西农萨能奶山羊gBTN1A1基因的筛选、克隆及序列分析

利用抑制消减杂交技术研究同一只西农萨能奶山羊泌乳中期和末期的乳腺组织差异表达基因,以泌乳中期乳腺cD-NA为测试组,末期乳腺cDNA为驱动组,构建消减文库,得到山羊(Capra hircus)嗜乳脂蛋白基因的部分序列。根据牛(Bos)和绵羊(Ovisaries L.)基因组序列进行电子拼接,并设计引物,得到山羊嗜乳脂蛋白基因的CDs区全序列,应用RT-PCR技术从山羊乳腺组织总RNA中扩增克隆了山羊嗜乳脂蛋白基因CDs区,命名为gBTN1A1,并登录GenBank(EF102891)。gBTN1A1基因开放读码框由1581个碱基组成,编码526个氨基酸,前26个氨基酸为推定的信号肽区域。gBTN1A1基因核苷酸序列与牛(NM-174508)、人(NM-001732)和鼠(AK145168)的同源性分别为97%、88%和84%,氨基酸序列的同源性分别为96%、84%和70%。其二级结构、跨膜区域及信号肽分析均与牛、人和鼠的BTN1A1基因相似。     

西农萨能奶山羊激素敏感脂酶基因CDS区的克隆与生物信息学分析

根据GenBank已收录的牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)和小鼠(Mus musculus)等物种激素敏感脂酶(HSL)基因序列的同源保守区域,设计特异性引物,利用RT-PCR技术,从西农萨能羊乳腺组织中克隆得到了山羊(Caprar hircus)HSL基因的CDS,并对其核苷酸序列和推导的氨基酸序列以及蛋白质结构进行了生物信息学分析.结果表明,山羊HSL基因CDS全长2 271 bp,编码756个氨基酸残基(GenBank登录号为:EU273879),与牛、人和小鼠的核苷酸序列同源性分别为96%、86%和79%;氨基酸序列的同源性分别为96%、85%和83%;其蛋白质的分子量为82 583.7 D,等电点为6.23,其氨基酸序列中存在较强的疏水区域,三级结构存在一个α/β水解酶折叠区域,该特征与牛、人及小鼠的HSL基本一致.     

西农萨能奶山羊甘油三酯水解酶基因(ATGL)的cDNA克隆与组织表达分析

甘油三酯水解酶(adipose triglyceride lipase,ATGL)是水解甘油三酯的关键酶.本研究采用RT-PCR和RACE技术,分离并克隆了西农萨能奶山羊(Capra hircus)ATGL基因的cDNA序列,其全长2 074 bp(GenBank收录号为:GQ918145),包括5'UTR 141 bp,CDS 1 461 bp,和3'UTR 472 bp,该基因编码486个氨基酸(GenBank收录号为:ADD25174).经氨基酸序列分析发现,山羊与GenBank中牛(Bos taurus)、大鼠(Rattus norvegicus)、小鼠(Mus musculus)、猪(Sus scrofa)和人(Homo sapiens)的ATGL的相似性较高,均在85%以上.经蛋白质结构分析表明,其蛋白质的分子量为53 243.4 D,等电点为7.4,具有GXSXG(氨基乙酸-X-丝氨酸-X-氨基乙酸)脂肪酶活性特征结构和Patatin结构域及α/β水解酶折叠域,在N端存在跨膜螺旋结构,并且整个序列中不含信号肽.此外,本研究还通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术对A TGL基因进行了组织表达分析.结果表明,在所检测的12个组织或器官中均有A TGL mRNA存在,其中皮下脂肪组织中表达最丰富,并且远远高于其它组织或器官,肺、乳腺次之,心脏相对最少.ATGL基因在奶山羊的乳腺组织中具有较高的表达水平,为该基因的功能研究提供了实验依据.     

