绵羊ACSL1基因cDNA序列克隆及其序列分析

为研究绵羊长链脂酰辅酶A合成酶1(Long-chain fatty acyl-Co A 1,ACSL1)基因功能,以绵羊肝组织总RNA为模板,应用RACE技术扩增得到了绵羊ACSL1基因完整的CDS区以及3'端序列,利用生物信息学软件对已知序列及其预测蛋白结构进行了分析。结果表明:绵羊ACSL1基因序列开放阅读框长为2 100 bp,共编码699个氨基酸,理论分子质量为82.76 ku,理论等电位点为5.38,为疏水性蛋白,无信号肽,不属于分泌蛋白,经序列对比发现其与牛和猪的同源性为97%。     

绵羊IGFBP-1基因的克隆及序列分析

试验以凉山半细毛羊为研究对象,采用RT-PCR方法克隆了IGFBP-1基因的CDS全序列,生物信息学方法深入分析其序列。结果表明,IGFBP-1基因的CDS序列为792 bp,编码263个氨基酸,与牛、人、鼠的CDS同源性分别为97%、76%和74%,氨基酸序列同源性分别为97%、69%和71%,Gen Bank登录号为FJ589639.1;IGFBP-1基因的氨基酸分子量为27.8 k D,理论等电点(p I)为5.99;进化分析显示与牛、山羊等哺乳动物关系较近,与鸡、鱼类等亲缘关系较远;IGFBP-1基因存在明显的疏水性区域和亲水性区域,有一个信号肽、一个跨膜区、16个磷酸化位点、6个N-糖基化位点和8个O-糖基化位点;二级结构分析显示无规卷曲、α-螺旋和β-折叠区域分别为61.98%、24.33%、13.69%;三级结构分析显示存在IGFBP_N和甲状腺球蛋白-Ⅰ型功能域。为进一步研究绵羊IGFBP-1基因的功能奠定基础。     

绵羊Noggin基因的克隆、序列分析与原核表达

根据同源序列克隆原理设计一对引物,以绵羊脑组织总RNA的反转录产物为模板,利用RT-PCR扩增绵羊Noggin基因cDNA全长编码区,克隆到pMD-18T载体。测序验证后,提取pT-Noggin质粒经BamHⅠ和XhoⅠ双酶切回收目的条带,亚克隆到pET41a原核表达载体,转化BL21(DE3)菌,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物。序列分析表明,绵羊Noggin基因的cDNA全长编码区(GenBank登录号为FJ751853)为699bp,编码232个氨基酸,与其他哺乳动物氨基酸序列同源性达到95%以上。SDS-PAGE结果显示,诱导表达的融合蛋白大小为60ku,与预期蛋白大小一致。Western blot检测结果显示,该蛋白为His融合蛋白。说明成功克隆了绵羊Noggin基因的编码区序列,构建了原核表达载体,在大肠杆菌中成功表达出目的融合蛋白。     

绵羊UCP1基因碱基突变与其蛋白结构和功能

【目的】检测两个绵羊群体中解偶联蛋白1（uncoupling protein 1,UCP1）基因的单核苷酸多态性 （single nucleotide polymorphism,SNP）,预测和分析碱基改变对蛋白结构和功能的影响。【方法】利用PCR-SSCP结合测序的方法检测UCP1基因编码区的SNPs,用生物信息学方法分析UCP1蛋白的理化性质和结构。【结果】UCP1基因编码区存在4个SNPs,其中c.214G＞A（Val72Met）和c.273C＞T位于外显子2,c.624C＞T和c.757G＞A（Ala253Thr）位于外显子5。进一步分析导致氨基酸改变的c.214G＞A和c.757 G＞A突变发现,此两个突变只对UCP1蛋白的理化性质和转录因子结合位点有细微改变,未引起UCP1蛋白空间构象的变化,对蛋白表达的影响不大。【结论】基于对人类中两个与肥胖相关的外显子突变型蛋白结构的比较说明,UCP1蛋白结构的改变可能影响其功能。     

