚细胞定位显示,该蛋白属于非分泌蛋白;预测该蛋白含有25个潜在的磷酸化位点,1糖基化位点;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构为7次跨膜螺旋结构;组织表达分析显示,GPR1基因在低产组的表达情况极显著高于高产组（P<0.01）。本试验结果将有利于GPR1基因功能的进一步分析,为研究该基因对京海黄鸡产蛋性状的调控机理提供理论依据。     

京海黄鸡肌细胞生成素基因的克隆和生物信息学分析

本试验根据GenBank中公布的原鸡肌细胞生成素（myogenin,MyoG）基因序列设计1对引物,采用RT-PCR方法,从京海黄鸡肌肉组织中克隆MyoG基因的编码区序列,并使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析MyoG 基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因编码蛋白的二级结构和三级结构。最终获得了包括编码区在内的长754 bp的MyoG基因序列,生物信息学分析显示,京海黄鸡MyoG基因的保守性较低,与GenBank中原鸡、火鸡、鹌鹑、马、人、野猪、牛、山羊、大鼠、绵羊的同源性分别为99.7％、94.4％、92.0％、70.0％、70.0％、73.3％、69.0％、67.9％、67.8％、73.5％;氨基酸分析发现,MyoG蛋白为水溶性蛋白,分子质量为25854 u,理论等电点为5.46,不属于跨膜蛋白;亚细胞定位显示,大部分蛋白位于细胞质内,不属于分泌蛋白;预测含有6个潜在的磷酸化位点,1段碱性序列,1段HLH序列,1段低复杂度序列;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示MyoG蛋白的结构域呈螺旋状。     

京海黄鸡中HOXC10基因表达规律及其生物信息学分析

同源异型盒基因（homeobox genes,HOX）是在酵母乃至人类等几乎所有的真核细胞中均表达的一类基因。为了探究HOXC10基因表达规律及其生物信息学,采用qRT-PCR方法研究HOXC10基因在8周龄京海黄鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸肌、腿肌、下丘脑和卵巢组织中的表达规律,检测其在300日龄高、低产组卵巢组织的表达差异,并通过多种在线软件对原鸡HOXC10基因进行生物信息学分析。结果显示,HOXC10基因在京海黄鸡腿肌中表达丰度极显著高于其他组织（P < 0.01）,且300日龄高产组中HOXC10基因表达丰度显著低于低产组（P < 0.05）。原鸡HOXC10基因序列与火鸡、野鸽、绿头鸭、人、小鼠、牛、猪、山羊及非洲爪蟾的同源性分别为77.4%、94.8%、98.6%、68.3%、67.9%、66.0%、59.0%、68.1%和79.4%;HOXC10基因共编码354个氨基酸,其中丝氨酸的含量最高,潜在的磷酸化位点有24个,在280~342的氨基酸序列内存在一个同源结构域,蛋白质亚细胞主要定位在细胞核中,且不包含跨膜结构。HOXC10基因在京海黄鸡生长和繁殖的基因调控网络中发挥了重要作用。     

Tissue Expression and Bioinformatics Analysis of HOXC10 Gene in Jinghai Yellow Chicken