西农萨能羊47kD尾部相互作用蛋白基因(TIP47)的cDNA克隆、序列结构分析与组织表达

47kD尾部相互作用蛋白基因(tail-interacting protein47,TIP47)是影响脂滴形成和代谢的重要基因。本实验以西农萨能羊(Capra hircus)的乳腺组织为研究材料,采用RT-PCR和RACE,克隆了山羊TIP47基因的cDNA全长序列。结果得到TIP47基因cDNA序列全长1906bp(GenBank收录号为:HQ846827),包括5'UTR82bp,完整编码区1314bp及3'UTR510bp,编码蛋白质的氨基酸数为437,分子量47.36kD,等电点(pI)5.14。对TIP47基因的核苷酸和氨基酸序列分析发现,山羊的TIP47与GenBank中牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)、小鼠(Mus musculus)和猪(Sus scrofa)的TIP47相似性较高。蛋白质结构分析显示,TIP47不存在信号肽序列和跨膜结构;疏水性分析发现,其N端疏水性较强,中间靠近C端部分亲水性较强;三级结构分析发现,其C端呈大写的L形;该基因的遗传距离分析发现,山羊与牛的亲缘关系最近,其次是猪和人。通过RT-qPCR技术对TIP47基因进行了组织表达分析,发现所检测...     

西农萨能奶山羊脂联素受体1基因(AdipoR1)cDNA克隆、表达及功能分析

脂联素(adiponectin)具有改善胰岛素敏感性,调节脂肪酸代谢和参与细胞增殖和分化的功能。本研究参考Gen Bank中已收录的牛(Bos taurus)、小鼠(Mus musculus)和人(Homo sapiens)等物种脂联素受体1基因(adiponectin receptor 1,Adipo R1)序列的同源比对结果,设计和合成PCR扩增引物,采用反转录PCR和RACE技术,分离并克隆了西农萨能奶山羊(Capra hircus)Adipo R1的c DNA序列。结果显示,Adipo R1全长2 032 bp(Gen Bank登录号:HQ846828),包括开放阅读框(open reading frame,ORF)1 128 bp,3’非翻译区(untranslated regions,UTR)719 bp和5’UTR 185 bp,该基因编码375个氨基酸。通过氨基酸序列比对发现,山羊与牛、猪(Sus scrofa)、小鼠和人的Adipo R1相似性较高,均在95%以上。蛋白质结构分析表明,其蛋白质的分子量为42.44 k D,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。组织表达分析显示,该基因在肺中的表达量最高,小肠次之,在心脏中表达量最低,而其余8个组织中Adipo R1m RNA水平变化则比较平缓;奶山羊乳腺组织中Adipo R1表达量分析表明,Adipo R1的表达量在干奶期和泌乳盛期乳腺组织差异显著(P<0.05)。用不同浓度胰岛素(insulin)和催乳素(prolactin)处理奶山羊乳腺上皮细胞,结果发现,用胰岛素处理乳腺上皮细胞后,Adipo R1的表达量下调,在胰岛素浓度为50 nmo/L时效果最明显(P<0.01);用催乳素处理乳腺上皮细胞后,Adipo R1的表达量上升,在浓度为100 mg/m L时作用最明显(P<0.05),表明该基因在奶山羊乳腺上皮细胞中具有一定的调控作用。本研究为进一步揭示Adipo R1基因在奶山羊乳腺组织中的功能提供基础资料。     

gBTN1A1基因的筛选、克隆及序列分析

利用抑制消减杂交技术研究西农萨能羊泌乳中期和末期的乳腺组织差异表达基因，构建消减文库，得到山羊嗜乳脂蛋白的部分序列，根据牛和绵羊基因组序列进行电子拼接，设计引物，得到山羊嗜乳脂蛋白的CDs区全序列，应用RT-PCR技术从山羊乳腺组织总RNA中扩增克隆了山羊嗜乳脂蛋白基因CDs区，命名为gBTN1A1,并登录Genbank（EF102891）。gBTN1A1全基因由7个外显子和6个内含子组成，开放读码框由1581个碱基,编码526个氨基酸，gBTN1A1基因核苷酸序列与牛、人和鼠的同源性为97%, 88%, 84%，蛋白质序列的同源性为96%, 84% and 70%。其二级结构、跨膜区域及信号肽分析与牛、人和鼠相似，所以推测gBTN1A1与乳脂肪球的分泌密切相关，根据其在泌乳期表达丰度的差异推测其可能影响山羊产奶量。     

