绵羊角蛋白关联蛋白8.2基因克隆与表达分析

本研究旨在克隆绵羊角蛋白关联蛋白8.2(keratin-associated protein,KAP8.2)基因mRNA并分析该基因在不同组织器官的表达分布。首先提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,RT-PCR方法克隆KAP8.2基因并进行两个品种间的比较分析,实时荧光定量PCR方法分析两个品种间KAP8.2基因的表达谱差异。结果表明已成功克隆出绵羊KAP8.2基因mRNA,该片段长574 bp,其中ORF区192 bp,编码63个氨基酸,甘氨酸(Gly)和酪氨酸(Tyr)含量依次为23.8%和20.6%,属于典型的HGT-KAP家族。多态性分析显示新吉细毛羊与小尾寒羊KAP8.2基因间存在丰富的多态性,多态位点多位于CDS区两侧,其中小尾寒羊KAP8.2基因3'UTR区c192+19-39出现一个疑似fru-let-7j的作用靶位。不同组织表达谱分析显示该基因为多组织表达基因,但两个品种羊不同组织表达谱存在较大差异,表现为小尾寒羊在脾脏、肝脏和皮肤中高表达,而新吉细毛羊则在皮肤和心脏中高表达。本研究提示小尾寒羊与新吉细毛羊KAP8.2基因在基因多态性还是组织表达分布上存在显著差异,提示该基因与毛表型性状相关。     

绵羊KAP11.1基因克隆、原核表达及皮肤毛囊表达研究

【目的】 对毛囊角蛋白关联蛋白11.1（keratin associated protein 11.1,KAP11.1）基因进行克隆及原核表达,并对KAP11.1基因在不同品种绵羊皮肤毛囊中表达量进行比较,探究KAP11.1基因在南疆地方绵羊品种间表达差异及其对羊毛品质的影响。【方法】 以平原型和田羊、山区型和田羊和卡拉库尔羊体侧皮肤毛囊为研究材料,以GenBank中绵羊KAP11.1基因序列（登录号：HQ595347.1）为参照设计引物,对KAP11.1基因进行PCR扩增,构建pMD19-T-KAP11.1克隆质粒,双酶切鉴定后构建pET-28a （+）-KAP11.1原核重组表达质粒,经PCR和双酶切鉴定后测序并进行序列分析,转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞中表达,采用SDS-PAGE和Western blotting检测;利用实时荧光定量PCR技术检测KAP11.1基因在不同绵羊皮肤毛囊中的表达情况。【结果】 3种绵羊KAP11.1基因CDS区序列为480 bp,编码159个氨基酸,为不稳定的疏水蛋白。相似性比对结果发现,与参照基因相比,2种类型和田羊基因序列相似性均为99.79％,均在423 bp处发生突变,由C变为T,卡拉库尔羊基因序列相似性为99.38％,其69 bp处G变为T、93 bp处C变为T、423 bp处C变为T。系统进化树分析发现,3种绵羊和山羊亲缘关系最近,和瘤牛亲缘关系最远。KAP11.1蛋白二级结构主要由无规则卷曲组成。试验成功构建了pET-28a （+）-KAP11.1原核重组表达质粒,并纯化得到19 ku的KAP11.1蛋白。KAP11.1基因在山区型和田羊和卡拉库尔羊皮肤毛囊中的表达量均显著高于平原型和田羊（P<0.05）,在山区型和田羊和卡拉库尔羊中差异不显著（P>0.05）。【结论】 克隆获得480 bp的绵羊KAP11.1基因CDS区序列,成功构建了pET-28a （+）-KAP11.1原核重组表达质粒,并获得19 ku的KAP11.1蛋白,且KAP11.1基因在3个品种绵羊皮肤毛囊中均有表达。     

辽宁绒山羊皮肤毛囊中角蛋白关联蛋白8.1基因表达研究

本试验通过Real-time PCR研究辽宁绒山羊皮肤毛囊中角蛋白关联蛋白(KAP)8.1基因相对表达量,并与其他3个品种羊进行对比,从而明确角蛋白关联蛋白8.1基因对绒山羊皮肤毛囊发育及毛纤维品质的调控作用。结果表明,角蛋白关联蛋白8.1基因可在辽宁绒山羊皮肤毛囊内表达,相对表达量上调1.2倍。不同品种毛绒用羊角蛋白关联蛋白8.1基因m RNA相对表达量为:辽宁绒山羊南非肉用美利奴羊(♂)×东北细毛羊(♀)(简称南×东)南非肉用美利奴羊(♂)×小尾寒羊(♀)(简称南×寒)东北细毛羊(♂)×小尾寒羊(♀)(简称东×寒)(毛纤维直径:东×寒南×寒南×东辽宁绒山羊)。由此可见,毛纤维直径越细,角蛋白关联蛋白8.1基因m RNA相对表达量越高。说明角蛋白关联蛋白8.1基因可能对辽宁绒山羊毛纤维的细度具有一定的调控作用。     