HOX genes express in nearly all eukaryotic cells such as yeast and human.To study tissue expression and bioinformatics of HOXC10 gene,the samples of heart,liver,spleen,lung,kidney,chest muscle,leg muscle,hypothalamus and ovary tissues were collected from 6 Jinghai Yellow chicken with 8-week-old to analyze the expression pattern of HOXC10 gene in different tissues by qRT-PCR method,and the different expression level were detected in ovary of 300 days old chickens in high yield group and low yield group.The bioinformatics of HOXC10 gene were analyzed by a variety of online softwares of Gallus gallus.The result showed that the expression level of HOXC10 gene in leg muscle was extremely significantly higher than that in other tissues of Jinghai Yellow chicken (P < 0.01);And it's expression level in low yield group was significantly higher than that in high yield group (P < 0.05);HOXC10 gene of Gallus gallus shared 77.4%,94.8%,98.6%,68.3%,67.9%,66.0%,59.0%,68.1% and 79.4% with Meleagris gallopavo,Columba,Anas platyrhynchos,Homo sapiens,Mus musculus,Bos taurus,Sus scrofa,Capra aegagrus hircus and Xenopus laevis,respectively;HOXC10 gene encoded 354 amino acids in which serine was the most abundant;There were 24 potential phosphorylation sites and a HD in 280 to 342 position of amino acid sequence;The subcellular of the encoding protein was mainly located in the cell nucleus,and it had no cross membrane structure.HOXC10 gene might play an important role in regulation network of growth and reproduction in Jinghai Yellow chicken.     

京海黄鸡卵巢转录组研究:基因结构分析与新基因发掘注释

本试验通过对京海黄鸡卵巢组织进行转录组分析,旨在为完善京海黄鸡部分基因结构和发掘新基因提供参考。选取高、低产京海黄鸡各4只,利用转录组测序(RNA-Seq)技术对其卵巢转录组进行测序,然后对得到的测序数据进行生物信息学分析。测序数据经过质量控制后,8个样品共得到484 992 074条有效数据(Clean Reads),总计61.09 Gb。筛选出1 445 264个京海黄鸡品种内SNP位点,其中位于基因区的SNP位点916 108个,位于基因间区的SNP位点552 168个。8个样品中平均新预测的可变剪接12 883个,并对7 481个基因结构进行了优化。与所选的参考基因组序列对比分析,共发掘4 431个新基因,通过与各数据库进行序列对比,1 809个新基因得到功能注释。本研究通过转录组测序技术检测了京海黄鸡卵巢组织的基因结构,为进一步完善京海黄鸡的基因结构信息及发掘潜在的新基因提供分子水平的依据。     

京海黄鸡甲状腺激素应答蛋白Spot14α基因外显子1多态性与屠体和腹脂性状的相关性分析

本研究旨在寻找甲状腺激素应答蛋白Spot14α(thyroid hormone responsive Spot14α,THRSPα)基因的多态位点,并分析其对京海黄鸡屠体和腹脂性状产生的影响。针对THRSPα基因外显子区,利用PCR-SSCP结合测序技术对379只140日龄京海黄鸡进行SNP检测,结果发现,该基因第1外显子区存在9 bp插入缺失多态位点,形成3种基因型：AA、AB和BB,2种等位基因：A、B,基因频率分别为0.4485、0.5515。相关分析结果表明,该位点对京海黄鸡140日龄活重、屠体性状（包括屠体重、头重、脚重、翅重、胸肌重、腿肌重、全净膛重、半净膛重）和腹脂性状均没有显著影响(P>0.05)。因此推断该多态位点在京海黄鸡分子辅助标记育种中不能作为屠体和腹脂性状筛选的候选分子辅助标记。     

IGF-I与IGFBP-1基因对京海黄鸡生长性状的遗传效应分析

旨在对IGF-I和IGFBP-1基因部分SNPs与鸡生长性状进行关联分析。试验以京海黄鸡为材料,采用PCR-SSCP方法检测2个候选基因的单核苷酸多态性(SNPs),采用一般线性模型(GLM)分析基因型与生长性状的遗传效应。结果表明,IGF-I基因外显子3序列的60bp处有A→G的点突变,在京海黄鸡中检测到AA、AB、BB 3种基因型,A等位基因频率为0.613,B等位基因的频率为0.387;IGFBP-1基因外显子2序列的21bp处有A→T的点突变,104bp处有T→C的突变,在京海黄鸡中检测到CC、CD和DD 3种基因型,C等位基因频率为0.558,D等位基因频率为0.442。IGF-I基因BB基因型个体4周龄体质量显著高于AA和AB型个体(P<0.05);IGFBP-1基因DD基因型个体8周龄体质量显著高于CC基因型个体(P<0.05),4、12和16周龄体质量差异极显著(P<0.01)。因此,推测这些SNPs对京海黄鸡生长性状具有一定的影响,应用于鸡育种过程中的标记辅助选择可以加快育种进程。     

