牦牛基因mRNA及其相关miRNAs在牦牛不同组织器官中表达分析

为了解牦牛BoLA-I基因mRNA组织表达谱,并探索可能靶定BoLA-I基因的miRNAs,利用RT-PCR技术对牦牛BoLA-I基因mRNA在牦牛肝、脾、肺、肾、肌肉、卵巢、小肠、下颌淋巴结、大肠和肠系膜淋巴结等10种组织的表达谱进行分析,再通过Targetscan和miRBase软件来预测可能靶定BoLA-I基因的miRNAs,检测其在10种牦牛组织中的表达情况。结果表明：BoLA-I基因mRNA在检测的10种牦牛组织中均有表达,尤其在免疫器官组织中广泛表达,在牦牛的肠系膜淋巴结组织表达水平极显著高于小肠和大肠组织（P<0.01）;预测到的可能靶定牦牛BoLA-I基因的miRNA共有28个,从中选择了6个进行组织表达谱分析,发现bta-miR-759、bta-miR-142-5p、bta-miR-665、bta-miR-2322-5p、bta-miR-199a-3p与牦牛BoLA-I基因共表达;除卵巢外,bta-miR-219-5p在其他组织中均有表达,且在肝脏组织中的表达水平极显著高于其他组织（P<0.01）。bta-miR-142-5p在肠系膜淋巴结中表达量极显著高于其他组织（P<0.01）。由此推测,牦牛BoLA-I基因及其预测的miRNA可能在牦牛组织中起重要作用。     

牦牛FABP3基因克隆及组织表达谱分析

【目的】 分析牦牛心肌脂肪酸结合蛋白3（FABP3）基因的结构和功能,并检测其在成年牦牛和胎牛中的表达水平,为探究该基因在牦牛育种中的生物学功能提供理论参考。【方法】以美仁牦牛的心脏组织为试验材料,PCR扩增FABP3基因,对得到的编码区序列（CDS）进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）,检测FABP3基因在成年牦牛和胎牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及肌肉组织的表达水平。【结果】牦牛FABP3基因编码区序列长度为402 bp,编码133个氨基酸;蛋白质的高级结构主要是β 转角和延伸链;牦牛FABP3蛋白不存在跨膜区域和信号肽,属于具有一定亲水性的稳定蛋白;牦牛FABP3基因CDS区核苷酸及其编码氨基酸序列的同源性分析显示,FABP3基因在牛属动物中具有一定的保守性;系统进化树分析表明,牦牛与野牦牛和瘤牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。RT-qPCR结果显示,FABP3基因在成年牦牛和胎牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及肌肉组织中均有表达,但在胎牛肝脏、脾脏、肾脏和肌肉中的表达水平显著或极显著高于成年牦牛,在成年牦牛肺脏中的表达水平极显著高于胎牛。【结论】克隆了牦牛FABP3基因,探究了FABP3基因在牦牛中的组织表达规律,为进一步研究该基因在牦牛脂肪沉积中的作用提供了基础数据。     

牦牛LPL基因组织表达及其突变与乳质性状的关联分析

【目的】检测牦牛脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase,LPL)基因在不同组织中的表达量及其突变位点,评估基因突变对甘南牦牛乳质性状的影响,丰富牦牛乳质性状分子遗传数据。【方法】采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测甘南牦牛LPL基因在不同组织中的相对表达量;应用单链构象多态性(single strand conformation polymorphism,SSCP)技术检测LPL基因在青海牦牛、天祝白牦牛、甘南牦牛、西藏牦牛及野血牦牛5个群体中的突变,应用一般线性模型分析基因突变与甘南牦牛乳质性状的相关性。【结果】甘南牦牛LPL基因在皮下脂肪和心脏中高表达,在背最长肌、乳腺、肝脏、脾脏、肾脏、大肠、小肠、皱胃、瘤胃中低表达,在肺脏中表达量最低。在5个牦牛群体LPL基因的exon 3区,exon 6区和exon 7区均未检测到多态性,在intron 2区检测到2处单碱基突变,形成M和N 2种等位基因,其中M为优势等位基因(频率为67.11%～83.21%);在exon 4-intron 4区也检测到2处单碱基突变,形成A和B 2种等位基因,其中等位基因A为西藏牦牛优势等位基因(频率为63.95%),其他4类群牦牛中B为优势等位基因(频率59.75%～69.71%)。5个类群牦牛LPL基因在intron 2区和exon4-intron 4区为中低度多态。关联分析表明,甘南牦牛LPL基因intron 2区基因型MM个体、exon 4-intron 4区基因型AB个体和两区域单倍型组合H1H2(M-A/M-B)的乳脂率、乳蛋白率及总固体物质含量均高于其他个体,且乳脂率显著高于其他个体(P0.05)。【结论】5个类群牦牛LPL基因intron 2区和exon4-intron 4区各存在2处单碱基突变,且显著影响了甘南牦牛的乳脂率,可作为牦牛乳脂性状潜在的遗传标记。     