不同品种绵羊皮肤毛囊中角蛋白关联蛋白8-1基因差异表达研究

试验旨在研究不同品种绵羊皮肤毛囊中角蛋白关联蛋白8-1（keratin associated protein 8-1,KAP8-1）基因相对表达量,从而明确KAP8-1基因对绵羊皮肤毛囊发育的调控作用。采用Real-time PCR SYBR GreenⅠ染料法,测定KAP8-1基因荧光定量Ct值,所得结果采用2-△△Ct法计算相对表达量。结果表明,南非肉用美利奴羊（♂）×东北细毛羊（♀）组、南非肉用美利奴羊（♂）×小尾寒羊（♀）组、杜泊羊（♂）×小尾寒羊（♀）组3个品种羊皮肤毛囊内KAP8-1基因均有表达,且三者相对表达量的比值为7.56∶2.19∶1。说明KAP8-1基因对皮肤毛囊发育、羊毛品质差异均具有一定的调控作用,且品种之间存在一定的差异。     

鸡Wnt3a基因组织表达差异与SNPs对鸡毛囊密度性状的遗传效应

Wnt家族成员3a （Wnt family member 3a,Wnt3a）基因是Wnt信号通路的重要成员,Wnt信号通路在动物皮肤毛囊的发生发育中具有重要作用。试验以Wnt3a为候选基因,旨在探讨鸡Wnt3a基因的组织表达差异与单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms,SNPs）位点对鸡皮肤毛囊密度性状的遗传效应。用实时荧光定量PCR检测Wnt3a基因在鸡不同组织中的表达差异;用PCR扩增直接测序法对Wnt3a基因的SNPs位点进行筛查,验证和分析不同SNPs位点基因型背部毛囊密度的差异;用实时荧光定量PCR技术检测不同品种鸡皮肤组织中Wnt3a基因mRNA表达差异。结果表明,Wnt3a mRNA在皮肤组织中表达量最高,显著高于其他组织（P<0.05）,其次是肝脏、睾丸、卵巢和下丘脑,心脏、胸肌、垂体和脾脏等组织表达量较低。在Wnt3a基因第2和3外显子区各筛选到1个SNP位点：g.2587569 G>A和g.2555812 T>C;在第3内含子区筛选到1个SNP位点：g.2555377 T>C。卡方检验结果显示,3个位点均极显著偏离Hardy-Weinberg平衡。群体遗传参数分析发现,g.2555812 T>C位点为中度多态,有效等位基因数为1.7,遗传变异程度较g.2587569 G>A和g.2555377 T>C位点高。SNP位点分型与毛囊密度的关联分析结果表明,g.2555377 T>C位点CC基因型个体的毛囊密度显著高于TT和CT基因型个体（P<0.05）。在毛囊密度具有显著差异的不同品种鸡的背部皮肤组织中,Wnt3a mRNA表达差异显著（P<0.05）。该研究结果为进一步深入解析Wnt3a在鸡皮肤毛囊生长发育中的作用、筛选与毛囊密度性状相关的辅助育种标记提供了基础资料。     

EphA2及EphrinA2在敖汉细毛羊皮肤中的表达及分布规律研究

本文旨在探究EphA2及其配体EphrinA2基因在细毛羊毛囊发生、发育过程中的表达与分布规律,为毛囊发育的分子调控机制提供理论基础。试验以敖汉细毛羊生长发育不同时期体侧部皮肤为材料,采用实时荧光定量PCR和免疫组化技术,对EphA2和EphrinA2基因的mRNA和蛋白水平在皮肤毛囊中的表达规律进行研究。实时荧光定量PCR结果显示:EphA2和EphrinA2基因的表达量在胎龄120d时显著高于胎龄90d和出生后1d(P0.01);出生后1和30d时差异不显著(P0.05)。免疫组化结果表明:EphA2及EphrinA2蛋白在胎龄90和120d、出生后1和30d,4个时期的细毛羊体侧皮肤毛囊发育过程中,主要在毛囊、毛母质、外根鞘和表皮中表达,且呈现一定的特异性表达。综上结果表明,EphA2及EphrinA2与细毛羊皮肤毛囊形态发生、发育过程密切相关,可为相关研究提供借鉴。     