绵羊TTF-1基因的克隆及DNA多态性分析

自行设计2对引物,采用PCR方法从绵羊基因组中扩增获得2条目的片段,将其克隆转化并进行酶切鉴定及测序分析,结果表明所得序列为绵羊甲状腺转录因子-1(TTF-1)基因第1和第2外显子片段(GenBank登录号分别为DQ010919和DQ010920).分析发现,2条序列分别由318和249个核苷酸组成,编码105和82个氨基酸组成的多肽.同源性比对显示,绵羊TTF-1基因的核酸和蛋白质序列在分子进化上相当保守.利用PCR-SSCP方法对TTF-1基因在不同繁殖力绵羊品种间的DNA多态性检测表明,2个克隆片段的核酸序列在品种间无差异.     

杨树SABP2基因的克隆与分析

【目的】克隆84K杨水杨酸结合蛋白2(Salicylic acid-binding protein 2,SABP2)基因并预测其功能。【方法】以生长至5片小叶的84K杨组培苗为材料,提取其叶和茎的总RNA。根据毛果杨SABP2基因(GenBank序列号:XM_002310718.2)的完整CDs序列,设计84K杨SABP2基因的引物,采用RT-PCR技术扩增84K杨SABP2基因全长,然后连接到pGM-T克隆载体,转化大肠杆菌TOP10感受态细胞,对84K杨SABP2基因进行克隆,获得该基因的全长序列。通过各种在线软件对84K杨SABP2基因及其编码的蛋白质进行生物信息学分析。【结果】84K杨基因的cDNA序列全长822bp,开放阅读框789bp,编码263个氨基酸。生物信息学分析表明,84K杨SABP2与毛白杨SABP2(GenBank序列号:JQ086570.1)的同源性最高,达98%;84K杨SABP2基因位于微体中;SABP2蛋白有11个蛋白质结合位点,属于α/β折叠水解酶家庭成员中的酯酶,为亲水性蛋白。【结论】成功克隆了84K杨的SABP2基因,其功能与前人对草本植物中SABP2部分功能的研究结果一致。     

绵羊BMPR1B基因的生物信息学分析

【目的】利用生物信息学软件对绵羊BMPR1B基因进行分析,并了解其功能和结构,为进一步探讨BMPR1B基因在绵羊生长繁殖以及绵羊卵泡生长和分泌和产羔率等研究奠定遗传信息基础.【方法】利用生物信息学对绵羊骨形态发生蛋白1β(bone morphogenetic protein 1beta,BMPR1B)基因的蛋白理化性质、亚细胞定位、潜在信号肽剪切位点、蛋白跨膜螺旋结构、糖基化和磷酸化位点、蛋白保守结构域、亲疏水性和编码产物进行功能预测分析,及其编码蛋白的二级结构和三级结构等进行分析预测.【结果】绵羊BMPR1B基因CDs编码蛋白质的502个氨基酸残基中,带电荷氨基酸、疏水氨基酸和极性氨基酸含量较高.相对分子量为56 907.4U,理论等电点pI为7.78;亚细胞主要定位于细胞核,不属于分泌蛋白;无信号肽序列;预测含有32个磷酸化位点和2个糖基化位点;存在一段跨膜结构且分别有一个GS和S-TKc的结构域,二级结构以无规卷曲为主.预测该蛋白在翻译和脂肪代谢过程中有着重要意义.【结论】绵羊BMPR1B蛋白包含502个氨基酸,为细胞核合成蛋白,该蛋白翻译后修饰的主要方式是磷酸化,在细胞内主要行翻译和脂肪代谢作用.蛋白二级结以无规卷曲为主,三级结构主要由α螺旋和无规卷曲缠绕折叠形成.     

