猪MSTN基因生物信息学分析

[目的]对猪MSTN基因进行生物信息学分析。[方法]以从GenBank中检索到的猪、大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马、鸡和斑马鱼的MSTN基因CDS序列为材料,将该12个物种的MSTN蛋白序列调入DNAStar软件的Megalign程序,进行系统进化分析;并对猪MSTN基因的基本信息、内切酶图谱、编码蛋白二级结构、信号肽、跨膜结构以及蛋白质亚细胞定位进行分析。[结果]猪MSTN基因与大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马亲缘关系很近;该基因包含多个酶切位点;其编码的蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,分子量为42 791.3 u,等电点为6.98,包含375个氨基酸残基;蛋白二级结构上,含有20.53%的α-螺旋(Helix)、4%β-转角(Turn)、53.07%无规则卷曲(Coil)、22.4%伸展条(extenden strand)和1个跨膜结构区域;该蛋白定位于细胞外,作为信号肽的可能性很大。[结论]该研究为猪MSTN基因的进一步分析研究提供了参考依据。     

猪MSTN基因生物信息学分析(英文)

[目的]对猪MSTN基因其进行生物信息学分析。[方法]以从GenBank中检索到的猪、大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马、鸡和斑马鱼的MSTN基因CDS序列为材料,将该12个物种的MSTN蛋白序列调入DNAStar软件的Megalign程序,进行系统进化分析;并对猪MSTN基因的基本信息、内切酶图谱、编码蛋白二级结构、信号肽、跨膜结构以及蛋白质亚细胞定位进行分析。[结果]猪MSTN基因与大鼠、小鼠、狗、绵羊、山羊、牛、黑猩猩、人、马亲缘关系很近;该基因包含多个酶切位点;其编码的蛋白是一个疏水性不稳定蛋白,分子量为42791.3u,等电点为6.98,包含375个氨基酸残基;蛋白二级结构上,含有20.53%的α-螺旋(Helix)、4%β-转角(Turn)、53.07%无规则卷曲(Coil)、22.4%伸展条(extendenstrand)和1个跨膜结构区域;该蛋白定位于细胞外,作为信号肽的可能性很大。[结论]该研究为猪MSTN基因的进一步分析研究提供了参考依据。     

奶牛IL-8基因结构和功能的生物信息学分析

以奶牛IL-8基因为研究对象,运用生物信息学方法,对其编码的蛋白质结构、理化性质、信号肽、跨膜结构、亚细胞定位、二级结构以及高级结构进行生物信息学分析,并推测与其他物种的进化关系。结果表明:奶牛IL-8蛋白为稳定亲水性跨膜蛋白,定位于细胞外。二级结构以α螺旋和无规则卷曲为主,有2个Ser和2个Thr,可能成为蛋白激酶磷酸化位点,此外还有12个糖基化位点。保守结构域分析表明,奶牛IL-8蛋白有一个SCY锌指保守结构域。IL-8蛋白氨基酸邻接系统树分析表明,奶牛IL-8基因与绵羊的亲缘关系最近,具有较高的同源性。     

绵羊HTR4基因的生物信息学分析

利用生物信息学数据库及软件,对绵羊羟色胺受体4基因(hydroxytryptamine receptor 4,HTR4)进行生物信息学分析,以初步了解其结构并进行功能预测。结果表明,绵羊HTR4基因所含最大长度的开放阅读框为1 317 bp,编码438个氨基酸残基。HTR4基因编码的蛋白分子质量为49 437.09 KDa,理论等电点(pI)为8.32。亚细胞定位结果表明其编码产物主要定位于质膜(60.9%),且不属于分泌蛋白。HTR4蛋白不存在信号肽序列,存在7段跨膜结构且无低复杂性段区域,该蛋白的二级结构以α螺旋为主,且三级结构主要由α折叠缠绕形成。     

黄瓜CsGASA4基因克隆及生物信息学分析

选取霜霉病与棒孢叶斑病两种病害胁迫后,在抗病品种中上调表达、感病品种中下调表达的基因克隆。通过生物信息学分析,初步开展该基因编码蛋白理化性质分析、亲疏水性预测、亚细胞定位预测、蛋白质结构预测。结果表明,该基因编码区全长315 bp,编码104个氨基酸,编码蛋白属于GASA super-family,具有跨膜结构,存在明显信号肽。系统进化树显示与大马士革玫瑰亲缘关系最近,同源性最高。根据其编码蛋白将该基因命名为Cs GASA4,亚细胞定位于分泌系统囊泡中。研究为进一步探究该基因功能及挖掘黄瓜双抗基因奠定基础。     