小尾寒羊与新吉细毛羊羊毛及毛囊性状比较研究

为进一步验证小尾寒羊与新吉细毛羊毛用性状与毛囊性状差异。本研究选择9月龄小尾寒羊与新吉细毛羊母羊各8只,在相同饲养环境下测定毛用性状及毛囊性状并分析两者间的差异,最后用定量PCR方法检测不同月份2个品种绵羊毛囊周期分子的表达变化趋势。结果表明:小尾寒羊在主要毛用性状,包括产毛量(GFW)、毛细度(FD)、拉伸长度(SL)、卷曲度及油脂率等大部分指标均极显著低于新吉细毛羊(P0.01);组织切片法测定小尾寒羊与新吉细毛羊毛囊制表显示,小尾寒羊毛囊密度、S/P值等极显著低于新吉细毛羊(P0.01),但在皮肤厚度、初级毛囊、次级毛囊毛乳头直径等显著高于新吉细毛羊;毛囊周期标记分子定量PCR显示,不同季节小尾寒羊与新吉细毛羊LEF1和TGF-β1基因总体变化趋势相同,但小尾寒羊变化更为剧烈,说明气候等外界因素对小尾寒羊毛囊周期影响大于新吉细毛羊。本研究证明小尾寒羊与新吉细毛羊的毛用性状、毛囊性状存在极显著差异,TGF-β1为进一步探讨小尾寒羊与新吉细毛羊毛用性状表型差异分子遗传基础研究奠定基础。     

绒山羊皮肤毛囊兴盛前期组织形态、chi-miR-107-3p与RHBDF2基因表达分析

为了探究chi-miR-107-3p和菱形家族蛋白2（rhomboid family member 2,RHBDF2）基因在不同品种（系）和光控增绒绒山羊兴盛前期（5~7月份）皮肤毛囊重建时的表达差异,本试验在7月份采集内蒙古阿拉善型绒山羊、敏盖绒山羊和光控增绒技术处理的阿尔巴斯型绒山羊体侧皮肤毛囊组织,采用组织切片技术对组织形态比较分析,实时荧光定量PCR法检测chi-miR-107-3p和RHBDF2基因的表达量。结果显示,在皮肤毛囊兴盛前期,阿拉善型绒山羊次级毛囊正处于重建阶段,敏盖绒山羊和阿尔巴斯型绒山羊（光控增绒）次级毛囊重建已基本完成;在阿拉善型绒山羊皮肤组织中chi-miR-107-3p表达量极显著高于敏盖绒山羊和阿尔巴斯型绒山羊（光控增绒）（P<0.01）,而RHBDF2基因表达量极显著低于其他两品种（系）（P<0.01）,且RHBDF2基因表达量在敏盖绒山羊皮肤组织中显著低于阿尔巴斯型绒山羊（P<0.05）。不同品种（系）和光控增绒绒山羊皮肤毛囊兴盛前期组织显微结构与chi-miR-107-3p、RHBDF2基因在皮肤组织中的表达差异分析结果相一致,次级毛囊重建初期chi-miR-107-3p表达量较高,而RHBDF2基因表达量极低,随着次级毛囊重建完成,chi-miR-107-3p表达量明显降低,RHBDF2基因表达量逐渐增高,且在不同品种（系）内蒙古绒山羊绒毛生长发育过程中的表达机制基本相同。因此,chi-miR-107-3p和RHBDF2基因是绒山羊皮肤毛囊生长发育的重要调控因子。     

BMP4基因在细毛羊肩部皮肤的表达及其与毛囊密度的关联分析

为了探讨骨形态发生蛋白家族4(BMP4)基因与毛囊密度的关系,试验以敖汉细毛羊为研究对象,采集肩部(多毛区)的皮肤组织样,应用实时荧光定量PCR技术测定BMP4基因的mRNA表达量,并与肩部皮肤毛囊密度进行关联性分析。结果表明:细毛羊肩部BMP4基因的表达量与毛囊密度之间呈显著负相关(P0.05),相关系数为-0.391。初步推测BMP4基因可能对毛囊密度的增加起抑制作用。     