甘蔗茎成熟相关基因的分离与分析

随着甘蔗的成熟,甘蔗茎秆中积累的糖分在不断增加,其薄壁细胞的渗透压也在不断增加,这意味着大量与糖分积累和抗逆相关的基因也得到了大量的表达,对这些基因进行分离和鉴定有助于了解甘蔗茎成熟的分子机制。本研究以果蔗品种拔地拉（Badila）的成熟茎节与未成熟茎节为材料,利用抑制差减杂交技术（suppression subtractive hybridization,SSH）构建了甘蔗茎成熟相关基因的差减cDNA文库。挑取200个重组子进行测序,其中与甘蔗茎成熟相关基因片段有22个,包括2个与信号转导相关的cDNA片段,5个转录翻译相关蛋白,2个光合系统蛋白,8个物质能量代谢cDNA片段,抗逆、糖转运相关蛋白5个,另外还有一些片段通过GenBank搜索未发现有相关的同源序列,推测这些片段可能是功能未知的新基因。这些基因的获得为进一步提高甘蔗的糖分和抗逆性打下了良好的基础。     

3个澳洲坚果MYB蛋白靶基因的克隆与生物信息学分析

【目的】为阐明澳洲坚果MYB (v-myb avian myeloblastosis viral oncogene homolog)蛋白靶基因的功能及分子作用机制提供了科学的理论依据。【方法】基于澳洲坚果转录组数据和RT-PCR方法克隆澳洲坚果MYB蛋白靶基因,并利用生物信息学分析这些基因编码蛋白质的同源性、系统进化、理化性质、亚细胞定位、跨膜域和信号肽。【结果】获得了3个新的澳洲坚果MYB蛋白靶基因MiTOM1、MiTOM2和MiTOM3,GenBank登录号分别为MT319120、MT319121和MT319122。MiTOM1、MiTOM2和MiTOM3都包含典型结构域VHS-ENTH-ANTH,与其它植物来源的TOM蛋白具有极高的序列相似度,与荷花TOM蛋白(XP＿010260421.1、XP＿010244847.1和XP＿010260421.1)的序列相似度分别高达68.93%、75.76%和68.80%。MiTOM1、MiTOM2和MiTOM3蛋白均为亲水性蛋白。MiTOM1可能定位于细胞核,为非分泌蛋白和非跨膜蛋白;MiTOM2可能定位于细胞质,为跨膜分泌蛋白;MiTOM3可能定位于细胞核或微体,为非分泌蛋白和非跨膜蛋白。蛋白二级结构预测显示,MiTOM1、MiTOM2和MiTOM3二级结构主要含有无规则卷曲和α螺旋。【结论】MiTOM1、 MiTOM2和MiTOM3包含TOM家族典型结构域VHS-ENTH-ANTH,可能在澳洲坚果体内物质运输及控制形态发育方面起重要作用。     

桃MPK3基因的克隆、表达及生物信息学分析

为探究MPK3响应GA信号调控休眠解除的分子机理,以中油四号油桃为试验材料,通过实时荧光定量PCR发现GA诱导下MAPKs家族基因在桃芽中有不同程度的表达,其中PpMPK3响应GA正调控表现最强烈。利用MEGA6.0、MEME、GSDS、DNAMAN 6.0等软件对桃PpMPK3基因进行生物信息学分析,结果表明,PpMPK3的cDNA全长1 113 bp,编码370个氨基酸,蛋白分子量约为42.6 kD,理论等电点为5.62,属于亲水性不稳定蛋白。预测PpMPK3蛋白发生磷酸化修饰的位点有45个,不存在糖基化位点。PpMPK3蛋白的二级结构中α-螺旋占41.35%,延伸链占10.54%,无规则卷曲为48.11%。进化树分析表明,PpMPK3氨基酸序列与甜樱桃亲缘关系最近,同源性为99.73%。通过亚细胞定位发现,PpMPK3定位于细胞核。RT-PCR结果表明,PpMPK3的表达模式与休眠解除过程相一致,推测PpMPK3能够响应GA信号,促进休眠解除。本研究结果为桃设施栽培的休眠调控提供了一定的理论依据。     

