线虫fat-1基因密码子优化设计

本研究旨在优化线虫fat-1基因,使其在牛肌肉组织中高效表达,为进一步生产fat-1转基因肉牛提供目的基因.试验在不改变fat-1基因编码氨基酸序列的基础上,参考了11个牛肌肉蛋白相关基因的密码子使用频率,对fat-1基因进行了密码子优化.结果发现,共改变了65个碱基,涉及65个密码子、7个氨基酸,约占fat-1基因总碱基数的5.38%,G+C含量从45.08%上升到50.04%,且分布均匀利于基因的表达.结构预测结果显示,该优化后的基因能够在牛肌肉中高效表达.     

秀丽隐杆线虫去饱合酶FAT1基因密码子优化及真核表达载体构建

ω-3长链多不饱和脂肪酸对人体的营养和健康具有重要意义,一旦缺乏将会引起人类各种疾病。去饱和酶FAT1基因是在线虫中合成ω-3长链多不饱和脂肪酸最关键的基因。为了对FAT1基因的密码子进行优化,并构建一个真核表达载体,利用JCat软件对FAT1基因进行了密码子优化,得到一个优化后的基因FAT1m。设计突变引物,利用重叠PCR法拼接全长FAT1m基因,并连接到pBudCE载体中。结果表明:FAT1m基因的16个密码子被改造,包括Val 2个,Ser 2个,Gln 8个,Leu 4个,但是并没有改变氨基酸序列。并且把FAT1m基因连接到pBudCE载体,成功构建了真核表达载体pBud-FAT1m。     

人溶菌酶基因的密码子优化设计及生物信息学初步分析

对猪乳蛋白密码子使用偏好性进行了分析,并基于其使用规则,在不改变编码氨基酸序列的基础上对人溶菌酶基因hLYZ的密码子进行了优化设计和生物信息学初步分析。研究结果表明,人hLYZ基因与猪乳蛋白相关基因的密码子使用频率存在明显差异,优化前后猪乳蛋白偏好性hLYZ基因（LYZ-Cas）共改变了109个碱基,约占hLYZ基因碱基总数的24.38%,G＋C含量由47.0%下降至43.8%。改造前后hLYZ基因CDS序列所翻译的氨基酸序列比对结果显示,其氨基酸序列没有发生变化,二级结构预测及Nc值计算显示,其能够在猪乳中相对高效表达。本研究旨在分析并比较优化前后hLYZ基因密码子的生物信息学变化,使其在猪乳蛋白中高效表达,对于生产富含人溶菌酶的hLYZ转基因克隆猪具有重要的理论意义,并且对于提高仔猪成活率,防治哺乳动物乳腺炎,提高乳品质等方面具有巨大的应用潜力。     

密码子优化的甲型H1N1流感病毒HA基因DNA疫苗在小鼠体内免疫保护效力研究

为了提高甲型H1N1流感病毒HA基因DNA疫苗的免疫原性,本研究将流感病毒rPan09(HA和NA来自A/California/04/09,其余6个片段来自PR8的重组病毒)的HA基因通过人工合成的方法将其密码子优化为哺乳动物体内偏嗜性密码子opti-HA,同未优化的rPan09的HA基因分别与真核表达载体pCAGGS连接构成重组质粒pCA-optiHA和pCA-HA转染293T细胞,48 h后采用间接免疫荧光的方法检测HA基因的体外表达情况,结果显示重组质粒pCA-optiHA的蛋白表达量明显高于pCA-HA。为评价这两种重组质粒的免疫及保护效力,选取6~8周龄雌性BALB/c小鼠,将质粒pCA-HA、pCA-optiHA以100μg/只的剂量,进行后腿肌肉多点注射,同时设立空载体pCAGGS对照,共免疫3次,每次间隔2周。结果表明DNA疫苗pCA-optiHA可显著提高小鼠的体液免疫和细胞免疫应答水平。三免2周后用107.45EID50的rPan09采用滴鼻方式进行攻毒,用Real-time PCR及制作肺组织石蜡切片检测DNA疫苗的保护效力。结果表明,pCA-optiHA免疫组的保护效力明显高于pCA-HA免疫组。本研究为进一步研究和设计有效的甲型流感病毒DNA疫苗奠定了基础。     