IMPDH基因克隆、生物信息学分析及在牦牛卵巢不同时期中的差异表达

旨在获得牦牛IMPDH基因序列并进行生物信息学分析,同时分析其在卵巢组织中的时序表达谱,为进一步研究卵巢生长发育及排卵机制奠定基础。通过RT-PCR技术克隆牦牛的IMPDH基因,并运用生物信息学方法分析不同物种序列进化关系,利用荧光定量qRT-PCR技术检测IMPDH基因在不同发育时期牦牛卵巢组织中的表达情况。结果显示,克隆得到牦牛1 623bp的IMPDH基因cDNA序列,内含1 545bp开放阅读框序列,编码514个氨基酸残基。与野牦牛的相应序列具有很高的同源性(99.4%),表明IMPDH基因在进化过程中相对保守。实时定量RT-PCR检测结果显示IMPDH基因的表达随年龄的增加而呈现上升趋势。荧光定量qRT-PCR检测结果显示IMPDH基因在卵巢卵泡期表达最强,显著高于红体形成期。结果表明IMPDH参与牦牛卵巢组织的生长发育,并在卵巢活动中有明显的表达规律,表明IMPDH基因在牦牛繁殖周期具有重要作用,为进一步研究牦牛IMPDH基因功能奠定基础。     

IGF-I及其受体IGF-IR基因在鸡胚胎腿肌发育过程中表达模式分析

为研究胰岛素样生长因子IGF-I及其受体IGF-IR在鸡胚胎腿部肌肉发育过程中的作用,选取藏鸡和矮小蛋鸡受精蛋孵化后,采集鸡胚胎孵化第9天、第13天和第20天时腿部肌肉组织,并利用荧光定量PCR技术检测IGF-I和IGF-IR mRNA的表达水平,同时检测IGF-I基因编码区的单核苷酸多态性并利用RFLP(限制性片段长度多态性)方法对筛选到的单核苷酸多态性进行群体水平分型。结果表明:藏鸡和矮小蛋鸡胚胎腿部肌肉组织在孵化第9天和第13天时的IGF-I和IGF-IR的mRNA表达量均极显著高于第20天,且藏鸡IGF-I的mRNA表达量在第9天也显著高于第13天,而矮小蛋鸡的IGF-I mRNA表达水平在第9天和第13天无明显差异。此外,在整个孵化过程中,矮小蛋鸡的IGF-IR的表达模式与IGF-I表达模式基本一致。而藏鸡IGF-IR的表达水平在第9天明显高于第13天但未达到显著水平(P0.05),同时发现第9天藏鸡IGF-IR的表达水平也高于矮小蛋鸡(P0.05)。除此之外,在藏鸡和矮小蛋鸡的IGF-I的编码区均发现c.282AG单核苷酸多态性,该SNP在藏鸡中主要以杂合子AG基因型为优势基因型,基因型频率为0.57,而在矮小蛋鸡中主要以GG基因型为优势基因型,基因型频率为0.77。根据试验结果分析得出,IGF-I和IGF-IR在腿部肌肉组织的表达水平在鸡胚胎孵化中期(第9天和第13天)显著高于孵化后期(第20天),可能是由于中期属于胚胎腿部肌肉快速发育阶段而后期腿部肌肉发育变得相对迟缓,同时IGF-I和IGF-IR的表达水平也随之发生变化。     

牦牛和犏牛 DDX25/ GRTH基因序列及其在睾丸组织的表达水平

为了解DDX25基因的结构、功能及对犏牛雄性不育的影响。采用RT-PCR技术克隆获得牦牛和犏牛的DDX25基因,对核苷酸序列和氨基酸序列进行生物信息学分析,运用实时荧光定量PCR技术检测睾丸组织DDX25 mRNA的表达情况。结果表明,牦牛和犏牛DDX25基因编码区序列全长均为1 452bp,编码483个氨基酸,氨基酸存在19个磷酸化位点,无信号肽。牦牛睾丸组织DDX25基因表达水平显著高于犏牛,DDX25基因在犏牛睾丸组织的低表达与其雄性不育存在一定关系,该基因可作为研究犏牛雄性不育的候选基因。     