西农萨能羊胰岛素诱导基因2(INSIG2)的克隆及组织表达分析

胰岛素诱导基因2(insulin induced gene2,INSIG2)是参与脂质形成和代谢调控的重要基因,而山羊乳腺中脂质合成和代谢与乳品质密切相关。为进一步明确它们之间的关系进而为改善山羊乳品风味提供科学支持。本实验以西农萨能羊(Capra hircus)乳腺组织为研究材料,采用RT-PCR技术克隆山羊INSIG2基因,并采用实时荧光定量(RT-qPCR)技术在山羊10个组织中对INSIG2基因进行了组织表达分析。研究获得了915bp的cDNA序列(GenBank登录号:JQ361767),其中编码区678bp,该基因编码225个氨基酸,预测蛋白质分子量为24.8730kD,等电点(pI)为8.77。通过核苷酸和氨基酸序列比对分析发现,山羊的INSIG2与GenBank中牛(Bos taurus)的相似性最高。蛋白质结构分析显示,INSIG2存在6个跨膜螺旋;疏水性分析发现,其N端和C端均具有亲水性;遗传距离分析发现,山羊与牛的亲缘关系最近,其次是猪(Susscrofa)。INSIG2基因的组织表达分析表明,INSIG2基因在10个被检测组织中均有表达,且肺组织中表达量最高,肌肉次之,乳腺组织的表达量居中,心脏组织中最低。研究结果为该基因在山羊乳腺组织中的功能研究提供依据。     

崂山奶山羊骨桥蛋白基因(OPN)部分片段多态性及其与生产性状的关联分析

骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种分泌型糖基化磷蛋白,在介导骨组织细胞与骨基质的连接过程中发挥重要作用.为了加快奶山羊的遗传进展,为奶山羊生产性状的标记辅助选择提供理论依据,本研究利用DNA混合池技术和高分辨率熔解曲线分析技术,检测了崂山奶山羊(Capra hircus)泌乳母羊的OPN基因多态性,并采用最小二乘方法分析其与泌乳和生长性状之间的关联效应.在所有174只样本中共检测到2个SNPs,即位于第5内含子I355位点的C/T(以C/r表示)和第7外显子E341位点的C/T(以M/N表示),其多态信息含量(PIC)分别为0.2773和0.3267,其等位基因和基因型频率在育种场(F)和育种户(P)群体中的分布不均衡,I355位点的P群体偏离Hardy-Weinberg平衡状态(P＜0.05),其他均处于平衡状态(P＞0.05).在与泌乳性状的关联分析中,P群体除电导性状以外的所有性状表型值均极显著(P＜0.01)高于F群体;I355位点上,CC基因型个体的脂肪含量显著(P＜0.05)高于CT和TT基因型个体,灰分和冰点性状显著(P＜0.05)高于CT基因型个体;E341位点上,等位基因N为非脂肪物、乳糖率、乳密度、乳蛋白率、冰点以及灰分6个性状的有利等位基因,所有性状差异均不显著(P＞0.05).在与生长性状的关联分析中,F群体的体重和体长均极显著(P＜0.01)高于P群体;P群体的尻宽和尻长极显著(P＜0.01)高于F群体;I355位点上,TT基因型个体的体重极显著(P＜0.01)大于CC基因型个体;E341位点上,等位基因M为体高和胸围的有利等位基因,MM和MN基因型个体的体重和尻宽极显著(P＜0.01)高于NN基因型个体,MM基因型个体的体长极显著(P＜0.01)高于NN基因型个体,MM基因型个体的体高、胸围显著(P＜0.05)高于NN基因型个体.本研究发现OPN基因突变位点I355与乳中脂肪和碳水化合物的含量相关,突变位点E341与奶山羊的生长发育性状有显著的关联效应,可以作为奶山羊部分生产性状的分子遗传标记.     