ACVR1基因对京海黄鸡生长和繁殖性状的遗传效应研究

以京海黄鸡为材料,采用PCR-SSCP和DNA测序技术对ACVR1基因外显子多态性进行研究。结果表明,ACVR1基因20190 bp处发生G→A突变,检测到AA、AB和BB 3种基因型。A等位基因频率为0.9075,B等位基因频率为0.0925。基因型与生长和繁殖性状的关联性分析发现,BB基因型鸡的开产体重极显著高于AA基因型鸡(P<0.01),AA基因型鸡300日龄体重显著高于BB基因型鸡(P<0.05)。由此初步推断,ACVR1基因可能对京海黄鸡的产蛋和发育有一定的影响,A为体重的优势基因,B为产蛋的优势基因。     

Genetic Effects of IGF-Ⅰ Gene on the Growth and Reproductive Traits in Jinghai Yellow Chicken

The aim of this study was to analyze the association of SNPs in insulin like factor-Ⅰ（IGF-Ⅰ） gene with chicken growth and reproductive traits. PCR-SSCP approach was applied to assess the single nucleotide polymorphisms(SNPs) and the general linear model was used to analyze genetic effects between genotypes and growth traits of the Jinghai Yellow chicken. For the IGF-Ⅰ gene, three genotypes(AA, AB and BB) were detected in Jinghai Yellow chicken population, the frequency of A and B alleles were 0.613 and 0.387. Sequencing revealed one mutation(A60G) of IGF-Ⅰ gene in BB genotype in comparison to AA genotype. The results showed that BB genotype of the IGF-Ⅰ gene had higher bodyweight at 4 weeks compared to AA and AB genotypes(P<0.05);AA genotype of the IGF-Ⅰ gene had significantly higher bodyweight at 300 day-age-weight compared to BB genotype(P<0.05). Polymorphisms in exon 3 of IGF-Ⅰ gene had certain effect on growth and reproductive traits in Jinghai Yellow chicken. However, whether these polymorphisms were important genetic markers, which related with IGF-Ⅰ gene and reproduction traits in Jinghai Yellow chicken, were needed to be further studied.     

固始鸡XCL1基因CDS区克隆与生物信息学分析

本研究旨在克隆鸡淋巴细胞趋化因子（lymphotactin,XCL1）基因CDS区并探索其生物学特性。试验以固始鸡胸腺组织总RNA为模板,采用RT-PCR技术对该基因的CDS区进行扩增和克隆,并通过生物信息学软件进行相关生物信息学分析。结果表明,固始鸡XCL1基因CDS区长294 bp,编码97个氨基酸。相似性分析结果发现,鸡XCL1基因CDS区序列与牛、山羊、绵羊、人、小鼠、猪和大鼠的相似性分别为53.7%、53.0%、52.9%、51.8%、51.1%、50.9%和50.4%。进化树结果表明,鸡作为非哺乳动物,与哺乳动物亲缘关系较远。XCL1蛋白分子式为C₄₉₁H₈₂₂N₁₅₀O₁₃₂S₆,理论等电点为10.95,属于碱性蛋白;分子质量为11.13 ku,脂肪系数为102.37,不稳定系数为51.44,属于不稳定蛋白,半衰期为30 h;具有跨膜结构（第5-27位氨基酸）和信号肽区域（第1-18位氨基酸）,属于亲水性分泌型蛋白。XCL1蛋白存在8个潜在的磷酸化修饰位点和3个潜在的糖基化修饰位点。XCL1蛋白的二级结构由α-螺旋（35.05%）、β-转角（5.15%）、延伸链（26.80%）和无规则卷曲（32.99%）组成,三级结构预测结果与二级结构一致。亚细胞定位分析表明XCL1蛋白主要在细胞外发挥作用;该蛋白有1个位于第31—88氨基酸残基处的SCY保守性结构域;该蛋白能与OXT、PTAFR、GPR132和XCR1等分子形成互作网络。本试验结果为进一步研究鸡XCL1基因功能提供理论参考。     