HGT KAPs基因家族在辽宁绒山羊皮肤毛囊中的表达研究

为进一步探索高甘氨酸/酪氨酸角蛋白关联蛋白基因家族(HGT KAPs)与辽宁绒山羊羊绒品质——绒毛纤维直径的关系,本研究运用半定量RT-PCR检测KAP6-1.2、KAP6.2、KAP7.1、KAP8.1和KAP8.2在皮肤及各组织中的表达,通过原位杂交对其进行定位分析,采用实时荧光定量PCR检测兴盛期、退行期基因的相对表达量。结果表明:5个基因特异地表达于皮肤,在初、次级毛囊的皮质层、内根鞘中有明显的表达信号。KAP6-1.2和KAP8.1在兴盛期初次级毛囊的表达量差异不显著,KAP6.2在兴盛期、退行期初级毛囊的表达量均高于次级毛囊,而KAP7.1、KAP8.2在兴盛期次级毛囊的表达量高于初级毛囊,而退行期与之相反。因此推测,HGT KAPs基因家族在调控辽宁绒山羊绒毛纤维直径方面具有重要的作用,是编码羊绒结构蛋白的基因。     

3个不同品种羊Ⅰ型内根鞘角蛋白基因的差异表达

探讨了敖汉细毛羊、小尾寒羊和莱芜黑山羊3个不同品种毛囊生长期与毛囊发育有关的特异基因表达模式。采用基因表达谱芯片技术对上述3个品种羊毛生长期颈部、腹股沟部的Ⅰ型内根鞘角蛋白基因表达进行检测,通过实时定量PCR技术对差异基因进行验证。结果：Ⅰ型内根鞘角蛋白基因家族KRT25、KRT26、KRT27和KRT28在颈部的表达量无品种间显著变化（差异倍数小于2）;而在腹股沟部的表达量在品种间差异极显著（差异倍数大于2,P〈0.01）。实时定量PCR所得结果与基因芯片结果基本吻合。结果表明：Ⅰ型内根鞘角蛋白基因家族在不同品种羊中的表达量与特异部位毛囊分布密度有着重要的关系。     

HGTP基因与羊毛细度的相关性分析及其启动子活性研究

本研究旨在构建高甘氨酸－酪氨酸蛋白（HGTP）启动子荧光素酶报告基因载体并验证其活性,阐明HGTP基因在萨福克羊和中国美利奴羊皮肤毛囊组织中的表达差异与羊毛经济性状的关系。运用PCR方法扩增HGTP基因启动子序列片段,克隆至pGL3-Basic载体中构建重组质粒,并通过双酶切验证和测定核酸序列鉴定;转染皮肤成纤维细胞并检测报告基因的活性;测定羊毛的纤维直径、长度的数据,利用实时荧光定量PCR分析HGTP基因在不同品种绵羊的皮肤毛囊组织中的表达情况。结果显示,萨福克羊与中国美利奴羊的羊毛纤维直径及自然长度差异极显著（P<0.01）,HGTP基因表达水平与羊毛纤维直径存在极显著的高度正相关（P<0.01）,与羊毛自然长度呈现显著的中等负相关（P<0.05）,而羊毛直径与自然长度之间存在极显著的高度负相关（P<0.01）。HGTP基因在萨福克羊和中国美利奴羊皮肤组织中的表达水平差异极显著（P<0.01）。启动子活性荧光素酶检测结果显示,KAP6.1、KAP7和KAP8.1启动子元件在绵羊皮肤成纤维细胞和3T3细胞中均有表达,且在绵羊成纤维细胞中的活性极显著高于在3T3细胞中的活性（P<0.01）。HGTP基因可以作为研究羊毛纤维直径、自然长度的候选基因。构建不同长度的表达载体,转染皮肤成纤维细胞,获得的2个启动子元件都能驱动外源基因在体外细胞水平表达。绵羊HGTP基因启动子的功能研究为调控羊毛发育提供了理论依据。     

应用mRNA差异显示技术筛选绵羊皮肤毛囊差异表达序列标签

为寻找与绵羊羊毛生长相关的基因,应用mRNA差异显示技术(DD-PCR)筛选拔毛皮肤与正常皮肤表达水平有差异的cDNA,用Northern blot证实差异显示基因片段,对差异基因进行测序和同源比较。经差异显示分析,共找到差异表达的序列片段21个;经2次扩增、克隆、Northern Blot分析,最终确定2个差异条带SQ70和SQ75。对这两个差异条带进行测序及生物信息学分析,发现SQ70是绵羊皮肤中与组织修复相关的EST片段,而SQ75是绵羊皮肤或者是毛囊中高表达的未知EST片段。以上结果表明,SQ70和SQ75可能是与绵羊羊毛生长密切相关的基因表达产物,对于这两个ESTs具体的生物学功能有待于进一步研究。     