绵羊IGF1基因慢病毒表达载体的构建及其促肌细胞生长作用研究

【目的】克隆绵羊IGF-1基因CDS区,构建绵羊IGF-1基因慢病毒表达载体,分析IGF-1基因在绵羊成肌细胞增殖过程中的作用。【方法】提取绵羊肝组织总RNA,通过RT-PCR方法获得IGF-1全长CDS序列,经测序鉴定后与慢病毒载体pLEX-mcs连接,构建pLEX-IGF-1慢病毒重组表达质粒,并在293T细胞中进行病毒包装和生产。分离培养绵羊原代成肌细胞,并用重组慢病毒使其感染,建立稳定转染pLEX-IGF-1的绵羊成肌细胞系。通过绘制细胞生长曲线,分析过表达IGF-1对绵羊成肌细胞生长的影响;采用流式细胞仪检测细胞周期变化。【结果】克隆获得长518bp的IGF-1CDS区序列。成功构建了pLEX-IGF-1载体,其可在绵羊细胞系中进行稳定表达。通过Western blotting检测显示,IGF-1在293T细胞以及绵羊原代成肌细胞中获得表达,细胞生长曲线显示,稳定表达IGF-1的成肌细胞比对照细胞生长速度显著加快(第1天差异显著(P0.05),第2~6天差异极显著(P0.01));细胞周期测定结果显示,稳定表达IGF-1的成肌细胞比对照细胞较早进入S期,且在S期的细胞数目比对照细胞多29.35%。【结论】绵羊IGF-1能够有效促进绵羊成肌细胞的生长。     

绵羊IRS1基因CDS区克隆、序列分析及其组织表达研究

【目的】克隆绵羊IRS1基因CDS区,并研究其序列特征和组织表达。【方法】选择健康、3岁、处于第4胎的泌乳高峰期(产后第3周)小尾寒羊和空怀期小尾寒羊母羊各3只作为研究对象,利用克隆测序技术获得绵羊IRS1基因的CDS序列,用生物信息学分析其编码的氨基酸序列特征,用RT-qPCR检测IRS1基因在肝脏、心脏、背最长肌、脾脏、肺脏、卵巢、肾脏和乳腺组织中的表达模式。【结果】绵羊IRS1基因的CDS全长为3 708 bp,编码1 235个氨基酸,蛋白分子量为130 462.80,等电点为8.99,不稳定指数为73.55,预测该蛋白为不稳定、碱性亲水性蛋白。蛋白互作分析表明,绵羊IRS1可以与胰岛素样生长因子1受体(IGFR1)、磷酸肌醇-3-激酶调节亚基1(PIK3R1)、丝裂原活化蛋白激酶8(MAPK8)、丝裂原活化蛋白激酶10(MAPK10)和生长因子受体结合蛋白2(GRB2)相互作用,KEGG分析发现IRS1主要参与了PI3K/AKT和MAPK 2个信号通路。RT-qPCR分析表明,IRS1基因在小尾寒羊各组织中均表达,并且表现出明显的组织特异性,它在背最长肌中的表达量最高,其次是肝脏和心脏,在肺脏、肾脏、卵巢和乳腺组织中表达量较低,在脾脏中弱表达。同时,绵羊IRS1基因也表现出明显的时序表达性,在泌乳高峰期小尾寒羊中,IRS1基因在乳腺组织中的表达量是空怀期乳腺组织中表达量的2.77倍(P0.05)。但在除乳腺和脾脏外的其他6个组织中,该基因在空怀期中的表达量均显著高于泌乳高峰期中的表达量(P0.05)。【结论】克隆得到绵羊IRS1基因完整的CDS序列,它全长3 708 bp,编码1 235个氨基酸。IRS1在小尾寒羊各组织中广泛表达,并且表达出明显的组织特异性和时序特异性。     