山羊TYRP 1基因编码蛋白结构及功能的生物信息学分析

为进一步探明山羊酪氨酸相关蛋白酶1(TYRP1)基因的结构和功能信息,通过生物信息学方法对山羊TYRP1基因编码蛋白的一级结构、二级结构、亚细胞定位和三级结构进行预测和分析,同时构建TYRP1基因的系统发育树。结果表明:山羊TYRP1基因共编码537个氨基酸,其编码产物为不稳定的亲水蛋白。二级结构主要以α螺旋和β折叠为主,存在二硫键、信号肽和跨膜结构域。亚细胞定位山羊TYRP1基因编码产物主要存在于内质网中;山羊TYRP1与绵羊的关系最为密切,其次是家牛、牦牛、野猪、羊驼、家猫、人和家兔,上述物种的系统进化情况与其同源性基本一致。说明,TYRP1基因编码产物在长期的生物进化过程中保守性较强。     

牛SLC13家族基因编码蛋白的生物信息学分析

为研究牛溶质载体13(SLC13)基因编码蛋白的结构和功能,运用生物信息学软件对牛SLC13蛋白的理化性质、疏水性、二级结构及三级结构、序列保守基序、亚细胞定位、跨膜区进行分析,预测其蛋白质互作网络并构建不同物种SLC13基因家族编码蛋白的系统发育树。结果表明,牛SLC13蛋白的氨基酸数介于520～626个,亮氨酸含量最高,组氨酸含量最低,分子质量介于57.80～68.96 ku,其编码蛋白均为疏水性蛋白,除SLC13A2蛋白外的4个编码蛋白均为稳定蛋白。牛SLC13蛋白的二级结构主要由α-螺旋、β-转角以及无规卷曲组成,外显子数目介于11～16,除SLC13A3基因编码蛋白无Motif 10、SLC13A5基因编码蛋白无Motif 8外,其他编码蛋白序列均存在Motif 1—10,SLC13蛋白亚细胞定位于质膜、内质网和线粒体,SLC13A3蛋白在高尔基体中有少量分布。牛SLC13蛋白均为多次跨膜螺旋的内在膜蛋白,其以不同形式在生物学层面和分子功能层面发挥功能。系统进化分析发现,14个物种的SLC13A1、SLC13A4蛋白处于同一个较大分支,SLC13A2、SLC13A3和SLC13A5处于另一个较大分支,普通牛均与瘤牛、水牛、牦牛亲缘关系最近。     

胡麻SUC基因家族的鉴定与生物信息学分析

利用多个物种的SUC基因蛋白序列在胡麻基因组内进行BlastP分析,通过Pfam确认结构域,获得胡麻SUC基因家族成员,并进行基因结构分析;对蛋白分子量、等电点、信号肽、跨膜结构域、糖基化修饰位点、亚细胞定位、Motif及二级结构进行预测。结果鉴定得到12个胡麻SUC基因家族成员,大部分成员含有4个以上的外显子,10个以上跨膜结构域,并获4个特征性Motif。进化树分析显示,胡麻SUC分别属于SUT1、SUT2和SUT4家族。     

猪α干扰素基因克隆、进化及表达特性分析

为深入研究α干扰素在猪体内的调节和功能,本研究以猪为实验动物,通过RT-PCR扩增得到α干扰素基因全长编码区序列,提交Gen Bank数据库,获得登录号为"JQ839262"。生物信息学分析显示,该基因编码189个氨基酸,预测蛋白分子量为21.32 ku,等电点为6.37。蛋白质结构分析得出,IFN-α存在1个保守域,无跨膜结构,存在信号肽。疏水性分析显示其N端疏水,C端亲水。亚细胞定位显示,该蛋白分泌到细胞周质的概率为92.2%。系统进化分析表明,猪与牛、山羊的亲缘关系较近。同时通过荧光定量PCR法检测了α干扰素基因mRNA在猪13个组织中的表达量,发现在皮肤、肺、肌肉、心、脾中表达量较高。本研究为进一步研究猪α干扰素基因的表达调控奠定研究基础。     