鸭发育早期骨骼肌TNNI1基因mRNA表达 及与肌纤维生长的相关性分析

为探讨慢收缩骨骼肌型Tnl(slow skeletal muscle troponin I,TNNI1)基因在鸭早期肌肉发育中的m RNA表达规律及与肌纤维发育的相关性,以地方品种高邮鸭为素材,采用实时荧光定量PCR方法,检测胚胎期21、25、27胚龄及出雏后5日龄时腿肌腓肠肌外侧头中TNNI1基因m RNA表达量,结果发现,25胚龄是TNNI1基因的表达高峰期,之后显著下调,并持续至5日龄。肌纤维类型变化则是随时间的推移,慢肌纤维比例逐渐升高,快白肌纤维比例逐渐下调;25胚龄时,慢肌纤维直径和横切面积均出现显著增高(P0.05),快白肌纤维横切面积则出现下调;之后,3种类型肌纤维直径和横切面积在各个时间点之间无显著差异(P0.05);相关性分析结果显示,TNNI1基因m RNA表达量与快红肌纤维比例呈显著负相关(P0.05),与肌纤维直径、横切面积均无显著相关性(P0.05)。提示TNNI1可能在鸭发育早期骨骼肌肌纤维类型转换中具有重要的作用。     

麦洼牦牛H-FABP和MC4R基因的克隆及生物信息学分析

为探究H-FABP、MC4R基因在麦洼牦牛中的结构和功能,克隆测序麦洼牦牛H-FABP、MC4R基因的编码区全序列,并利用生物信息学软件分析其编码区序列、蛋白质结构、功能及进化关系。结果表明,麦洼牦牛的H-FABP基因全长440bp,其中编码区为401bp,编码133个氨基酸;MC4R基因全长1 434bp,其中编码区999bp,编码332个氨基酸。麦洼牦牛H-FABP和MC4R基因核苷酸序列与普通牛、绵羊、猪、人和小鼠的核苷酸比较,其一致性分别为83%~99%、85%~99%,其中与普通牛的最高(99%、99%),其次是绵羊(96%、95%),与小鼠的最低;说明在不同物种中,这2个基因属于直系同源的基因。H-FABP和MC4R蛋白均为疏水性结构蛋白。     

扩展莫尼茨绦虫不同体节CREB和PICK基因mRNA转录水平研究

为研究CREB和PICK在扩展莫尼茨绦虫不同体节的mRNA转录水平, 以beta Tubulin基因作为内参基因,采用SYBR Green real time RT PCR方法检测该基因在扩展莫尼茨绦虫4个不同发育阶段即头节、幼节、成节、孕节中的表达差异。标准曲线分析显示,CREB、PICK基因和beta Tubulin基因标准质粒实时定量扩增Ct值与标准质粒的质量浓度均呈良好的线性关系,相关系数均大于 0.99;熔解曲线分析表明,产物为特异的单峰,具有较高的特异性。同时结果还显示,CREB以及PICK基因在虫体各发育阶段中的表达丰度存在差异。CREB基因在扩展莫尼茨绦虫头颈节、幼节、成节和孕节的表达水平依次呈上升趋势,而PICK基因在扩展莫尼茨绦虫成节以及孕节的表达水平较高。     