蛋鸭骨桥蛋白基因OPN的多态性与蛋品质性状的相关性研究

骨桥蛋白(osteopontin,OPN)是一种分泌型磷酸化蛋白,其可能在蛋壳形成过程中发挥作用。为了分析蛋鸭OPN基因单核甘酸多态性(SNPs)及其与蛋品性状的相关性,本研究以山麻鸭和绍兴鸭(Anas platyrhyncha domestica)各100个个体为研究材料,采用直接测序法进行OPN基因外显子7 SNPs的筛选。结果显示,山麻鸭中共发现8个突变位点,绍兴鸭有9个突变位点。在山麻鸭群体中,G544C、A671G,G672C、T761C和T873C 5处SNPs对部分蛋品性状有极显著或显著作用。而绍兴鸭群体中,A671G、G672C和T761C 3处SNPs对部分蛋品性状有极显著或显著作用。其中,山麻鸭A671G及G672C位点有3种基因型,对蛋壳厚度,BB型个体均值极显著高于其他基因型,对哈氏单位,AA型个体均值显著高于其他基因型。T761C位点有3种基因型,BB基因型对300日龄蛋壳厚度极显著优于AB/AB基因型。T873C位点,BB基因型在300日龄蛋壳厚度和蛋壳强度及500日龄蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳重均高于其他基因型。因此推断,位点T761C的B等位基因和T873C的B等位基因为改善蛋品性状的有利基因。绍兴鸭A671G和G672C位点在500日龄蛋形指数方面,AB基因型均值极显著高于AA和BB基因型。在T761C位点,BB型和AB型的300日龄蛋壳强度和蛋壳厚度均值显著高于AA基因型,在500日龄蛋形指数、蛋重、蛋壳重和蛋内容物重4个性状上,AB基因型均值略高于AA基因型,极显著高于BB基因型。结果表明,OPN基因可作为蛋品性状分子标记,为蛋鸭的标记辅助选择育种提供基础资料。     

绵羊甘露聚糖结合凝集素基因(MBL)全长DNA序列克隆及生物信息学分析

绵羊甘露聚糖结合凝集素(MBL)是肌体天然免疫系统的重要组成部分。根据人(Homo sapiens)和牛(Bos taurus)的MBL基因序列的同源保守区域,分段设计9对特异性引物,以中国美利奴羊(Ovis aries)血液基因组DNA为模板,经扩增、测序、拼接,首次克隆到长为4462bp的绵羊MBL基因组DNA序列,包括了该基因的启动子区、4个外显子和3个内含子,编码249个氨基酸;BLAST分析其与牛MBL-C编码的氨基酸同源性最高为96.39%,判定其为MBL-C型基因,并将该序列提交至GenBank(Accession No.FJ977629);通过Expasy网站预测其蛋白结构功能特征,1～19氨基酸为绵羊MBL基因信号肽区域,外显子1编码N-端富含胱氨酸区和8个Gly-X-Y重复序列的胶原样区,外显子2含有12个Gly-X-Y的胶原样区,外显子4编码的碳水化合物识别域(CRD)具有C型凝集素CRD的共同特征。本研究为国内首次报道绵羊MBL基因比较完整基因组DNA序列,为深入研究MBL的结构与功能以及MBL缺损的分子机制提供基础数据。     

奶山羊ELOVL6基因启动子的克隆及活性区域分析

超长链脂肪酸延伸酶6(elongase of very long chain fatty acids 6,ELOVL6)主要催化C12～C16饱和或单不饱和脂肪酸的延伸,是长链脂肪酸延长反应的限速酶.本研究根据云南黑山羊(Capra hircus)的基因组序列(Gene ID:NW_005100691.1)设计引物,以血液DNA为模板,利用PCR技术扩增得到西农萨能奶山羊(C.hircus)ELOVL6基因启动子的全长序列,通过缺失分析,构建了10个包含ELOVL6启动子不同缺失片段的荧光素酶报告基因载体,与海肾荧光素酶对照报告基因载体(pRL-TK)共同转染西农萨能奶山羊乳腺上皮细胞,利用双荧光素酶系统检测不同片段的启动子活性.结果表明,克隆得到ELOVL6基因启动子全长序列2 370 bp(包含转录起始位点上游2 168 bp),其与牛(Bos taurus)、人(Homo sapiens)和鼠(Mus musculus)的基因组序列同源性分别为94％、81％和80％,LO VL6启动子上无典型的真核生物启动转录元件TATA框.缺失突变研究发现,ELOVL6基因启动子前端存在负调控元件,启动子核心区域位于转录起始位点上游109～40 bp,该序列包含过氧化酶体增殖物激活受体(peroxisom prolifeator-activated receptor,PPAR)、肝X受体(liver X receptor,LXR)、胆固醇调节元件结合蛋白-1 (sterol-regulatory element binding protein-1,SREBP-1)、特异性蛋白1(specificity protein 1,Sp1)及核因子Y(nuclear factor Y, NF-Y)等转录因子的结合位点,本研究为ELOVL6基因启动子的功能研究提供理论依据.