小麦Ta-UBXl基因的电子克隆和生物信息学分析

用电子克隆方法获得了1个小麦U - box蛋白基因Ta- UBXI,采用生物信息学方法,对该基因编码蛋白从氨基酸组成、基本理化性质、跨膜结构域、疏水性/亲水性、亚细胞定位、高级结构及功能域等方面进行了预测和分析.结果表明:小麦Ta - UBXl基因全长2059 bp,具有完整的ORF编码框,编码553个氨基酸;在N端存在1个显著的UBX保守结构域,该蛋白序列不存在跨膜区或信号肽;生物信息学分析表明,在序列组成、高级结构及活性位点等方面,与其他禾本科植物的同类U - box蛋白具有高度的相似性.     

黄牛与牦牛 ANGPTL4_exon5多态性与生长性状的相关性

以5个地方黄牛及青海牦牛为研究对象,利用PCR-SSCP和DNA测序技术对367头黄牛与牦牛的类血管生长因子4基因的第5外显子（ANGPTL4_exon5）序列进行SNP检测,并分析该SNP与黄牛与牦牛生长性状的相关性。结果发现1个新的SNP多态位点（NC₀07305:g.C4899T）,并检测出CC、TT和CT3种基因型。黄牛和牦牛不同基因型与生长发育性状的相关分析显示,黄牛TT基因型个体的体质量（399.096±32.946）kg、体斜长（147.447±4.456）cm、胸围（175.188±5.814）cm和腹围（204.657±7.113）cm,显著大于CT基因型个体,依次为（275.636±51.266）kg、（126.470±6.933）cm、（154.031±9.047）cm、（178.911±11.069）cm,其余各项指标基因型间差异不显著。因此,该位点有可能作为黄牛生长性状辅助选择的标记之一。青海牦牛群体中没有发现与该基因座多态显著相关的性状。     

鲁西牛ANGPTL6基因的3个多态位点与其生长性状的关联性分析

【目的】揭示鲁西牛ANGPTL6 (angiopoietin-like protein 6)基因的遗传变异特征,发现与鲁西牛生长性状显著相关的候选分子标记,为鲁西牛分子育种积累基础资料。【方法】以183头鲁西牛血样为材料,运用DNA池测序和PCR-RFLP等技术检测ANGPTL6基因的序列变异。【结果】检测到鲁西牛ANGPTL6基因内含子中3个新的SNPs。χ2检验表明这3个多态位点均处于哈代-温伯格平衡状态（P＞0.05）。遗传变异特征分析显示,T2359C 和 G3258T位点属于中度多态性,C2403A位点属于低度多态性。连锁不平衡和单倍型分析表明,鲁西牛ANGPTL6基因3个多态位点之间为弱连锁,单倍型TCG（野生型）属于优势单倍型（频率为44.3%）。方差分析表明,单个的SNP和不同SNPs之间的组合均与鲁西牛生长性状有着显著或极显著的关联,杂合型个体的生长性状指标均高于纯合型个体。【结论】鲁西牛ANGPTL6基因的3个SNPs与其生长性状显著相关,并且杂合基因型个体明显优于纯合基因型个体,此结果可以应用于鲁西牛的分子育种实践。     

牛ANGPTL3基因的电子克隆与序列分析

运用生物信息学方法,对牛ANGPTL3基因的cDNA进行了序列分析,并对推导的牛AN-GPTL3蛋白结构与性质进行了初步分析。结果表明,牛ANGPTL3基因的cDNA由1 566个核苷酸构成,包括1 380 bp的开放阅读框,80 bp的完整的5′非翻译区和106 bp 3′完整的非翻译区,编码460个氨基酸。该基因cDNA编码区序列与野猪、狗、黑猩猩、人以及恒河猴编码区序列的相似性分别为90%,88%,87%,87%和86%,而推导出的氨基酸序列与野猪、狗、黑猩猩、人以及恒河猴的相似性分别为86%,86%,83%,83%和80%。利用该基因编码序列翻译的氨基酸序列与野猪、狗、黑猩猩、恒河猴和人同源基因相应序列构建分子进化树,结果表明,牛的ANGPTL3基因在上述5个物种中,与野猪的分子进化关系最近。     