H1亚型猪流感病毒HA基因密码子优化的DNA疫苗免疫保护效力研究

DNA疫苗的免疫效果与抗原基因的表达量及表达抗原的免疫原性有直接关系。为了提高猪流感病毒（Swine influenza virus,SIV）HA基因DNA疫苗的表达量,增强其免疫效果,本研究通过人工合成的方法将H1亚型猪流感病毒A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）的HA基因密码子优化为猪体内偏嗜性密码子optiHA,同野生型A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）的HA基因分别与真核表达载体PCAGGS连接构成重组质粒PCAGGS—optiHA和PCAGGS—HA,然后分别转染293T细胞,48h后采用间接免疫荧光的方法检测Ⅲ基因的瞬时表达蛋白情况。将质粒PCAGGS—HA、PCAGGS—optiHA以100μg／只的剂量,采用后腿肌肉多点注射的方式,免疫6-8周龄雌性BALB／c小鼠,同时设立空载体PCAGGS对照。共免疫3次,每次间隔2周,三免2周后对每组以10^3.87 EID50的A／Swine／Guangdong／1／01（H1N1）进行攻毒。采用ELISA、血凝抑制试验、细胞因子检测和肺组织病毒含量测定等实验评价这两种DNA疫苗的免疫效果。结果表明,HA基因密码子优化的DNA疫苗可显著提高体液免疫和细胞免疫的应答水平,攻毒后免疫组PCAGGS—optiHA的保护效力明显高于免疫组PCAGGS—HA。这一结果为进一步研究和设计有效的SIVDNA疫苗奠定了基础。     

口蹄疫病毒VP1基因密码子偏好性分析

VP1蛋白是口蹄疫病毒(FMDV)的主要结构蛋白,可诱导机体产生中和抗体以及激发保护性免疫应答。为探究VP1基因密码子偏好性,筛选出其最佳体外表达系统,使用Visual Gene Developer、CodonW、GraphPad Prism等软件,对VP1基因进行密码子偏好性分析,同时将VP1基因密码子使用频率与大肠杆菌、毕赤酵母、昆虫杆状病毒和哺乳动物细胞表达系统作了比较。结果显示,VP1基因的CAI为0.21,ENC为55.43,GC3S为65.26%,表明该基因密码子使用偏好较弱并且密码子偏好以G/C碱基结尾。结合VP1基因与各表达系统密码子使用频率比值,发现其与昆虫杆状病毒表达系统频率比值差异最小且CAI最大,因此推断昆虫杆状病毒表达系统是FMDV VP1基因最适体外表达系统。本研究为FMDV亚单位疫苗研制等提供了技术基础。     

猪FUT2基因密码子使用偏好性分析及优化

为了揭示猪α-（1,2）岩藻糖转移酶2（FUT2）基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物（大肠杆菌、酵母菌和果蝇）基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。     

密码子优化型鸭甲肝病毒VP1基因在昆虫细胞中的表达

为了提高基因A型鸭甲肝病毒（Duck hepatitis A virus,DHAV）VP1基因在昆虫细胞中的表达水平,本研究根据昆虫细胞密码子偏爱性对野生型DHAV VP1（wtVP1）基因进行改造,合成了optiVP1基因,并利用Bac-to-Bac表达系统构建了重组杆状病毒rBacmid-wtVP1和rBacmid-optiVP1,分别转染对数生长期的sf9昆虫细胞表达VP1蛋白。转染72 h后,sf9细胞出现典型的细胞病变（cytopathic effect,CPE）, Western-blot和间接免疫荧光法（indirect immunofluorescence assay,IFA）检测结果表明VP1蛋白在重组杆状病毒感染的sf9昆虫细胞中获得了良好表达。用Image J软件对Western-blot扫描的图片进行灰度分析发现, optiVP1基因在昆虫细胞中的表达水平明显高于wtVP1。本研究为进一步研制诊断抗原和新型基因工程疫苗的开发奠定了基础。     

