西农萨能奶山羊SERPINA1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

本研究旨在克隆西农萨能奶山羊SERPINA1基因的CDS区,采用生物软件和在线预测工具进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR技术检测SERPINA1基因在西农萨能奶山羊各组织间mRNA的表达水平。根据GenBank中山羊SERPINA1基因CDS区序列(登录号:XM_018066209.1),利用Primer Premier 5.0软件设计特异性引物,RT-PCR扩增目的基因,构建原核表达载体测序后对序列进行生物信息学分析;采集西农萨能奶山羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、乳腺、肾脏、肌肉、瘤胃和小肠组织,提取组织RNA,反转录为cDNA模板,设计特异性定量引物,进行实时荧光定量PCR,检测SERPINA1基因在不同组织中的表达差异。结果显示,西农萨能奶山羊SERPINA1基因CDS区全长1 326 bp,编码441个氨基酸;同源性比对分析显示,西农萨能奶山羊与山羊、绵羊、牛和小鼠SERPINA1基因核苷酸序列同源性分别为100%、98.6%、95.7%和71.6%,与山羊亲缘关系最近,其次是绵羊。SERPINA1蛋白分子质量为48.71 ku,等电点为5.71,为跨膜亲水蛋白;SERPINA1氨基酸序列分别有62个磷酸化位点,3个跨膜区结构。组织表达分析显示,SERPINA1基因在西农萨能奶山羊肝脏组织中显著高表达(P0.05),其次是乳腺组织,在肺脏组织中表达量最低。研究结果为进一步探究SERPINA1基因在奶山羊乳蛋白合成代谢中的作用提供理论依据。     

西农萨能奶山羊SERPINA1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

本研究旨在克隆西农萨能奶山羊SERPINA1基因的CDS区,采用生物软件和在线预测工具进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR技术检测SERPINA1基因在西农萨能奶山羊各组织间mRNA的表达水平。根据GenBank中山羊SERPINA1基因CDS区序列（登录号：XM_018066209.1）,利用Primer Premier 5.0软件设计特异性引物,RT-PCR扩增目的基因,构建原核表达载体测序后对序列进行生物信息学分析;采集西农萨能奶山羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、乳腺、肾脏、肌肉、瘤胃和小肠组织,提取组织RNA,反转录为cDNA模板,设计特异性定量引物,进行实时荧光定量PCR,检测SERPINA1基因在不同组织中的表达差异。结果显示,西农萨能奶山羊SERPINA1基因CDS区全长1 326 bp,编码441个氨基酸;同源性比对分析显示,西农萨能奶山羊与山羊、绵羊、牛和小鼠SERPINA1基因核苷酸序列同源性分别为100%、98.6%、95.7%和71.6%,与山羊亲缘关系最近,其次是绵羊。SERPINA1蛋白分子质量为48.71 ku,等电点为5.71,为跨膜亲水蛋白;SERPINA1氨基酸序列分别有62个磷酸化位点,3个跨膜区结构。组织表达分析显示,SERPINA1基因在西农萨能奶山羊肝脏组织中显著高表达（P<0.05）,其次是乳腺组织,在肺脏组织中表达量最低。研究结果为进一步探究SERPINA1基因在奶山羊乳蛋白合成代谢中的作用提供理论依据。     

奶山羊LF基因CDS区克隆、生物信息学分析及其乳中含量测定

为了解奶山羊乳铁蛋白(lactoferrin,LF)基因的生物学特性,分析萨能奶山羊不同泌乳时期乳中LF含量的变化,试验扩增了萨能奶山羊乳腺上皮细胞LF基因CDS区序列,运用生物信息学软件对奶山羊LF基因的核苷酸序列特性、编码蛋白的理化性质、保守结构域及高级结构、与其他物种的同源性等进行了分析,并对奶山羊乳样品进行了ELISA测定。结果表明,萨能奶山羊LF基因长为2 127bp,编码708个氨基酸,编码蛋白质的分子式为C3405H5365N949O1024S43,是一个不稳定的亲水性蛋白,二级结构包含α-螺旋、延伸链和无规则卷曲,具有与转铁蛋白相似的折叠方式;羊乳铁蛋白氨基酸残基组成单链,形成77.359ku具有高级结构的糖蛋白;通过比对发现,牛科LF氨基酸序列的同源性较高(92%),与其他物种的差异较大,其中萨能奶山羊与山羊的同源性最高(99%),且处于进化树的同一个分支。ELISA检测结果发现,奶山羊初乳中LF含量最高,常乳中的含量较低且较为稳定。研究结果初步表明了萨能奶山羊LF序列和结构域特点,揭示了萨能奶山羊乳中LF含量的变化规律,为LF功能研究、产品研发等提供参考。     