海南黄牛IGF2R基因单核苷酸多态性及其生物信息学分析

【目的】明确海南黄牛胰岛素样生长因子2受体基因（IGF2R）遗传多态性及其在海南黄牛群体中的遗传分布情况，为进一步揭示IGF2R基因对海南黄牛生长性状的调控机理提供理论依据，也为分子标记辅助选择提供新的候选位点。【方法】构建海南黄牛DNA混池，通过PCR扩增和测序技术对海南黄牛IGF2R基因编码区（CDS）进行基因多态性分析，并以Chromas序列比对筛选出错义突变SNP位点；应用PCR-RFLP对202头海南黄牛个体进行基因型鉴定，同时对筛选到的SNP位点进行连锁不平衡及单倍型分析，评估海南黄牛群体中各单倍型的分布情况；通过生物信息学方法分析各单倍型和SNP位点对海南黄牛IGF2R基因CDS区mRNA二级结构、蛋白理化性质及蛋白二级结构的影响。【结果】在海南黄牛IGF2R基因CDS区共检测到4个错义突变SNPs位点，分别为SNP1（g.63977A>G）、SNP2（g.63999T>C）、SNP3（g.69772G>A）和SNP4（g.94987A>C），其中SNP1、SNP2和SNP3位点间呈强连锁不平衡状态。4个SNPs位点在海南黄牛群体中均表现为中度多态性，且处于Hardy-Weinberg平衡状态（P>0.05）。海南黄牛群体中存在4种单倍型（F>0.01），分别是H1（ATG）、H2（GCA）、H3（ACA）和H4（GCG）；各单倍型及SNP4突变型对海南黄牛IGF2R基因CDS区mRNA二级结构及其最小自由能均有影响。海南黄牛IGF2R蛋白为亲水蛋白，存在跨膜结构和信号肽，其二级结构主要由无规则卷曲和延伸链构成，α-螺旋和β-转角的占比较小。【结论】在海南黄牛IGF2R基因CDS区共检测到4个错义突变SNPs位点，在海南黄牛群体中均表现为中度多态性，且处于Hardy-Weinberg平衡状态。海南黄牛IGF2R基因SNP位点突变对其mRNA二级结构及稳定性均会造成影响，致使IGF2R蛋白二级结构肽链构象发生改变，进而对海南黄牛生长性状的调控造成影响。     

梅花鹿GHR基因完整编码区序列生物信息学分析

为了研究梅花鹿生长激素受体基因的结构和功能,从GenBank中下载梅花鹿、牛、山羊、猪、北极狐、大熊猫、人、猕猴、小鼠、大鼠、鸡、家鹅、绿头野鸭及金鱼的生长激素受体基因完整编码区及氨基酸序列,对梅花鹿与其他13个物种生长激素受体基因的完整编码区及其编码氨基酸序列进行相似性比对,并基于氨基酸序列构建系统进化树,利用BioEdit 7.0等软件对梅花鹿生长激素受体基因的碱基组成及其编码蛋白的理化性质和结构特征进行生物信息学分析。结果表明,梅花鹿与山羊、牛的生长激素受体基因氨基酸序列相似性较高,亲缘关系最近;梅花鹿生长激素受体基因完整编码区长度为1 905bp,编码634个氨基酸,A+T含量高于G+C;其编码的蛋白是一种分子质量为70.927 8ku、等电点为4.56的疏水性不稳定酸性蛋白;该蛋白含有1个信号肽,属于一种分泌型蛋白;存在1个强跨膜区、36个广泛磷酸化位点,二级结构元件以无规则卷曲为主。研究结果可为梅花鹿生长激素受体基因的进一步分析提供详细的生物信息学基础资料。     

驯鹿EGFR基因克隆及序列分析

以快速生长期雄性驯鹿(Rangifer tarandus)鹿茸顶端表皮组织为研究材料,提取其顶端表皮组织总RNA,参考GenBank数据库中牛、羊的表皮生长因子受体(EGFR)基因序列设计同源引物;采用RT-PCR技术、分子克隆技术首次成功获得雄性驯鹿茸顶端表皮组织EGFR基因编码区部分cDNA序列,片段大小为910 bp;Blast比对发现驯鹿EGFR基因与牛、羊、马、人、鲸、野猪的同源性分别是97%、96%、88%、86%、92%、89%,同源性均在85%以上,表明驯鹿EGFR基因在进化上比较保守;构建系统进化树发现驯鹿EGFR基因与牛亲缘关系最近,与人的亲缘关系最远;最后通过在线分析软件预测获得EGFR基因序列对应mRNA最小自由能二级结构。     