牦牛BTG2基因CDS区克隆分析及组织表达研究

【目的】克隆牦牛BTG2基因编码区（CDS区）,对其进行生物信息学分析和组织表达分析,为后续深入研究牦牛BTG2基因的生物学功能奠定基础。【方法】以美仁牦牛为研究对象,采集其心脏、肝脏、脾脏、肌肉、脂肪和睾丸组织。提取脂肪组织总RNA,反转录获得cDNA。PCR克隆牦牛BTG2基因的CDS 区,测序后进行生物信息学分析。利用RT-qPCR技术,分析BTG2基因在心脏、肝脏、脾脏、肌肉、脂肪和睾丸组织中的表达水平。【结果】牦牛BTG2基因的CDS区全长453 bp,共编码150个氨基酸;BTG2蛋白的分子式为C₇₄₈H₁₁₉₀N₂₀₈O₂₁₃S₈,分子质量为16 761.42 ku,原子总数为2 367个;不稳定性指数为48.51,是不稳定蛋白;理论等电点为9.14;主要分布于细胞核（占56.5%）和线粒体（占26.1%）;氨基酸序列的1～108位有1个BTG1域;总平均亲水系数为－0.123,是亲水蛋白;共有15个磷酸化位点;二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主;无跨膜结构且无信号肽区域;与10个蛋白存在互作关系。系统进化分析结果显示,美仁牦牛与野牦牛亲缘关系最近,与间蜂猴亲缘关系最远。RT-qPCR结果显示,BTG2在成年公牦牛的心脏、肝脏、脾脏、肌肉、脂肪和睾丸组织中均有表达,其中在脂肪组织和脾脏组织中表达水平较高,在肌肉和睾丸组织中表达水平较低。【结论】克隆了牦牛BTG2基因,对其进行了生物信息学分析,明确了其组织表达情况。     

绵羊miRNA-411a与其靶基因FLT3的相互作用

miRNAs是一类长约22 nt的非编码单链小RNA分子,主要与靶基因的3′UTR结合参与生物体基因的表达和调控过程。已经证实许多miRNA通过对靶标的调控,在支原体肺炎感染过程中起重要作用。为验证miRNA-411a与预测的靶基因 FLT3间存在相互作用,采用生物信息学方法分析预测其二级结构,利用荧光定量PCR技术分析miRNA-411a的正常表达和过量表达后靶基因 FLT3的相对表达量,双荧光素酶报告基因试验验证两者的相互作用。结果表明,miRNA-411a与其靶基因 FLT3能形成典型的二级茎环结构;在过量表达miRNA-411a后,其靶基因 FLT3的表达量显著降低。综上所述,miRNA-411a是通过与 FLT3的3′UTR结合而发挥作用,确定 FLT3是miRNA-411a的靶基因。     

扶桑绵粉蚧钙调蛋白基因的原核表达与表达谱分析

【目的】探究我国重要入侵生物扶桑绵粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley)钙调蛋白基因(PsCam)在各虫态中的表达差异及PsCam蛋白在体外的异源表达,为进一步揭示PsCam的生理功能提供参考。【方法】克隆PsCam基因的ORF,推导其编码的氨基酸序列,采用生物信息学方法,分析扶桑绵粉蚧钙调蛋白的结构。构建PsCam原核表达载体,将其转化到大肠杆菌中进行诱导表达,并对产物进行纯化。采用实时荧光PCR方法,分析该基因在扶桑绵粉蚧各个虫态中的相对表达量。【结果】扶桑绵粉蚧钙调蛋白基因的氨基酸序列分析结果显示,该蛋白没有信号肽,具有2个EF-hand钙结合结构域,有13个Ca2+结合位点。成功构建了原核表达载体pET28a-PsCam,经诱导表达后获得了重组的Cam蛋白,目的蛋白的分子质量约为17ku。PsCam mRNA在不同虫态的扶桑绵粉蚧中都有表达,在成熟雌虫中的表达量最低,在1龄幼虫中的表达量最高,是成熟雌虫的7.1倍。【结论】在原核表达系统中诱导表达了重组PsCam蛋白;PsCam基因在扶桑绵粉蚧不同虫态中差异表达。     

黑羽番鸭LPL基因克隆及在肌肉发育中的表达规律

脂蛋白脂酶(LPL)是水解甘油三酯的关键性酶,可以为细胞提供游离的甘油三酯,并作用于脂蛋白循环,与机体的脂质代谢有密切关系。本研究利用同源克隆策略克隆黑羽番鸭LPL基因,并采用实时荧光定量PCR技术分析其在肌肉组织发育过程中mRNA表达规律。结果表明,黑羽番鸭LPL基因cDNA序列长度为1515 bp,包括了1485 bp的编码区,编码494个氨基酸。与禽类LPL基因核苷酸和氨基酸序列同源性均在90%以上,与人和哺乳动物同源性在70%~75%之间。实时荧光定量PCR检测结果显示,LPL基因在第2周龄胸肌中mRNA表达量较低,然后开始上升,达到最大值再出现下降并保持在一定水平上;公鸭腿肌表达规律和公鸭一致,但是母鸭腿肌表达量呈波浪状。     