京海黄鸡γ-干扰素水平的全基因组关联分析

试验旨在寻找影响京海黄鸡γ-干扰素(IFN-γ)水平的分子标记。本研究以京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了血清中INF-γ的浓度,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联分析(GWAS),检测与INF-γ浓度相关的SNPs位点。结果共检测到1个在基因组水平上与其潜在显著相关的SNP位点,并达到染色体显著水平。该SNP位于2号染色体上MYOM1基因内部。使用GO数据库对该基因的细胞组分、分子功能和参与的生物进程进行分析,由结果推断MYOM1基因可能为影响京海黄鸡细胞因子INF-γ水平的重要候选基因。     

京海黄鸡促性腺激素释放激素1基因克隆与原核表达研究

本试验根据GenBank公布的原鸡（Gallus gallus）促性腺激素释放激素1(gonadotropin releasing hormone 1,GnRH1)基因mRNA序列设计1对引物,采用RT-PCR方法,从京海黄鸡下丘脑组织克隆GnRH1基因编码区序列,对其进行生物信息学分析,并构建原核表达载体pET32a-GnRH1,在大肠杆菌BL21感受态细胞中表达。最终获得了包括编码区、大部分启动子区和部分3′区域在内的长度为352 bp京海黄鸡GnRH1基因序列,该核酸序列与火鸡、鸽子、人、牛、野猪、山羊、绵羊、藏羚羊、马和大鼠的GnRH1基因序列同源性分别为93%、81%、54%、58%、61%、76%、76%、59%、76%和66%。酶切测序鉴定结果显示,成功构建了原核表达载体pET32a-GnRH1;SDS-PAGE检测结果显示,构建的重组质粒在大肠杆菌BL21感受态细胞中成功表达,分子质量为25～28 ku,且上清表达量高于沉淀;Western blotting检测结果显示,在大肠杆菌BL21感受态细胞中表达的蛋白为目的蛋白,且主要为可溶性表达。结果表明,成功克隆了京海黄鸡GnRH1基因,构建了GnRH1原核表达体系,并成功表达目的蛋白,为后续相关研究打下了基础。     

STAT5b基因2个SNPs位点与京海黄鸡生长和繁殖性状的关联分析

采用PCR-SSCP方法检测京海黄鸡、AA鸡、尤溪麻鸡、边鸡4个鸡品种STAT5b基因5′调控区部分序列的多态性,并分析其对京海黄鸡生长和繁殖性状的遗传效应,利用PHASE软件对2个多态位点进行单倍型分析。在5′调控区检测到C-1591T、G-250A 2个SNPs;单倍型分析产生4种单倍型H1(CG)、H2(TG)、H3(CA)、H4(TA),单倍型组合H1H4对初生重有极显著影响(P0.01);单倍型组合H3H4与8、16周龄体重存在正相关(P0.05),单倍型组合H1H2对开产蛋重有极显著影响(P0.01);单倍型组合H3H4的开产体重极显著高于其他单倍型组合(P0.01);在300日龄体重上,单倍型组合H1H1和H1H3显著高于H4H4(P0.05)。京海黄鸡STAT5b基因5′调控区的多态性对其生长和繁殖性状有一定影响,但是否可以作为影响京海黄鸡生产性状的遗传标记需进一步研究。     