FABP4转基因牛的分子生物学鉴定

【目的】对前期获得的3头转基因牛进行分子生物学评价,包括转基因阳性鉴定、基因及蛋白表达水平的检测,旨在进一步为转基因牛的安全评价提供一些科学依据。【方法】根据GenBank上公布的牛FABP4基因（GenBank登录号：NM_174314）mRNA序列,利用兼并密码子对现有FABP4基因进行突变,并构建了pEGFP-C1-FABP4真核表达载体、通过细胞转染、体细胞核移植、胚胎移植技术获得3头转基因牛;分别采集了1号转基因牛不同组织样,2、3号转基因牛与野生型个体8、10、12、14月龄的血液样本,利用RT-PCR技术对所获转基因个体的阳性与否进行了鉴定;同时利用荧光定量PCR技术检测了1号转基因牛不同组织中外源性FABP4基因的表达情况,并分析了2、3号转基因牛在8-14月龄之间,外源性FABP4基因、内源性FABP4基因的变化趋势,并通过叠加转基因牛外源与内源性FABP4基因的表达量,分析了转基因牛和非转基因牛FABP4基因的整体表达水平差异;通过Western blotting技术分析了3头转基因牛外源性FABP4基因的蛋白表达水平。【结果】①对所获得的3头转基因牛RT-PCR检测发现,3头转基因个体各样本均在205 bp处产生条带,而妊娠母牛及阴性对照在205 bp处均未有条带出现,初步表明3头转基因牛均为转基因阳性。②实时定量PCR检测表明,1号转基因牛的外源性FABP4基因在多数组织均有较高表达,其中脂肪组织表达量最高、肾脏和背最长肌次之,肺部的相对表达量极低。3号转基因牛外源性FABP4基因的表达水平高于2号转基因牛,且2、3号转基因牛外源性FABP4基因的表达水平随月龄变化均呈现先上升后下降趋势;在内源性FABP4基因表达水平检测中发现,外源性FABP4基因的转入抑制了转基因牛体内内源性FABP4基因的表达,且随月龄变化转基因牛体内内源性FABP4基因表达水平均呈现上升趋势;野生型牛内源性FABP4基因的表达水平随着月龄变化逐步下降,而转基因牛体内内源性FABP4基因的表达量均低于野生型牛;通过对2、3号转基因牛外源与内源性FABP4基因相对表达量的叠加分析发现,转基因牛FABP4基因整体表达量较野生型大幅升高。③蛋白表达检测结果与mRNA检测结果基本一致,外源性FABP4基因在1号转基因牛除肺部外的各个组织均检测到外源FABP4基因的蛋白表达,其中背最长肌表达量最高;3号转基因牛蛋白表达水平高于2号转基因牛。【结论】获得的3头牛均为FABP4阳性转基因牛,且外源性FABP4基因在体内能够正常表达,转基因牛FABP4表达量较野生型大幅升高,同时外源性FABP4基因的转入抑制了内源性FABP4基因的表达。     

山羊FSHR基因编码蛋白的结构及功能分析

通过Prot Param和ProtScale等在线软件对山羊FSHR基因编码蛋白的理化性质、亚细胞定位及功能进行分析,分别使用Chou-Fasman和同源建模方法对二级、三级结构进行预测,并对采用邻近法构建的不同物种FSHR基因编码蛋白的系统发育树进行分析。结果显示,山羊FSHR基因编码蛋白由695个氨基酸残基组成,包含7个跨膜域和1个G蛋白耦合受体,属于不稳定蛋白,具有较高的亲水性;亚细胞定位结果显示,FSHR基因编码蛋白分布在内质网、液泡和线粒体内;二级结构主要是α螺旋,三级结构富含helix螺旋结构域和长链卷曲。对不同物种FSHR基因编码蛋白进行系统发育分析发现,与其他物种相比,山羊与绵羊、家牛、野猪亲缘关系较近,系统发育分析结果与其动物学分类结果一致。