瓠瓜KNOX基因家族全基因组鉴定及组织表达分析

【目的】 探明瓠瓜KNOX基因家族特征,在瓠瓜全基因组水平上对KNOX基因家族成员进行鉴定和分析,研究其组织表达模式。【方法】利用生物信息学方法,对瓠瓜KNOX家族基因成员进行鉴定、编码蛋白理化性质分析及家族成员结构域和保守基序分析,利用MEGA 5.05软件构建系统进化树,采用实时荧光定量PCR技术,分析KNOX基因在瓠瓜不同组织（根、茎、叶、花、果实）中的表达情况。【结果】鉴定到12个瓠瓜KNOX家族基因,这些基因分布在6条染色体上,且均定位于细胞核。大多数瓠瓜KNOX家族蛋白含有同源异型盒蛋白特有的4种结构域KNOX1、KNOX2、ELK 和Homeobox_KN。系统进化分析将瓠瓜KNOX基因分为KNOX Class Ⅰ和KNOX Class Ⅱ 2大类群,2个类群又可进一步分为5个分支,其中Class Ⅰ-C为瓠瓜特有的进化分支。KNOX基因启动子区有多个激素响应元件和植物生长相关元件。组织表达分析发现,瓠瓜KNOX基因具有不同的表达模式,KNOX Class Ⅰ类基因表达具有组织特异性,在根、茎和果实中表达量较高,在其余组织中表达量较低或不表达,其中Lsi04G014450在根和茎中表达量最高,Lsi11G006380在果实中表达量最高;KNOX Class Ⅱ类基因在所有组织中均有较高表达。【结论】瓠瓜KNOX基因家族有12个成员,分布于6条染色体上,在进化关系上可分为5组,具有瓠瓜特有的进化分支,在不同组织中的表达具有特异性。     

扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因的克隆及不同发育阶段的表达分析

【目的】扶桑绵粉蚧是我国重要的入侵生物,其繁殖能力强,能危害棉花、扶桑、向日葵、南瓜、番茄等多种我国重要的经济作物。克隆扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）基因,可为揭示扶桑绵粉蚧GSTs的生理功能提供参考。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因全长,并采用生物信息学方法分析其结构特征,用实时荧光定量PCR的方法研究其各个虫态的表达谱。【结果】克隆了扶桑绵粉蚧谷胱甘肽S-转移酶基因全长序列,该基因的开放阅读框包含651 bp的片段,编码217个氨基酸。DNA编码区由4个内含子和5个外显子组成,内含子的长度分别为90,123,67和70 bp;分隔的5个外显子的长度分别为18,50,96,80和500 bp。功能域分析结果显示,该蛋白在N末端和C末端均有GST的类似结构位点。多序列比对及系统进化树构建结果表明,该蛋白属Zeta家族GSTs,将其命名为PsGSTzl。PsGSTzl mRNA在扶桑绵粉蚧的不同虫态中都有表达,在1龄幼虫中的表达量最高。【结论】成功克隆的PsGSTzl基因在不同虫态中差异表达,为进一步揭示该基因在虫体的代谢作用奠定了基础。     

牦牛bta-miR-1434-5p和Smad1基因组织表达谱及荧光素酶报告载体构建

为探索牦牛Smad1基因与bta-miR-1434-5p是否存在靶向关系,探究bta-miR-1434-5p分子调控可能机制,利用RT-PCR技术对bta-miR-1434-5p和Smad1 mRNA在牦牛组织中的表达谱进行检测,并构建pmiR-RBREPORTTM双荧光素酶报告载体对牦牛Smad1基因3′端非翻译区(3′UTR)与bta-miR-1434-5p的靶向关系进行研究。结果表明:Smad1基因mRNA在牦牛下丘脑、垂体、心、肝、脾、肺、肾、骨骼肌、淋巴结、卵巢、输卵管、子宫组织中均有广泛表达;bta-miR-1434-5p除在牦牛输卵管中没有表达外,在其他组织均与Smad1基因mRNA共表达;获得牦牛Smad1基因3′UTR序列并成功构建野生型及突变型pmiR-RB-REPORTTM双荧光素酶报告质粒;荧光素酶活性检测发现bta-miR-1434-5p mimics对Smad1野生型质粒报告荧光没有明显的下调作用,由此推测btamiR-1434-5p与牦牛Smad1基因的该段3′UTR之间未发现明显互作。