藏绵羊生长激素(GH)基因的克隆及序列分析

【目的】对藏绵羊生长激素(GH)基因进行了克隆和序列分析,以期为进一步开展藏绵羊GH基因与其生长发育性状的相关分析以及基因定位、表达调控等研究提供理论基础。【方法】用特定引物对藏绵羊GH基因进行PCR扩增、克隆和测序,使用DNAMAN4.0、BioEdit 7.0.0、DnaSP 4.10.1等生物信息学软件进行序列分析和比较基因组学研究。【结果】藏绵羊GH基因(GenBank登录号EF077162)由5个外显子和4个内含子组成,完整编码序列(Complete coding sequence,CDS)全长为654 bp。5个外显子大小分别为13,161,117,162和201 bp;4个内含子大小分别为246,227,229和275 bp;内含子与外显子的连接区序列遵循基因组成规则。信号肽由26个氨基酸组成,成熟肽由191个氨基酸组成。藏绵羊与已报道的其他绵羊GH基因编码区核苷酸序列及推导的氨基酸序列同源性均为99.0%~100%;而与山羊、普通牛、瘤牛、大额牛、牦牛、水牛各物种在GH基因编码区核苷酸序列上同源性分别为98.4%,98.0%,97.7%,97.5%,97.5%,98.1%;相应的氨基酸序列间同源性分别为100%,99.0%,99.0%,98.1%,98.6%,98.1%。【结论】成功地克隆了藏绵羊GH基因;牛科物种内,藏绵羊与已报道的其他绵羊以及与山羊、普通牛、瘤牛、大额牛、牦牛、水牛等物种在GH基因编码区核苷酸序列和推导的氨基酸序列上均具有较高的保守性。     

鹦鹉幼雏病毒结构蛋白VP1基因的克隆及原核表达

采用湖北省云梦县患鹦鹉幼雏病死亡的虎皮鹦鹉体内分离得到的鹦鹉幼雏病毒(budgerigar fledgling disease virus，BFDV)，应用PCR方法获得BFDV主要结构蛋白基因(VP1)，克隆到pMD18-T载体，构建重组质粒pMD18T-VP1并进行测序，结果显示，结构蛋白基因(VP1)与BFDV欧美分离株的同源性为96％～99％，表明VP1是BFDV保守基因；将VP1亚克隆到原核表达载体pET32( )b，构建重组质粒pET32( )b-VP1，转化菌株BL21(DE3)，诱导表达，经SDS-PAGE和Westem-blot分析，克隆在his-tag下游的结构蛋白基因获得了高效融合表达，表达的融合蛋白分子量约为55 kD。为建立快速、灵敏的鹦鹉幼雏病毒血清学检测方法以及研制基因工程疫苗提供了科学依据。     

绵羊HMGA1基因的生物信息学分析

高迁移率族蛋白A1基因（high mobility group protein A1,HMGA1）是一类对DNA转录起调控作用的基因,广泛存在于多种动物体内。为探究HMGA1基因在绵羊体内的功能,对该基因及其编码产物进行了生物信息学分析。结果显示,绵羊HMGA1基因编码152个氨基酸残基,其编码的蛋白质分子式为C443H759N151O151S1,分子质量为10.648 35 kDa,等电点pI为10.31。绵羊HMGA1蛋白为不稳定蛋白、亲水性蛋白、非分泌蛋白且无信号肽序列和跨膜结构;亚细胞定位主要存在于细胞核（95.7%）。绵羊与牛的HMGA1蛋白相似度为100%。其二级结构和三级结构主要以无规卷曲组成。     

绵羊KCNH1基因的生物信息学分析

以绵羊钾电压门控通道H亚家族成员1（potassium voltage-gated channel subfamily H member 1,KCNH1）基因为研究对象,利用生物信息学数据库及其相关软件,对其进行生物信息学分析,以初步了解其结构和生物学功能。结果表明,绵羊KCNH1基因所含最大长度序列为2 961 bp,且编码986个氨基酸残基。KCNH1基因编码的蛋白质分子式为C₄₉₇₂H₇₈₁₆N₁₃₄₂O₁₄₄₇S₄₀,其蛋白分子质量为110 827.28 KDa,理论等电点（pI）为7.52。亚细胞定位结果表明其编码产物主要可能定位于质膜（43.5%）,其次为内质网（34.8%）,属于非分泌蛋白。KCNH1蛋白质中不存在信号肽序列,但存在5段跨膜结构区域,该蛋白的二级结构以α螺旋为主,三级结构主要由α螺旋盘曲缠绕的方式形成。     