西农萨能奶山羊脂联素受体1(AdipoR1)基因CDS区的克隆及序列分析

根据GenBank已收录的牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)等物种脂联素受体1(Adipo R1)基因序列的同源保守区域,设计特异性引物,采用RT-PCR技术,分离并克隆了西农萨能奶山羊AdipoR1基因的CDS区序列,其全长1128bp,编码375个氨基酸.经氨基酸序列分析发现,山羊与牛、小鼠、猪和人的AdipoR1的相似性较高,均在95%以上.经蛋白质结构分析表明,其蛋白质的分子量为42.44KDa,等电点为7.19,含7个跨膜结构域,并且整个序列中不含信号肽.     

奶山羊LF基因CDS区克隆、生物信息学分析及其乳中含量测定

为了解奶山羊乳铁蛋白（lactoferrin,LF）基因的生物学特性,分析萨能奶山羊不同泌乳时期乳中LF含量的变化,试验扩增了萨能奶山羊乳腺上皮细胞LF基因CDS区序列,运用生物信息学软件对奶山羊LF基因的核苷酸序列特性、编码蛋白的理化性质、保守结构域及高级结构、与其他物种的同源性等进行了分析,并对奶山羊乳样品进行了ELISA测定。结果表明,萨能奶山羊LF基因长为2 127 bp,编码708个氨基酸,编码蛋白质的分子式为C₃₄₀₅H₅₃₆₅N₉₄₉O₁₀₂₄S₄₃,是一个不稳定的亲水性蛋白,二级结构包含α-螺旋、延伸链和无规则卷曲,具有与转铁蛋白相似的折叠方式;羊乳铁蛋白氨基酸残基组成单链,形成77.359 ku具有高级结构的糖蛋白;通过比对发现,牛科LF氨基酸序列的同源性较高（>92%）,与其他物种的差异较大,其中萨能奶山羊与山羊的同源性最高（99%）,且处于进化树的同一个分支。ELISA检测结果发现,奶山羊初乳中LF含量最高,常乳中的含量较低且较为稳定。研究结果初步表明了萨能奶山羊LF序列和结构域特点,揭示了萨能奶山羊乳中LF含量的变化规律,为LF功能研究、产品研发等提供参考。     

和田羊FGF5基因的鉴定及特征分析

为探究和田羊成纤维细胞生长因子5(fibroblast growth factor 5,FGF5)基因特征,利用RT-PCR成功扩增和田羊FGF5基因,对其核苷酸序列及其编码的氨基酸特征进行同源分析,并绘制进化树。结果表明,和田羊FGF5基因CDs区全序列长度为813 bp,为一个完整的开放阅读框,编码270个氨基酸,测序结果经比对后与已发布的绵羊FGF5基因CDs区序列同源性为99.8%,氨基酸序列同源性为99.3%,编码的氨基酸有2处突变,氨基酸序列中20种氨基酸数量分布差异较大。与其他已公布的哺乳动物FGF5基因CDs区同源比对结果显示,该基因同源性在86.9%～99.0%之间,其中与山羊的同源性最高,为99.0%。对上述动物FGF5氨基酸序列绘制进化树发现,和田羊FGF5基因所编码氨基酸与牛、山羊和绵羊处在同一分支,表明其亲缘关系接近。通过对和田羊FGF5基因和编码氨基酸的特征和同源性进行分析,为深入探究和田羊FGF5基因编码蛋白提供了理论依据。     

萨能奶山羊、努比山羊及其与云南圭山山羊杂交种SRY基因编码区的分子特征研究

根据GenBank中山羊SRY基因序列设计一对引物,用PCR方法在雄性萨能奶山羊、努比山羊及其与云南圭山山羊杂交种个体中扩增出包含SRY基因整个编码区的特异片段,将特异PCR产物克隆到pMD182-T载体中,再转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中,筛选SRY基因的阳性克隆进行了测序,将其序列与GenBank中部分偶蹄目动物的SRY基因序列进行同源性比较,并用NJ法构建了系统进化树.结果表明:①萨能奶山羊、努比山羊及其与云南圭山山羊杂交种SRY基因编码区长度均为732 bp,其中包含长度为231 bp的HMG-box,位于编码区的第190至420位核苷酸之间;②萨能奶山羊SRY基因编码区序列与GenBank绵羊、欧洲牛、印度水牛、鹿、麝及猪等偶蹄目动物的同源性分别为96.9%、93.5%、92.6%、90.4%、92.4%、77.2%;努比山羊SRY基因编码区序列与GenBank绵羊、欧洲牛、印度水牛、鹿、麝及猪等偶蹄目动物的同源性分别为96.9%、92.9%、92.1%、90.3%、92.3%、77.1%;努比山羊与云南圭山山羊杂交品系SRY基因编码区序列与GenBank绵羊、欧洲牛、印度水牛、鹿、麝及猪等偶蹄目动物的同源性分别为96.9%、93.4%、92.5%、90.3%、92.3%、77.2%;③根据SRY基因编码区的核苷酸序列构建的物种间系统进化树结果基本与这些偶蹄目动物的传统系统分类相一致.     