绵羊妊娠期生殖组织Flt-1基因的克隆及其组织表达量的检测

试验从雌性绵羊妊娠期不同阶段的输卵管、子宫内膜、卵泡组织中提取总RNA,根据已发表的绵羊Flt-1基因的cDNA序列设计引物,以β-Actin基因为内参,采用RT-PCR扩增绵羊Flt-1基因,将扩增产物克隆于载体后进行序列分析,并应用Kodak Science 1 D、Bandscan图像分析软件,推断出不同组织中Flt-1基因的表达量。结果表明,从雌性绵羊妊娠期不同阶段生殖道各组织上皮均获得82 bp的Flt-1基因的扩增片段,且Flt-1基因在雌性绵羊生殖道各组织内的表达量不同。说明Flt-1基因对绵羊的妊娠维持起着重要的作用。     

猪细小病毒NS1基因密码子偏爱性分析

为给猪细小病毒（Porcineparvovirus,PPV）主要非结构蛋白（NS1）基因选择良好的宿主表达系统提供参考依据,本研究运用EMBOSS在线分析软件的CHIPS和CUSP程序对PPVNS1基因进行密码子偏爱性分析。结果显示PPVNS1基因的CAI值为0．642,ENC值为39．703,这表明NS1在密码子使用上存在较明显的偏爱性,且第三位核苷酸尤其偏爱A或T;从与PPVNS1基因密码子使用频率比值上看,使用频率差异较大的在大肠杆菌有33个、酵母有26个、人有27个;PPVNS1基因共有71个大肠杆菌稀有密码子,并且还有多个稀有密码子多次串联成簇出现的情况。结果表明酵母等真核生物与其密码子偏爱性较为接近,可作为该基因体外表达宿主的首选。     

延边黄牛α-肌动蛋白1基因的多态性及其与生长性状的相关分析

试验旨在寻找肌内脂肪含量差异极显著的两组个体延边黄牛背最长肌组织差异表达基因,并分析其遗传多态性对生长性状的影响。应用引物退火技术获得了在肌内脂肪含量差异极显著的两组个体背最长肌组织差异表达α-肌动蛋白1(actin alpha 1,ACTA1)基因及其全长cDNA序列,该基因主要在心脏和背最长肌中表达。序列比对结果发现,在5'端非编码区193 bp处存在1个突变。采用PCR-RFLP方法对100头延边黄牛群体进行检测,发现AA、AG、GG 3种基因型,基因型频率分别为0.24、0.50、0.26;A、G等位基因频率分别为0.37、0.63。对该突变位点的多态性与生长性状的关联性进行分析,结果发现,在体长、体重和平均日增重上,GG基因型个体显著高于AA和AG基因型个体(P＜0.05);在胸围上,GG基因型个体显著高于AG基因型个体,但与AA基因型个体差异不显著(P＞0.05);在体高上,不同基因型之间差异不显著(P＞0.05)。初步认为GG基因型是提高延边黄牛体质量和体尺指标性状的有利基因型,提示ACTA1基因有可能作为延边黄牛生长性状的候选基因。     

TYRP1基因控制动物色素形成的研究进展

黑色素广泛分布于微生物、植物和动物体内,并具有重要的生理功能。作者综述了黑色素的形成过程并详细分析总结了TYRP1基因特征及其变异对动物肤色的影响,为研究乌骨绵羊和乌骨鸡乌质性状形成的分子基础提供依据。     