蕙兰CfMADS1基因的克隆及其时空表达特性

【目的】对蕙兰CfMADS1基因cDNA全长进行克隆和时空表达特性研究,为研究成花相关基因的功能提供参考。【方法】以蕙兰萼片cDNA为模板,利用反转录RT-PCR和RACE的方法,克隆获得CfMADS1全长cDNA序列,并对其进行生物信息学分析。以蕙兰各时期的器官组织为材料,利用荧光定量PCR进行该基因的时空表达分析。【结果】成功克隆了CfMADS1基因(GenBank登录号为KC148540),其cDNA序列全长1 061bp,开放阅读框长744bp,编码247个氨基酸,分子式为C1 244H2 040N370O377S9。其编码的氨基酸序列与AP1/FUL亚家族中金钗石斛MADS1具有较高的同源性(85.43%),与AP1/FUL转录因子亚家族中的蛋白聚为一类。该基因编码蛋白没有明显的信号肽和跨膜域,极可能位于细胞核内,具有MADS保守域(1-61aa)和相对保守的K区(87-178aa),而且在C末端具有AP1/FUL特征基序(LPPWML),二级结构中α-螺旋所占比例较高(55.63%),三级结构与月季、水稻和水仙MADS1蛋白结构非常相似。该基因在盛花期叶中表达最强烈,花蕾期叶、葶、蕾及营养期叶、盛花期葶中表达较为强烈,子房和营养期根中表达较弱,其余器官组织中表达痕量。【结论】从蕙兰萼片中克隆得到了CfMADS1cDNA全长序列,CfMADS1与蕙兰的成花诱导、花发育以及果实形成有关。     

绵羊CD58基因的克隆与原核表达

通过对猪、绵羊CD58mRNA序列比对,设计出绵羊CD58的特异性引物,应用反转录PCR技术从绵羊淋巴细胞mRNA中扩增出绵羊CD58基因,将该基因克隆到原核表达载体pGEX4-1中进行原核表达.结果表明:克隆出的绵羊CD58cDNA长807bp,其中包含了开放式阅读框;该基因在大肠杆菌中进行表达,SDS-PAGE电泳在53ku处能观察到特异表达的融合蛋白,产物通过Western-blot检测证实,可以被CD58单克隆抗体识别.     

绵羊regakine-1基因的克隆与序列分析

【研究目的】克隆并分析绵羊regakine-1基因;【方法】肠系膜淋巴结组织提取总RNA,利用设计的引物进行RT-PCR,PCR产物与pMD-19T载体连接后转化JM109感受态细胞,筛选阳性克隆、测序,并进行序列分析;【结果】克隆的绵羊regakine-1基因与牛的同源性为91%,推测的氨基酸序列信号肽为1￣21aa,SCY结构域为29￣87aa,结构特征与牛的相一致。【结论】克隆了绵羊regakine-1基因的ORF,并注册GenBank(AccessionEF617337)。     

山羊PTHrP基因CDs区克隆及其融合蛋白的表达

【目的】克隆山羊甲状旁腺相关肽(Parathyroid hormone related protein,PTHrP)基因,并进行原核表达,获得具有生物学活性的融合蛋白。【方法】无菌采集山羊乳腺组织,采用TRIZOL法提取总RNA,RT-PCR克隆山羊PTHrP基因全CDs区。将山羊PTHrP基因全CDs区插入pET-32a(+)表达质粒构建pET-PTHrP质粒,经酶切和测序鉴定后,将其转化E.coliBL21(DE3)菌株,经2mmol/LIPTG、37℃诱导表达8h后,进行SDS-PAGE和Westernblotting分析。【结果】获得了山羊PTHrP基因全CDs区,长534bp(GenBank登录号GU573787);酶切和测序显示,原核表达载体pET-PTHrP构建成功;SDS-PAGE和Westernblotting分析表明,在E.coliBL21(DE3)中成功诱导表达了pET-PTHrP融合蛋白。【结论】克隆了山羊PTHrP基因,获得了PTHrP融合蛋白。     