山羊CLAⅠα链基因的克隆及生物信息学分析

为探究山羊CLAⅠα链基因的多态性,本试验根据GenBank中山羊CLAⅠα链基因序列设计引物,采用RT-PCR技术从10个品系山羊白细胞中克隆山羊CLAⅠα链基因,测序后进行生物信息学分析。结果表明,CLAⅠα链基因长度为1 074bp,编码357个氨基酸。经核苷酸序列分析发现,10个品系山羊CLAⅠα链基因同源性集中在82.8%~99.5%之间。将10个品系山羊CLAⅠα链基因核苷酸推导的氨基酸序列进行比对,发现突变集中在α1区域(22—110位氨基酸)与α2区域(111—203位氨基酸)。遗传进化分析表明,GenBank中山羊CLAⅠα链基因与红寺湖绒山羊、河西绒山羊、陕北绒山羊、阿尔巴斯绒山羊的CLAⅠα基因遗传关系较近,与其他6个品系山羊,即简阳大耳山羊、金堂黑山羊、西农萨能奶山羊、美姑山羊、大足黑山羊、努比亚山羊的CLAⅠα基因遗传关系较远。本试验结果为进一步研究CLAⅠα链基因的多态性奠定了理论基础。     

山羊Ets-1基因cDNA的克隆与序列分析

根据GenBank已收录的牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)等物种Ets-1基因序列的同源保守区域,设计特异性引物,采用RT-PCR和RACE技术,分离并克隆了西农萨能奶山羊(Capra hircus)Ets-1基因的cDNA序列。该序列全长2 263 bp(GenBank登录号HQ589338),包括5’UTR 331 bp,CDS 1 326bp和3’UTR 606 bp,编码441个氨基酸组成的蛋白质。核苷酸序列分析发现,山羊编码序列与牛、猪、人、小鼠等的相应序列同源性分别为98%、94%、92%和90%,3’UTR相应序列为96%、83%、81%和77%,5’UTR相应序列为98%、85%、82%和71%。氨基酸序列分析发现,山羊与牛、猪、人和小鼠的Ets-1的相似性较高,均在95%以上。蛋白质结构分析发现,其蛋白质分子量为50 340.8 D,等电点为5.08,具有典型的螺旋-转角-螺旋结构域,不存在跨膜结构,并且整个序列不含信号肽。     

牛ACAS2基因的电子克隆与序列分析

本研究以牛的乙酰辅酶A合成酶2(ACAS2)基因为研究对象,利用生物信息学方法和同源序列克隆技术,对牛的ACAS2基因进行了电子克隆和序列分析,并对推导出的ACAS2蛋白结构与性质进行了初步分析。实验结果:牛ACAS2基因的cDNA序列长2 726 bp,包括了2106 bp的开放阅读框序列(ORF),54 bp的5?非翻译区序列(5?UTR)和566 bp的3?非翻译区序列(3′UTR),由702个氨基酸组成。该基因cDNA核苷酸编码区序列与人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬ACAS2基因的相似性分别为91%,90%,87%,89%,90%,90%,推导的氨基酸序列与人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬的相似性分别为94%,94%,92%,94%,87%。以ACAS2基因cDNA编码区序列构建的分子进化树研究结果表明,牛的ACAS2基因在人,猕猴,小鼠,黑猩猩,家犬等物种中,与家犬的亲缘关系特别近。牛的ACAS2蛋白的三级结构包含7个跨膜结构—Cutoff模体,三个比较大的分别位于169~199位氨基酸,170-191位氨基酸和326-345位氨基酸处。     

山羊Zfy基因克隆分析及其敲除载体构建

旨在对西农萨能奶山羊Zfy基因进行克隆和生物信息学分析,并利用CRISPR/Cas9技术成功获得敲除Zfy基因的奶山羊成纤维细胞株,为进一步探索Zfy基因功能及性别调控提供基础数据.本研究以健康的西农萨能奶山羊为对象,采集3只3月龄公山羊睾丸组织并提取总RNA.根据NCBI中预测的山羊Zfy基因mRNA序列信息(Gen...     

