转基因猪研究进展与前景展望

转基因动物是指用实验手段,将外源基因导入动物生殖细胞,由此稳定整合到动物基因组中,并能遗传给子代的动物.自1982年Palmiter等[11]将含小鼠金属巯因启动子的DNA片断与生长激素基因融合的质粒用微注射法导入小鼠受精卵,并移植给受体而产生6只比同窝仔鼠生长快一倍的超级小鼠后,即引起世界轰动,使得转基因动物的内在潜力由此而得以证实,随即世界各国普遍开展了转基因动物的研究.     

微卫星DNA对外源基因遗传的影响

试验通过转绵羊金属硫蛋白启动子-猪生长激素(oMT-pGH)基因和转绵羊金属硫蛋白启动子-猪生长激素-微卫星DNA(oMT-pGH-microsatellite DNA)基因猪的连续传代.分析了后代中转基因阳性猪的比例,并比较了两种转基因猪的遗传效果.结果发现,外源基因的传代不稳定.世代中转基因个体的比例在逐代降低;Microsatellite DNA片段在转基因猪的传代中没能显现出提高整合率的作用.     

人α干扰素转基因小鼠模型的建立

[目的]建立人α干扰素（interferon-α,IFN-α）转基因小鼠,为研究IFN-α在抗病毒中的作用提供模型动物。[方法]将人IFN-α基因插入CMV启动子下游,构建转基因表达载体,通过原核显微注射法建立IFN-α转基因小鼠。[结果]通过特异性引物PCR法和South-ern杂交法检测出4只阳性转基因小鼠。分离4个转基因鼠系F1代PCR阳性小鼠血液中的淋巴细胞进行RT-PCR检测,其中3个鼠系为阳性。收集阳性小鼠血清,用ELISA方法和微量板染色测定法检测出3个转基因鼠系均有IFN-α表达。[结论]成功建立了CMV启动子启动的表达人IFN-α基因转基因小鼠,为研究干扰素抗病毒机制及对其他动物进行抗病毒感染基因工程育种研究奠定了基础。     

角蛋白启动子荧光素酶表达载体的构建及其表达活性分析

角蛋白14(K14)和角蛋白5(K5)主要在毛囊基质和复层鳞状上皮基底层的角质细胞里表达。这两个启动子已被广泛应用于毛囊特异表达外源基因的转基因小鼠模型的研究中,为了能将其应用于转基因绵羊生产,探讨基因对绵羊毛囊发育的影响,从人基因组中克隆得到K14和K5启动子,利用不同的报告基因在细胞水平分析各启动子的表达活性。结果表明,这两个启动子在不同细胞系中都能驱动外源基因的表达,而且K14启动子在小鼠皮肤细胞系JB6-C41中的表达活性高于其他细胞。     

转β-甘露聚糖酶基因manA小鼠的制备

为了获得β-甘露聚糖酶基因manA的转基因小鼠,从黑曲霉中克隆得到β-甘露聚糖酶基因manA,进行体外表达检测甘露聚糖酶活性后,将此基因插入到含有猪腮腺分泌蛋白(PSP)基因启动子的表达载体pPSPBGPneo中,得到在腮腺组织特异表达β-甘露聚糖酶基因manA的载体pPSP-manA,总长为16.3 kb,将其进行线性化后回收得到高质量DNA片段,通过显微注射得到17只原代小鼠,进行PCR和Southern blot检测发现有6只阳性转基因小鼠,表明转β-甘露聚糖酶基因manA小鼠制备成功.     

BMP4对小鼠毛囊数量的影响

利用PolⅡ型人角蛋白14基因的启动子K14驱动eGFP-shRNA整合转录本的表达方法,制备在皮肤组织中高效表达靶向BMP4基因的siRNA转基因小鼠模型。利用Northern杂交的方法验证siRNA在转基因小鼠皮肤中高表达,但未从mRNA水平分析BMP4基因的表达变化。以建立的转基因小鼠模型为基础,检测小鼠皮肤组织中BMP4基因的表达变化,并观察妊娠18.5d(E18.5)转基因胎鼠与同窝阴性胎鼠背部皮肤组织切片中毛囊数量的变化,选择5个不同的视野进行毛囊数量计数后统计分析。结果表明,转基因小鼠皮肤组织中BMP4基因的表达下调,同时毛囊数量显著增加。表明利用融合表达载体制备转基因小鼠实现目的基因RNAi的方法可以有效地抑制动物体内目的基因的表达,同时也从胎鼠毛囊数量分析统计的结果发现,该基因对小鼠毛囊的发生发育有一定的影响。     