肌细胞生成素基因多态性对京海黄鸡繁殖性状的遗传效应研究

本研究旨在探讨肌细胞生成素(myogenin,MyoG)基因多态性与鸡繁殖性状间的相关性。以378只京海黄鸡为研究对象,采用PCR-SSCP技术研究MyoG基因外显子的多态性。运用最小二乘法分析这些突变位点形成的基因型与京海黄鸡繁殖性状间的相关性。结果表明,MyoG基因外显子1上存在1个G102A突变,外显子3上存在1个T36C突变,分别形成基因型AA、AB、BB和CC、CD、DD。关联分析结果显示,基因型AA、AB和BB在京海黄鸡繁殖性状上无显著差异（P＞0.05）;基因型CC和DD在京海黄鸡开产体重上存在显著差异（P＜0.05）,在其余性状上各基因型差异均不显著（P＞0.05）。因此,推测MyoG基因对京海黄鸡的繁殖性状无显著影响,为探索鸡育种过程中的标记辅助选择提供参考资料。     

京海黄鸡禽流感抗病性状的全基因组关联分析

试验旨在寻找影响京海黄鸡禽流感抗病性状的分子标记.本研究以京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了血清中的禽流感(H5亚型)抗体滴度,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS),检测与禽流感抗体滴度相关的SNP位点.结果发现2个在染色体水平上与禽流感抗病性状显著相关的SNPs位点,分别位于4号和10号染色体上,其中10号染色体上的SNP位于RNA甲基转移酶家族基因Nsun7内部.该基因与细胞增殖和分化、蛋白质的生物合成密切相关,具有重要的生物学功能,推断其可作为影响京海黄鸡禽流感抗病性状的新的候选基因.     

京海黄鸡促性腺激素释放激素受体基因密码子特性分析

为了了解鸡促性腺激素释放激素受体(gonadotropin releasing hormone receptor, GnRHR)基因的密码子特性,以便于为GnRHR基因的表达选择合适的外源表达系统,本研究使用在线工具CUSP、CHIPS及CodonW软件对鸡GnRHR基因的密码子特性进行分析,并与鸡、模式动物基因组和其他动物GnRHR基因密码子特性进行比较.结果显示,京海黄鸡GnRHR基因的ENc值较小,具有较强的密码子偏好性,且偏好以G/C结尾的密码子, GnRHR基因CDS序列中,GC含量大于AT含量;CodonW软件计算结果表明,京海黄鸡GnRHR基因密码子中,密码子GCC、ATC、CTC、CTG、CGC、CGG、AGC、TCC和GTG(RSCU>2)偏好性较强,且均以G/C结尾.对31条鸡基因分析表明鸡偏好密码子中有12种G/C结尾的密码子.与大肠杆菌、酵母菌和小鼠基因组密码子使用频率比较显示,京海黄鸡GnRHR基因密码子偏好性与3种生物相差很大,不适合进行外源表达.与其他动物GnRHR基因密码子偏好性比较显示,禽类GnRHR基因偏好含有或以G/C结尾的密码子,而其他物种的GnRHR基因无强烈的偏好性.聚类分析结果表明,亲缘关系近的物种之间倾向于拥有相同的密码子偏好性.     

鸡EED基因的原核表达与生物信息学分析

本研究旨在获得鸡胚胎外胚层发育（embryonic ectoderm development，EED）原核表达蛋白，并利用生物信息学方法探索其潜在生物学功能。以提取的3日龄雏鸡脾脏总RNA为模板，利用RT-PCR技术扩增鸡EED基因，将其克隆至pET-32a （+）载体，构建重组表达载体pET-32a-EED，转化至大肠杆菌Rosetta感受态细胞中进行IPTG诱导表达；Western blotting检测经镍离子亲和层析法纯化的鸡EED蛋白，并利用在线软件对其进行生物信息学分析。结果显示，鸡EED基因序列全长1 341 bp，与参考序列（GenBank登录号：NM_001031376.1）相似性为99.85％；当诱导温度为28 ℃，加入终浓度为1 mmol/L的IPTG诱导剂诱导表达7 h时，可在重组菌裂解上清中纯化得到分子质量约70 ku的鸡EED融合蛋白。在线软件分析表明，鸡EED蛋白相对分子质量为50 377.92，理论等电点（pI）为6.54，为亲水蛋白，无跨膜结构域和信号肽序列，该蛋白序列与人多疏蛋白EED三级结构模板序列（6c23.1）相似，同样具有肿瘤靶点WD40结构域。结果表明，本研究成功获得大肠杆菌表达的鸡EED可溶性蛋白，且该蛋白具有重要的功能元件，可为深入探索鸡EED蛋白的生物学功能与调控机理提供材料。     