牛口蹄疫病毒受体通用亚基αv的基因克隆及分子特征

研究发现，4种整联蛋白αvβ1、αvβ3、αvβ6、αvβ8能够介导口蹄疫病毒感染自然宿主，其中αv是4种受体的共用亚基。本试验对牛口蹄疫病毒受体通用亚基αv基因进行了克隆测序并对其编码蛋白的二级结构进行了预测。结果显示，牛αv亚基基因的编码区含有3147个核苷酸，编码1048个氨基酸，其中信号肽由30个氨基酸组成，胞外域由957个氨基酸组成，跨膜区由29个氨基酸组成，胞浆域由32个氨基酸组成；在890和891位氨基酸之间有1个蛋白酶裂解位点（KR-D）；胞外域含有13个潜在的糖基化位点（NXT／NXS）、2个Ca^2＋结合位点[DX（D／N）XDGXXD]、18个半胱氨酸残基。该基因在GenBank中的登录号为DQ871215。牛αv基因与猕猴、家鼠、犬、人、鸡的αv基因的核苷酸序列同源性分别为91．0％、85．7％、90．1％、91．2％、73．1％，推导的氨基酸序列同源性分别为94．7％、91．6％、96．3％、95．0％、81．6％。牛αv亚基存在复杂多变的二级结构，这是其具有多种生物学功能的分子基础，其中1-30位、988-1017位氨基酸区段疏水性较强，形成表面蛋白结构的可能性较差，分别是该亚基的信号肽和跨膜区。本试验为进一步深入研究口蹄疫病毒与宿主细胞的相互关系奠定了基础。     

奶山羊USF1基因的克隆与组织表达分析

为了获得奶山羊(Capra hircus)USF1基因序列并分析其在不同泌乳时期乳腺组织中的表达规律,从奶山羊乳腺组织中克隆得到USF1基因序列(Gen Bank登录号:MF953285),CDS区序列933 bp,编码310个氨基酸。通过序列比对发现,山羊与牛(Bos taurus)、猪(Sus scrofa)和人(Homo sapiens)的USF1基因核苷酸和氨基酸序列相似性均较高,为94%以上。蛋白质结构预测发现,USF1蛋白质结构为典型的螺旋-环-螺旋结构;其蛋白不含跨膜结构域,亚细胞定位在细胞核内。实时荧光定量PCR分析表明,USF1基因在奶山羊泌乳前期、盛期和中期的乳腺组织中m RNA表达量均显著高于干奶期(P0.05)。因此,USF1可能参与奶山羊乳腺的泌乳过程。该研究可为进一步揭示USF1基因在奶山羊乳腺组织中的功能及对脂质代谢的调控作用提供基础资料。     

兰坪乌骨绵羊PDGFRL基因编码区序列扩增及其生物信息学分析

本研究根据Genbank载入的普通绵羊血小板衍生生长因子受体样蛋白(PDGFRL)基因序列设计特异性引物。利用PCR技术扩增乌骨绵羊PDGFRL基因编码区片段,经测序后对序列进行比对分析,并采用生物信息学软件对编码区序列和蛋白质结构进行预测。结果表明:兰坪乌骨绵羊PDGFRL基因编码区序列全长1128bp,编码375个氨基酸;同普通绵羊进行核苷酸序列同源性比对发现同源性为99.73%,发现3个碱基同义突变;生物信息学分析表明不同物种PDGFRL基因编码区核苷酸序列与氨基酸序列具有较高的保守性;蛋白结构预测显示,PDGFRL蛋白空间结构主要由α螺旋、β折叠和无规则卷曲构成。     

SD大鼠层粘蛋白受体基因的克隆与序列分析

以大鼠大脑皮质神经元的总RNA为模板,运用RT-PCR方法扩增了SD大鼠层粘蛋白受体基因, 并将其克隆到pMD18-T Simple载体中进行测序,运用分子生物学软件对获得序列进行了分析.结果表明所克隆的SD大鼠层粘蛋白受体基因的ORF片段包含了朊蛋白基因的完整编码区,共888个核苷酸, 该基因内无内含子,编码295个氨基酸的前体蛋白,推测其相对分子质量约32.6 kD.与已报道的绵羊、家鼠、猪、牛、人相应序列作比较,发现其核苷酸序列和氨基酸序列具有较高的同源性.氨基酸序列分析表明,SD大鼠层粘蛋白受体的氨基酸点突变位点为V176M,G243E.研究结果为探讨层粘连蛋白受体基因的功能及其在疾病发生、发展过程中的作用提供了基础数据.     