宁乡猪生长激素基因的克隆及其原核表达载体的构建

[目的]研究了宁乡猪生长激素基因(nxGH)的克隆及其原核表达载体的构建。[方法]根据已报道的猪生长激素基因序列设计了1对特异性引物,应用RT"PCR技术从宁乡猪脑垂体中克隆了nxGH编码区序列。[结果]扩增片段全长651 bp,共编码216个氨基酸。该序列与已报道的三元和五指山猪生长激素cDNA基因核苷酸序列同源性为99.85%。将nxGH cDNA序列定向插入pET"32a原核表达载体中,成功构建重组原核表达质粒pET"GH。[结论]为下一步制备宁乡猪生长激素抗体奠定了基础。     

PIWIL1基因启动子调控的特异表达Cre重组酶的转基因猪的构建

[目的]建立PIWIL1基因启动子调控的特异性表达Cre重组酶的转基因猪,为研究piRNA及其相关基因的功能和机制奠定基础。[方法]通过PCR扩增,从猪的全基因组上扩增出PIWIL1基因的启动子。切除猪源Cre重组酶的表达载体pET28a-MHC-Cre-BGHpo1yA-FRT2neor的启动子MHC,将其与PIWIL1基因启动子连接,构建成特异性表达Cre重组酶的pPIWIL1-Cre载体。将该载体转染小型猪胎儿成纤维细胞,通过G418筛选,获得阳性克隆进行核移植。[结果]获得2头PIWIL1基因启动子调控的特异表达Cre酶的转基因猪。[结论]成功构建了PIWIL1基因启动子调控的特异表达Cre重组酶的转基因猪,为研究piRNA及其相关基因的功能和机制提供了工具猪。     

猪输卵管上皮细胞对小鼠早期胚胎体外发育的影响

研究了不同生殖时期猪输卵管上皮细胞对小鼠早期胚胎体外发育的影响,以此建立了适于早期小鼠转基因胚胎体外培养的猪输卵管上皮细胞共培养体系,并用PCR法对体外培养发育到不同阶段的小鼠转基因胚胎进行了外源基因整合检测。结果表明,在受孕初期的猪输卵管上皮细胞(无论是原代还是传代细胞)上,培养的小鼠1-细胞期胚胎的囊胚率显著高于发情间期的猪输卵管上皮细胞(P<0.01);在相同生殖时期猪输卵管原代和传代上皮细胞上,培养的小鼠1-细胞期胚胎的囊胚率差异不显著;在转基因胚胎不同发育阶段,PCR检测呈阳性的胚胎比率分别为:2-细胞期为96%,4-细胞期为63%,8-细胞期为43%,囊胚期为19%。由此可见,受孕初期的猪输卵管上皮细胞可促进与之体外共培养的小鼠早期胚胎的发育;随着早期小鼠转基因胚胎的发育,PCR检测呈阳性的转基因胚胎的比率逐渐降低。     

血清淀粉样P成分转基因小鼠模型的建立

目的:建立可表达血清淀粉样P成分(SAP)转基因小鼠模型,以研究SAP基因的功能。方法:采用基因重组技术将SAP基因插入到pCMV-Tag5A真核表达载体上。经BciVI限制性内切酶酶切后,琼脂糖凝胶电泳回收2.7 kb目的片断,受精卵原核显微注射法将其注入雄原核,制备转基因小鼠。采用PCR法在基因水平筛选SAP转基因小鼠阳性小鼠;免疫沉淀法结合免疫印迹法在蛋白水平检测SAP基因在PCR阳性转基因小鼠中的表达情况。结果:成功构建了pCMV-Tag5A/mSAP真核表达载体。经显微注射法将2.7 kb线性目的基因片断注射入受精卵雄原核,移植入代孕母鼠,所生127只小鼠,其中PCR鉴定获得10只转基因阳性小鼠。免疫沉淀法和免疫印记法随机检测83#♂founder、7#♀founder与C57 BL/6J小鼠回交F1代PCR阳性转基因小鼠血清中外源SAP基因蛋白水平的表达,发现均有表达。结论:该研究以C57BL/6J小鼠为研究对象,成功地产生能稳定遗传SAP基因的过表达转基因小鼠模型,它将有利于研究SAP基因在炎症、淀粉样沉淀、自身免疫系统中的作用。     