鸡HMIT基因的克隆与表达分析

旨在克隆鸡H+/肌醇转运蛋白（H+/myoinositol transporter，HMIT）基因的转录序列，并检测HMIT基因在鸡不同组织中的表达情况，以及外源胰岛素处理对HMIT基因相对表达量的影响。本研究以AA肉鸡为试验动物，采用RT-PCR技术克隆鸡HMIT基因全编码区序列，采用生物信息学技术分析其编码蛋白的生物学特性，利用荧光定量PCR检测HMIT基因在大脑、肝、腹脂、腿肌、心、肾、空肠和回肠等组织中的表达情况，并检测其在肾和大脑中进行胰岛素处理120和240 min后的表达情况。结果表明，以NCBI预测的鸡HMIT（XM_001232939.5）序列为模板设计引物，成功克隆出鸡HMIT基因（1 694 bp，GenBank登录号：MN708211）。克隆的鸡HMIT编码区全长1 380 bp，相比XM_001232939.5预测的编码序列少561 bp，预测编码含有459个氨基酸组成的蛋白。核苷酸和氨基酸序列比对发现，鸡HMIT在物种间高度同源，共线性分析显示，HMIT所在的1号染色体区域在物种间也是高度保守的。HMIT编码的蛋白质是一种不稳定的亲水性蛋白质，其二级结构和三级结构以无规则卷曲和α-螺旋为主。跨膜结构分析显示，鸡HMIT存在8个明显的跨膜结构域。亚细胞定位结果表明，鸡HMIT蛋白分布于质膜（52.3%）、内质网（21.7%）、液泡（17.4%）、线粒体（4.3%）和高尔基体（4.3%）。实时荧光定量PCR检测结果显示，HMIT基因在鸡大脑和肾表达量最高，且显著高于其他组织（P<0.05）。胰岛素处理240 min后，HMIT在肾和大脑中的表达量都显著低于PBS对照组（P<0.05）。本研究克隆获得了鸡HMIT的全编码区，生物信息学分析及组织表达特性研究为深入探索鸡HMIT基因的生理功能和调控机制奠定基础。     

京海黄鸡LYZ基因外显子的遗传多态性及其与体重的关联分析

试验旨在研究鸡溶菌酶基因（LYZ）对鸡体重的影响。以200只京海黄鸡为研究群体,采用PCR-SSCP和DNA测序的方法检测LYZ基因单核苷酸多态性,并将所发现的SNPs与体重进行关联分析。结果发现,共3个突变位点,且均为沉默突变,未引起氨基酸序列的改变;经χ2适合性检验,除1411位点外,其他2个突变位点均显著偏离Hardy-Weinberg平衡;111位点AA基因型个体12和16周龄体重显著高于GG基因型个体（P＜0.05）,1411位点AA和GA基因型个体各周龄体重均高于GG基因型个体,且4周龄体重差异达到了显著水平（P＜0.05）,1426位点各基因型对体重没有显著影响（P＞0.05）。单倍型分析结果显示,除4周龄外,ANC个体各周龄体重均较大,GAC个体4周龄体重较大,这与上述各位点基因型对体重影响的分析结果相一致,暗示在选种、育种过程中,可将鸡LYZ基因作为京海黄鸡体重候选基因应用于遗传标记辅助选择。