绵羊BMPR1A基因组织表达及其多态性与产羔数的关联分析

为探索BMPR1A基因在不同生理时期(卵泡期和黄体期)和不同繁殖力(单羔组和多羔组)小尾寒羊组织表达特征及其多样性与小尾寒羊产羔数的关系,采用qPCR技术检测BMPR1A基因在小尾寒羊14种组织中的表达特征。同时,采用Sequenom MassARRAY~?SNP技术对BMPR1A基因3个SNPs位点在大群中的多态性进行检测,并与小尾寒羊产羔数进行关联。qPCR结果显示,BMPR1A在14种组织中均有表达,其中在大脑、下丘脑和甲状腺组织高表达;BMPR1A在卵泡期和黄体期多羔组下丘脑和卵巢组织表达量均高于单羔组,但未达到显著水平。分型发现BMPR1A基因g.41128335AT和g.41127600CT位点在单、多羔绵羊品种间的基因频率和基因型频率达到显著水平。卡方适合性检验结果显示,3个SNPs在大多数绵羊品种中均处于Hardy-Weinberg平衡状态。关联分析结果发现,3个SNPs多态性与小尾寒羊各胎产羔数均无显著相关,但g.41128335AT和g.41127598AG位点突变型产羔数基本上均高于野生型。以上结果初步表明,BMPR1A基因表达与小尾寒羊产羔数增加存在一定程度的正相关,但3个SNPs与小尾寒羊各胎产羔数均无显著关联,说明它们可能均不是影响BMPR1A基因功能的关键位点。     

玉米ZmICS1和ZmSARD1的原核表达及多克隆抗体制备

【目的】将玉米异分支酸合成酶1（ZmICS1）及系统获得抗性缺陷1（ZmSARD1）进行原核表达和纯化,并免疫家兔获得多克隆抗体,为深入研究ZmICS1和ZmSARD1在玉米抵抗病原菌胁迫中的功能奠定基础。【方法】克隆玉米ZmICS1和ZmSARD1基因CDS区,连接到原核表达载体pET-28a,转化大肠杆菌表达菌株Rosett-gami2（DE3）,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷（IPTG）诱导表达His_×6-ZmICS1和His_×6-ZmSARD1重组蛋白,以透析纯化后的重组蛋白为抗原免疫家兔,制备多克隆抗体,并进行验证和检测。【结果】成功构建了原核表达载体pET-28a-ZmICS1和pET-28a-ZmSARD1,于37 ℃、0.84 mmol/L IPTG在大肠杆菌表达菌株Rosett-gami2（DE3）中诱导出His_×6-ZmICS1和His_×6-ZmSARD1重组蛋白。纯化蛋白免疫家兔,所得ZmICS1抗体能够检测到3 ng的His_×6-ZmICS1,ZmSARD1抗体能检测到低至0.3 ng的His_×6-ZmSARD,且分别能特异性地检测玉米B73原生质体过表达的ZmICS1和ZmSARD1蛋白。【结论】成功制备了玉米ZmICS1、ZmSARD1多克隆抗体,可用于玉米内源ZmICS1和ZmSARD1蛋白含量的检测。     

杨树形成层区域扩张蛋白PtEXP1基因的克隆与分析

以矮牵牛的cDNA核苷酸序列为基础,利用杨树EST数据库和毛果杨基因组测序结果,通过序列的拼接设计合成了基因特异引物,从毛白杨形成层cDNA中扩增出一个长为1 009 bp的cDNA片段,将该片段连接到pGEM-T载体中并测序。测序结果表明,该片段含有完整的开放阅读框,共编码258个氨基酸残基。蛋白序列系统进化分析结果表明,该基因属于exp ansin基因家族-αexp ansin中的A亚家族,编码的氨基酸序列与芒果、欧洲山杨×美洲山杨杂交种、拟南芥和矮牵牛的-αexp ansin基因编码的氨基酸序列同源性分别为91%,88%,86%和86%。