中国转基因鱼研究的进展

转基因动物是指用实验方法导入的外源基因在染色体基因组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。自从1982年Palmiter等首次将大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵雄性原核中，获得了个体比对照组大一倍的转基因“超级小鼠”以来［Palmiter等，1982］，这项高新技术受到各国重视，发展迅速，取得不少突破，全世界已申请的工程动物专利达到八十多项。转基因猪、兔、牛、羊和鱼等相继问世，为培养生产性状优良的超级种群、制备高增值的蛋白和激素类特效药物以及按人的需求提供理想的实验动物等方面开辟了新途径。因此，转基因动物的研究无论对于基…     

中国转基因鱼研究的进展

转基因动物是指用实验方法导入的外源基因在染色体基因组内稳定整合并能遗传给后代的一类动物。自从1982年Palmiter等首次将大鼠生长激素基因导入小鼠受精卵雄性原核中，获得了个体比对照组大一倍的转基因“超级小鼠”以来［Palmiter等，1982］，这项高新技术受到各国重视，发展迅速，取得不少突破，全世界已申请的工程动物专利达到八十多项。转基因猪、兔、牛、羊和鱼等相继问世，为培养生产性状优良的超级种群、制备高增值的蛋白和激素类特效药物以及按人的需求提供理想的实验动物等方面开辟了新途径。因此，转基因动物的研究无论对于基…     

不同启动子驱动下GL6基因表达对水稻叶表皮毛发育的影响

【目的】研究水稻茸毛发育机制及相关基因的功能与调控模式,为深入研究相关基因功能及其在生产上的应用提供理论支撑。【方法】从不同水稻品种中克隆叶片表皮毛发育相关基因GL6的启动子序列,并将具有显著表皮毛特征的突变体品种75-1-127的GL6基因启动子与叶表无显著表皮毛特征的野生型品种相应基因的启动子序列进行比对,同时克隆突变体品种75-1-127中GL6基因的CDS序列,并分别构建以玉米泛素蛋白Ubiquitin和花椰菜花叶病毒CaMV35S为启动子驱动的过表达载体,以农杆菌介导的方法转化野生型粳稻品种Kitaake。【结果】不同品种中克隆的启动子序列区存在显著的序列差异,以玉米泛素蛋白Ubiquitin启动子驱动的过表达载体获得的转基因水稻出现了显著的表皮毛特征,以花椰菜花叶病毒CaMV35S为启动子驱动的过表达载体的转基因水稻则未出现典型的表皮毛特征。【结论】目标基因GL6的表达调控受启动子的影响,突变体品种75-1-127的叶表皮毛发育特征是因启动子区序列差异所致。     