新疆南疆和田羊、卡拉库尔羊毛囊KAP7基因的原核表达及多克隆抗体制备

本研究旨在制备新疆南疆平原型和田羊、山区型和田羊与卡拉库尔羊3个地方品种（系）绵羊毛囊角蛋白关联蛋白7（keratin associated protein 7,KAP7）基因多克隆抗体,为探索毛囊KAP7基因对半粗毛羊羊毛产量与质量的影响奠定基础。以3个品种绵羊的皮肤毛囊为试验材料,提取总RNA,反转录得到cDNA,PCR扩增获得绵羊毛囊KAP7基因,构建pMD19-T-KAP7克隆质粒,对重组质粒进行PCR、酶切鉴定和序列分析,再构建pET-28a（+）-KAP7原核表达重组质粒,并在大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞中表达,SDS-PAGE电泳检测原核表达的绵羊毛囊KAP7蛋白,经提取、纯化、回收得到目的蛋白,用其免疫家兔得到绵羊毛囊KAP7多克隆抗体血清,并用间接ELISA法检测其抗体效价。结果表明,与美利奴羊比对,平原型与山区型和田羊KAP7基因序列的同源性达99%,但平原型和田羊KAP7基因第22位碱基由G变为C,造成其KAP7蛋白第8位氨基酸由Gly变为Arg;山区型和田羊第70位碱基由A变为C,造成其24位氨基酸由Thr变为Ala;卡拉库尔羊毛囊KAP7基因与美利奴羊同源性达100%,其KAP7蛋白氨基酸序列与美利奴羊没有差异。绵羊毛囊KAP7基因原核表达重组质粒pET-28a（+）-KAP7可以在大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞中表达目的蛋白,其大小约为10 ku。利用绵羊毛囊KAP7蛋白免疫家兔得到的多克隆抗体阳性血清具有免疫活性和特异性,其抗体效价达到1：10 000。     

角蛋白26基因在超细型和细型细毛羊皮肤组织中的表达差异

采用超细型和细型细毛羊皮肤组织为试验材料,以18S rRNA、β-actin、GAPDH等基因为内参,角蛋白26(keratin 26,KRT26)为目的基因,建立了基于SYBR Green Ⅰ染料技术的Real-time PCR检测体系,并分析KRT26基因在不同细度绵羊皮肤组织中的表达差异。结果表明,以cDNA为模板建立的标准曲线循环阈值(Ct)与标准cDNA模板在一定浓度范围内呈良好的线性关系,当以18S rRNA、β-actin、GAPDH作为内参基因时,KRT26基因在超细型细毛羊皮肤组织中的表达水平是细型细毛羊皮肤组织中的1.5倍。初步确定KRT26基因与毛细度具有相关性,这将为进一步研究分子育种和绵羊毛纤维细度性状的改良提供依据。     

基于单细胞转录组测序技术对鄂尔多斯细毛羊次级毛囊形态发生诱导期的研究

【目的】试验旨在解析鄂尔多斯细毛羊胚胎期次级毛囊诱导期形态发生过程中主要细胞类型的分子特征和分化过程。【方法】对采集的3只鄂尔多斯细毛羊(胎龄87 d)体侧部(肩胛骨后缘处)的皮肤样本进行HE染色,鉴定毛囊的发育时期;部分皮肤样本经过混样后进行单细胞转录组测序(scRNA-Seq),应用t-分布随机近邻嵌入(tSNE)分析细胞簇,分别使用胶原Ⅰ型α1链(Col1a1)和角蛋白15(Krt15)鉴定真皮谱系细胞和表皮谱系细胞,并使用皮肤组织不同细胞的标记基因进行细胞类型分析;对测序数据进行拟时序分析,探究其分化过程中差异基因的表达;通过GO功能富集分析进一步验证基因的功能。【结果】HE染色结果发现,鄂尔多斯细毛羊在胎龄87 d处于次级毛囊诱导期。通过scRNA-Seq在胎龄87 d的细毛羊体侧部皮肤细胞样品中获得10 603个细胞和18 704个基因的scRNA-Seq数据可用于下游分析。tSNE分析发现,皮肤组织中共有15个细胞簇;Col1a1和Krt15标记基因鉴定表明,真皮细胞和表皮细胞具有高度异质性。拟时序分析构建毛囊形态发生过程中真皮/表皮细胞谱系细胞的分化轨迹和基因动态表达图...