牦牛生长分化因子-9基因cDNA克隆及序列分析

根据GenBank中普通牛生长分化因子9(GDF-9)基因序列(AF 307092)设计1对引物,以麦洼牦牛卵母细胞总RNA为模板,通过RT-PCR技术对牦牛GDF-9基因cDNA进行克隆测序和序列分析.结果表明:所克隆的1399 bp片段为预期的牦牛GDF-9基因cDNA序列,包含由2个外显子组成的全编码区和3′-下游部分序列.牦牛GDF-9基因编码区核苷酸序列长度为1362 bp,编码453个氨基酸,与GenBank中报道的普通牛、水牛、绵羊、山羊相应序列一致,而与人和黑猩猩存在差异.和普通牛相比,牦牛GDF-9基因编码区存在1处碱基转换(C→T),导致相应的氨基酸由丙氨酸(A)转换为缬氨酸(V).牦牛与普通牛、水牛、绵羊、山羊、人和黑猩猩的核苷酸同源性分别为99.9%、98.4%、97.0%、96.8%、85.6%和85.1%;氨基酸同源性分别为99.8%、97.1%、95.1%、95.4%、79.4%和79.5%.利用NJ法和MP法以该基因编码区核苷酸序列构建的物种间分子系统进化树结果基本一致,即牦牛与普通牛先聚为一类,再与水牛聚为一类,而后与绵羊和山羊聚为一类,最后与人和黑猩猩聚为一类.该聚类结果与物种间遗传距离大小一致,也与各物种在动物学上的分类相吻合,表明GDF-9基因编码区适用于构建物种间系统进化树.     

奶山羊短链脂肪酸受体GPR41基因的克隆及组织表达分析

旨在克隆奶山羊GPR41(G protein-coupled receptor 41)基因并分析其组织表达谱,为进一步探讨其功能奠定基础.根据GenBank上已登录的牛、人和鼠的GPR41基因序列设计1对特异性引物,采用RT-PCR方法克隆奶山羊GPR41基因,利用实时荧光定量PCR方法分析奶山羊GPR41 mRNA表达的组织特异性.测序结果表明奶山羊GPR41基因的CDS区为978 bp,共编码325个氨基酸.奶山羊GPR41基因序列同源性分析表明:其与牛、人和鼠的核苷酸序列同源性分别为96％、78％和74％,与牛、人和鼠的氨基酸序列同源性分别为97％、76％和74％.实时荧光定量PCR分析结果表明:奶山羊GPR41基因在小肠组织中表达量最高,其次是乳腺组织,在心脏和肾脏中表达量极低.试验结果表明GPR41可能在小肠和乳腺组织中发挥着重要的生理作用.     

鲁西黄牛α干扰素成熟蛋白基因的克隆及序列分析

根据GenBank上发表的牛α干扰素基因序列,设计了一对特异性引物.提取黄牛血液中白细胞基因组DNA,PCR扩增出α干扰素基因,并与pMD18-T克隆载体相连.测序结果表明,扩增片段含有498个核苷酸,编码166个氨基酸的成熟蛋白,与已报道的牛α干扰素C亚型最相近,氨基酸序列同源性为97.6%.获得BoIFN-α成熟蛋白基因,为重组牛干扰素的开发奠定了基础.     

猪口蹄疫病毒受体β8亚基的基因克隆与分子特征

口蹄疫病毒利用整联蛋白作为病毒受体进入宿主细胞。本试验在国际上首次从口蹄疫病毒感染猪的舌皮组织中克隆到了β8亚基基因,并对其核苷酸序列和推导的氨基酸序列进行了比较分析。猪β8亚基基因的编码区含有2 304个核苷酸,编码767个氨基酸,其中信号肽由42个氨基酸组成,胞外域由637个氨基酸组成,含有7个潜在的糖基化位点(NXT/NXS)和49个半胱氨酸残基,跨膜区由30个氨基酸组成,胞浆域由58个氨基酸组成,猪β8基因与牛、人、犬、猕猴、家鼠和挪威大鼠的β8基因核苷酸序列同源性分别为94.3%、91.4%、91.7%、91.4%、83.5%、83.5%,推导的氨基酸序列同源性分别为95.0%、91.8%、92.8%、91.5%、84.0%、84.8%。猪与牛β8亚基同源性最高。猪β8亚基存在复杂多变的二级结构,其中1-42、680-709位氨基酸区段疏水性较强,形成表面蛋白结构的可能性较小,分别是该亚基的信号肽和跨膜区。本试验为进一步深入研究β8亚基在口蹄疫感染过程中所扮演的角色奠定了基础。