山羊MyoG启动子的克隆和活性检测

【目的】肌细胞生成素(myogenin,MyoG) 是生肌调节因子(MRFs)基因家族中唯一能在骨骼肌细胞发育与生长过程中均可表达的调控因子, 在肌肉细胞分化过程中起着中心调控的作用,它正调控着骨骼肌卫星细胞向成熟肌细胞分化的过程,是唯一不可代替的生肌调节因子。MyoG基因在复制、扩增、基因激活、转录、翻译等多级水平上对肌肉发育进行调控。基因转录的起始阶段是机体生长发育因子进行调控的开端,而此阶段调控的实质是通过启动子和上游调控序列的相互作用,调控目的基因的表达。因此克隆MyoG基因的启动子,探讨启动子区域的启动活性,有助于从理论上揭示MyoG基因表达的关键调控位点,同时也有利于揭示肌肉发育调控的相关机理,为治疗人类相关疾病以及改良家畜肉质研究提供实验依据。本研究克隆山羊Myogenin（MyoG）基因的启动子区域,检测其在哺乳动物骨骼肌细胞内的启动活性。【方法】克隆山羊MyoG基因的启动子序列,连入pDsRed2基本骨架构建了以红荧光蛋白基因为标记基因的真核表达载体pDsRed-GoatMyoG(5.3 kb)。表达载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定后,分别转染体外培养的绵羊肌卫星细胞、肌管细胞和成纤维细胞,观察红色荧光蛋白表达情况,然后利用实时荧光定量PCR、Western blot和冰冻切片、免疫组化等技术检测细胞转染后标记基因mRNA 和蛋白在体外培养细胞中的的表达活性。pDsRed-GoatMyoG表达载体对小鼠进行肌肉注射,检测GoatMyoG启动子在体内组织中的启动特异性和效率。肌肉注射5 d后,分别取小鼠的注射腿肌肉组织、非注射腿肌肉组织、睾丸组织、肠组织和肝脏组织,通过实时荧光定量 PCR 检测标记基因DsRed在不同组织中的表达情况。【结果】克隆得到的MyoG启动子序列测序正确,载体pDsRed-GoatMyoG经酶切和测序鉴定,证实载体构建成功;转染质粒 pDsRed-GoatMyoG后,肌卫星细胞和肌管细胞在显微镜下均可观察到细胞发红色荧光,成纤维细胞没有红色荧光。通过实时荧光定量PCR检测得出,转基因肌管细胞内GoatMyoG 启动DsRed 基因表达mRNA 的相对量为14.07;通过Western blot技术检测出转基因肌管细胞含有GoatMyoG启动的DsRed蛋白质,在转基因成纤维细胞内没有检测到 DsRed 蛋白质,说明GoatMyoG启动子可在肌肉组织特异性启动外源基因表达。小鼠肌肉注射pDsRed-GoatMyoG质粒后,注射腿肌肉组织内GoatMyoG 启动DsRed 基因转录mRNA 的相对量为212.32,非注射腿肌肉组织内mRNA的相对量为39.76,注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内mRNA 的量均是其它组织的1.99倍以上。通过免疫组化技术在注射腿肌肉组织和非注射腿肌肉组织内均可检测到红色荧光蛋白,在睾丸、肠和肝脏内均未检测到DsRed 蛋白。【结论】山羊MyoG启动子可以特异性的在骨骼肌组织驱动外源基因的表达,是一种有效的肌肉特异性启动子。     

猪生长激素基因(综述)

本文就猪生长激素（PGH）基因的分离与克隆、结构与定位、多态性、体外表达及基因转移等方面进行了综述和讨论，并提出了PGH基因未来研宪的策略与方向。     

土壤宏基因组中抗草甘膦新基因的克隆及其功能验证

【目的】从土壤宏基因组中克隆新的抗草甘膦新基因,并对其功能进行验证,为培育抗除草剂转基因新品种奠定基础。【方法】利用被草甘膦污染的土壤建立宏基因组文库,经筛选从中成功克隆了一个新的具有草甘膦抗性的5-烯醇丙酮莽草酸-3-磷酸合成酶(EPSPS)基因(命名为soilA)。构建了Prrn启动子驱动soilA基因的原核表达载体pSYTH-soilA,将其导入大肠杆菌进行原核草甘膦抗性试验,构建了35S启动子驱动soilA基因的植物表达载体pC330E,利用农杆菌介导法转化烟草,并对经PCR和胶体金试纸条鉴定的转基因烟草植株进行草甘膦耐受能力检测。【结果】序列分析表明,所获得的soilA基因长1 347bp,编码448个氨基酸,经BLAST分析,结果表明其属于ClassⅡ型EPSPS基因家族。原核表达soilA可使受体菌具有耐受1 200mmol/L草甘膦。构建soilA植物表达载体pC330E,通过农杆菌介导法将其导入烟草,经PCR和胶体金试纸条检测共获得107株阳性烟草植株,经过喷洒试验获得了3株高耐受草甘膦植株,这3株转基因烟草最高可耐受200mmol/L草甘膦。【结论】新克隆的编码EPSPS的soilA基因能够提高受体材料的草甘膦耐受能力。     

