牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因载体构建与活性检测

【目的】构建牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,并检测其在C2C12细胞系中的表达活性。【方法】从牛外周血中提取基因组DNA,通过PCR方法从牛基因组DNA中克隆获得牛ATP5B基因的5′端转录调控区的1 898bp目的片段,通过设计引物逐段缺失后获得7个亚克隆,将其纯化后经SmaⅠ和KpnⅠ双酶切与pGL3-Basic载体连接,连接产物转化感受态细胞DH5α,得到牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,经脂质体基因转染法转染C2C12细胞系后,检测7个重组质粒的荧光素酶活性;运用在线软件Gen-omatix和TFSEARCH对ATP5B启动子区序列进行分析。【结果】成功克隆获得7个系列缺失的牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒pATP5B-1898、pATP5B-1607、pATP5B-1293、pATP5B-992、pATP5B-678、pATP5B-462和pATP5B-145;通过转染细胞和荧光素酶活性分析,可知构建的重组质粒均有启动子活性,且重组质粒pATP5B-678和pATP5B-462与空载体pGL3-Basic的荧光素酶活性差异极显著。软件分析结果显示,ATP5B基因启动子区域-763~-85bp存在多个重要转录调控元件。【结论】成功构建了7个系列缺失的牛ATP5B基因启动子双荧光素酶报告基因重组质粒,且证实-763~-230bp为牛ATP5B基因的核心启动子区域。     

牛LATS1基因启动子转录调控分析

【目的】探究牛大肿瘤抑制基因1（Large tumor suppressor gene1,LATS1）的组织表达规律,并初步鉴定其启动子区关键转录因子,以期阐明其转录调控机制。【方法】利用荧光定量PCR检测LATS1基因在牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、皮下脂肪、背最长肌、大肠、小肠、大脑、皱胃及睾丸组织中的相对表达量。克隆牛LATS1基因启动子的全长序列,通过逐段缺失PCR技术扩增7个缺失不同片段的启动子序列,并构建其双荧光素酶报告载体,分别转染小鼠C2C12和3T3-L1细胞系,通过检测不同缺失片段荧光素酶报告载体的活性,确定LATS1启动子核心区域。使用在线软件预测牛LATS1基因启动子核心区域的关键转录因子。【结果】LATS1基因在大脑、背最长肌、大肠、皱胃、肾脏中高表达。克隆了1 950 bp的LATS1基因启动子序列及其7个逐段缺失片段序列,并成功构建了pLATS1-1783/+167、pLATS1-1449/+167、pLATS1-1149/+167、pLATS1-837/+167、pLATS1-555/+167、pLATS1-298/+167和pLATS1-123/+167双荧光素报告载体。检测到牛LATS1基因启动子核心区域位于-298/-123区域。在线软件预测到牛LATS1基因启动子核心区存在肌细胞增强因子2（MEF2A）、转录激活因子5（STAT5）、同源异型盒基因5（HOXA5）、肌细胞决定基因1（Myod1）和靶向叉头框转录因子1（FoxO1）结合位点。【结论】克隆了牛LATS1基因启动子,明确了其核心区位于-298/-123区域;MEF2A、STAT5、HOXA5、Myod1和FoxO1可能对牛LATS1基因转录活性具有重要的调控作用。     

牛MyoG基因单核苷酸多态性分析

以皖东牛和广丰牛共128头牛为研究对象,采用PCR-RFLP方法检测牛MyoG基因的多态性。结果表明,在牛MyoG基因的外显子466碱基处发生G>C突变,检测到AA和AB 2种基因型,该位点的突变未引起氨基酸序列的变化。在皖东牛群体中AA基因型频率为23.66%,AB基因型频率为76.34%;在广丰牛群体中AA基因型频率为17.24%,AB基因型频率为82.76%。皖东牛的多态信息含量（PIC）为0.3606,广丰牛为0.3702,在该位点均处于中度多态。卡方检验表明皖东牛群体处于哈代-温伯格不平衡状态(P<0. 05);广丰牛处于哈代-温伯格平衡状态(P>0. 05)。     

拟南芥 AtNHX5基因启动子的克隆和组织定位分析

为了探明拟南芥内膜反向转运体 AtNHX5基因启动子（proNHX5）功能及基因的组织表达模式,从基因组中克隆 AtNHX5基因开放阅读框（ORF）上游侧翼调控区1 807 bp序列,发现该启动子具有典型启动子一般特征,不仅具有TATA-box、CAAT-box等核心元件,还含有与光响应、激素响应、逆境诱导响应和分生组织表达调控元件。构建 AtNHX5基因启动子与GUS的融合表达载体,通过农杆菌花序浸染法转化野生型拟南芥获得转基因植株。利用组织染色法鉴定转基因拟南芥的GUS表达模式,发现在子叶、下胚轴和花中有显著的GUS酶活性,成熟叶片和根中只有局部检测到GUS表达,在未成熟果荚中只有在果荚顶端和基部存在GUS酶活性,说明 AtNHX5基因启动子与GUS的融合表达载体成功构建且正常启动GUS基因表达,同时也表明, AtNHX5基因主要在这些部位表达,且表达具有时空特异性。     