军牧1号白猪、杜洛克猪和藏猪的H-FABP 和LPIN1基因多态性分布

为探索H-FABP和LPIN1基因在不同猪种中的多态性分布情况,应用PCR-RFLP技术检测了61头军牧1号白猪、51头杜洛克猪和51头藏猪H-FABP和LPIN1基因的多态性分布。结果发现,军牧1号白猪、杜洛克猪和藏猪在H-FABP基因的Hinf Ⅰ多态性位点上均表现为单一的HH型,而Hea Ⅲ多态性位点上均表现出多态性,等位基因D的基因频率分别为0.1475、0.2255和0.7647,Msp Ⅰ多态位点上,军牧1号白猪表现为单一的aa型,杜洛克猪和藏猪则表现为多态性,等位基因A的基因频率分别为0.6078和0.4609。在LPIN1基因的Eco88 Ⅰ多态性位点上,杜洛克猪表现为单一的AA型,军牧1号白猪和藏猪表现为多态性,等位基因A的基因频率分别为0.4262和0.2059;在Bsh1236 Ⅰ多态性位点上,杜洛克猪表现为单一的TT型,军牧1号白猪和藏猪则表现为多态性,等位基因T的基因频率分别为0.7459和0.2059。     

家兔MC1R基因5'-侧翼序列的克隆及测序

毛色作为家兔的一种遗传标记,在品种特征、纯度鉴定及品种选育中均具有重要的作用。MC1R基因作为控制动物毛色的重要基因之一,其核苷酸序列多态性与多种动物的毛色表型相关。本试验根据GenBank中已知的兔MC1R基因核苷酸序列(登录号:AM180881)设计引物RMCR₁和RMCR₂,采用PCR-末端加尾法获得了兔MC1R基因5'端930 bp的未知序列,该序列与GenBank数据库中的已知序列同源性为99%。     

湖南省鸡蛔虫线粒体nad1基因部分序列的测定及分析

本研究旨在阐明鸡蛔虫湖南分离株线粒体烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）脱氢酶亚单位1（nad1）基因部分序列（pnad1）遗传变异情况。利用聚合酶链式反应（PCR）扩增鸡蛔虫的pnad1,应用Clustal X 1.81程序对序列进行比对。结果显示,所获得的pnad1序列长度一致,为408 bp。由于鸡蛔虫pnad1序列种内相对保守,种间差异较大,故可作为种间遗传变异研究的标记,从而为鸡蛔虫的分类鉴定及进一步的分子流行病学调查奠定了基础。     

内蒙古绒山羊褪黑激素受体1a基因外显子1 克隆及序列分析

参考GenBank上已发表的绵羊(登录号:15U14109)、人(登录号:U14108)、牛(登录号:U73327)、鼠(登录号:U52222)等物种褪黑激素受体(melatonin receptor 1a,MTNR1a)基因 cDNA序列设计引物,以内蒙古绒山羊基因组DNA为模板进行PCR扩增,得到257 bp的基因片段,将扩增产物进行克隆测序后与GenBank数据库进行序列同源性比较。结果表明,绒山羊MNTR1a基因外显子1序列与已发表的绵羊和牛该基因序列同源性分别为99%和96%,说明所得到的序列为绒山羊MNTR1a基因的外显子1序列。利用DNAStar软件分析,得到该基因序列的257个核苷酸。该序列包括5''UTR 23个核苷酸、翻译起始密码子ATG和N端78个氨基酸编码序列。     

天祝白牦牛Leptin和SCD1基因单核苷酸多态性与肌肉脂肪酸含量的关联性分析

试验旨在研究Leptin和SCD1基因多态性对天祝白牦牛肌肉脂肪酸含量的影响。通过对PCR产物直接测序,在Leptin基因外显子2和3共发现7个SNPs位点(其中4个是错义突变);在SCD1基因第5外显子区发现1个SNP位点(错义突变),对所有SNPs等位基因替代效应对25种单一脂肪酸、单一不饱和度指数、多不饱和度指数和去饱和效应指数的影响进行了检测。结果发现,SCD1基因SNP和Leptin基因3个SNPs位点在不同程度上影响到由饱和脂肪酸FA到单一不饱和脂肪酸MUFA的去饱和作用。说明除了SCD1基因对FA去饱和作用的影响外,Leptin基因错义突变也会对肌肉脂肪中FA的组成产生影响。