酪蛋白和巨细胞病毒复合启动子激活人乳铁蛋白cDNA基因在转基因小鼠乳腺中的表达

为了提高转基因动物乳腺特异性表达水平,构建了两种不同启动子的乳腺特异性表达载体,以比较其乳腺特异性表达效果.应用山羊β-酪蛋白或牛αs1-酪蛋白调控序列、鸡β-球蛋白隔离元件、巨细胞病毒(CMV) 基因表达涮控元件构建了,乳腺特异性表达复合启动/增强子(Pcmv) ,以单一的酪蛋白启动子作为对照,与人乳铁蛋白cDNA组成乳腺特异性表达载体,并制备了转基因小鼠.经ELISA检测,复合启动/增强子构件指导人乳铁蛋白cDNA在原代转基因小鼠乳腺中重组人乳铁蛋白(rhLF) 表达水平(2.0～8.1 g·L-1) 明显高于单一酪蛋白启动子构件(0～12 mg·L-1) ,而在所有转基因小鼠的血清和唾液中未检测到rhLF.结果提示:酪蛋白-Pemv复合启动/增强子不仅可提高转基因小鼠乳腺特异性表达水平,而且具有良好的乳腺表达特异性.     

原核真核双表达加强型绿色荧光蛋白质粒的构建

将原核启动子Ptrc和加强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因从EGFP原核表达质粒pYA3334—EGFP上切下，然后将其插入至真核表达质粒pVAXI真核启动子Pcmv的下游，构建成具有真核和原核启动子的双表达杂合质粒pVAXD-EGFP，其长度为3823bp。将pVAXD—EGFP分别转化鼠伤寒沙门氏菌X4550和转染COS—7细胞，应用流式细胞术、可见光谱扫描、SDS—PAGE测定EGFP原核表达；应用荧光显微镜观察EGFP在COS—7细胞内的表达。重组鼠伤寒沙门氏茵X4550(pVAXD-EGFP)表达EGFP的量与仅以原核方式表达EGFP的X4550(pYA3334—EGFP)相当；将质料pVAXD-EGFP转染COS—7细胞，EGFP可在COS—7细胞核和胞浆表达，在荧光显微镜下发出强烈荧光。结果表明：不仅成功地构建原核、真核表达集中于同一质粒的新型质粒pVAXD-EGFP，而且原核、真核目的蛋白表达量达到很高水平，显示其在新型重组细菌疫苗方面有着诱人的应用前景。     

猪淋巴结PKR基因的克隆与体外初步表达

【目的】克隆猪淋巴结双链RNA激活的蛋白激酶(PKR)基因,并在体外初步表达,为研究流感病毒感染时猪PKR与P58IPK在体内外的相互作用奠定基础。【方法】用Trizol法从猪淋巴结中提取总RNA,RT-PCR法扩增猪PKR基因的完整编码区,将该片段连接到原核表达载体pGEX-4T-1和真核表达载体pDsRed1-N1中,采用SDS-PAGE检测原核表达载体pGEX-PKR在大肠杆菌BL21中的表达情况,用脂质体转染法将真核表达载体pD-sRed1-PKR转入猪脐静脉血管内皮细胞系(SUVECs),Western blot检测其在细胞中的表达。【结果】PCR扩增得到了1 754bp的DNA片段,与预期结果一致;原核表达载体pGEX-PKR和真核表达载体pDsRed1-PKR经双酶切和核酸测序分析,表明载体构建成功;SDS-PAGE检测结果表明,pGEX-PKR重组质粒在大肠杆菌中成功表达;Westernblot检测到pDsRed1-PKR重组质粒在SUVECs中成功表达。【结论】成功克隆了猪淋巴结PKR基因,并在体外初步表达成功。     

牛输卵管蛋白对小鼠原核胚体外发育的影响

本实验通过添加１～４ｍｇ／ｍｌ牛输卵管蛋白至ＴＣＭ－１９９培养液中，对小鼠原核胚进行体外培养，观察原核胚的分裂和发育情况。小鼠原核胚很少分裂，远低于对照组原核胚分裂和发育水平。牛输卵管蛋白对小鼠原核胚的发育起明显的抑制作用，同时这种抑制作用随牛输卵管蛋白浓度的降低．似乎有减轻的趋势，表明牛输卵管蛋白中，存在抑制小鼠胚胎分裂和发育的蛋白质，对小鼠原核胚的抑制作用具有剂量效应。