植物凝集素MNB1基因启动子表达载体的构建及鉴定分析

近年来植物受逆境胁迫的影响日益严峻,而逆境胁迫是造成现代农作物减产的重要因素之一。MNB1基因是拟南芥中与甘露糖高度特异性结合的植物凝集素,具有多种生物学功能,对植物的生长发育及逆境胁迫的应答有着至关重要的调控作用。以拟南芥为试验材料,利用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）技术成功构建了ProMNB1:GUS植物表达载体,结合浸花法,成功将ProMNB1:GUS载体转化到拟南芥中,最终通过PCR鉴定分析获得ProMNB1:GUS阳性植株,为研究逆境胁迫下MNB1基因的功能及其转录水平的变化提供了重要的依据。     

SIRT1基因对牛卵泡颗粒细胞增殖及细胞周期的影响

【目的】探讨沉默信息调节因子1(Silent information regulator1,SIRT1)对牛卵泡颗粒细胞增殖及细胞周期的影响。【方法】选取牛卵巢上直径2～6mm的卵泡,用注射器抽取卵泡中的颗粒细胞,进行体外培养。根据牛SIRT1基因的核苷酸序列,构建了4条干扰载体(shRNA-SIRT1-1597、shRNA-SIRT1-1471、shRNA-SIRT1-1186、shRNA-SIRT1-1306)及1条阴性对照载体(shRNA-NC),利用脂质体将质粒转入牛卵泡颗粒细胞,通过实时荧光定量PCR法筛选出干扰效果最佳的干扰载体用于后续试验。以转染shRNA-SIRT1-1471的颗粒细胞为干扰组,转染sh-RNA-NC的颗粒细胞为阴性对照组,不做处理的颗粒细胞为空白对照组,采用CCK-8法检测转染后24,36,48和60h各组颗粒细胞增殖情况,用流式细胞术检测转染后24,36和48h各组颗粒细胞的细胞周期变化情况。【结果】转染后48hshRNA-SIRT1-1471干扰的颗粒细胞SIRT1表达量显著低于其他处理组(P0.05),故选用shRNA-SIRT1-1471作为最佳干扰载体。转染后24,36,48和60h,干扰组颗粒细胞增殖效果显著高于空白对照组和阴性对照组(P0.05);转染后24～48h干扰组与空白对照组和阴性对照组相比G1期细胞比例显著降低,S期细胞比例显著升高,从而使更多细胞进入M期进行正常的有丝分裂,促进细胞增殖。【结论】SIRT1能抑制牛卵泡颗粒细胞的增殖,并阻滞细胞周期的进程。     

秦川牛Gli2基因重组干扰腺病毒的构建

【目的】构建秦川牛醇溶蛋白2(Gli2)基因的重组干扰腺病毒,为研究Hh信号通路在秦川牛脂肪形成过程中的功能奠定基础。【方法】构建3条短发卡RNA(shRNA):shRNA-LY1、shRNA-LY2、shRNA-LY3,利用双荧光素酶报告系统检测其干扰效率。再用干扰效率较高的shRNA-LY3构建腺病毒干扰载体pAD/PL-DEST/CMV-GFP/U6-LY3,转染HEK 293A细胞进行腺病毒的包装并扩繁以提高病毒滴度。利用LaSRT法测定腺病毒的滴度,并将得到的病毒以不同剂量侵染秦川牛脂肪细胞,确定其最佳感染复数(MOI)。【结果】筛选得到shRNA-LY3干扰效率最高,达到85%;成功构建了秦川牛Gli2基因腺病毒干扰载体pAD/PL-DEST/CMV-GFP/U6-LY3,包装后获得了重组干扰腺病毒Ad-shRNA-LY3;LaSRT法测得其滴度为1×10~9 PFU/mL。腺病毒对秦川牛脂肪细胞的最佳MOI为50。【结论】成功构建了秦川牛Gli2基因腺病毒干扰载体,包装后获得了高滴度的重组干扰腺病毒Ad-shRNA-LY3,其对秦川牛脂肪细胞的最佳MOI为50。     

番茄红素合成调控基因 SISGR1的分子特征及sgRNA分析

旨在明确番茄 SlSGR1基因的分子特征及其sgRNA的分布，为利用CRISPR/Cas9 技术对 SlSGR1及其上游启动子序列进行定点突变或片段删除、调控 SlSGR1的表达为提高番茄果实的番茄红素含量提供技术支持。利用Blast分析番茄红素合成调控基因 SlSGR1的分子特征，结果表明 SlSGR1基因位于番茄第8号染色体，含4个外显子和3个内含子，编码区长度为819 nt，编码272 aa，其中48～200 aa为典型的staygreen superfamily保守结构域。基于对RNA-seq建立的 SlSGR1数字表达谱分析表明， SlSGR1呈果实特异性表达，在植株的根、茎、叶等部位不表达。利用在线工具CRISPRdirect 分析表明， SlSGR1外显子区域含有PAM为NGG的sgRNA有64条，其中1条为番茄全基因组上唯一邻近PAM 12 nt 特异性最高的种子序列，预示该sgRNA可用于番茄不同品种 SlSGR1基因的靶向编辑并可有效避免脱靶效应。对 SlSGR1上游1 500 bp启动子序列分析表明，该序列含有2条番茄全基因组上特异性较好的唯一sgRNA序列，7条分别含有不同顺式元件的sgRNA，意味着选用这些sgRNA进行基因编辑，可使所含的启动子元件序列发生突变致使功能变化，以提高番茄红素含量。     

拟南芥抗寒基因ICE1的克隆及功能分析

【目的】从野生型拟南芥中克隆抗寒基因ICE1,通过农杆菌介导法将ICE1基因转到烟草中,对其功能进行研究。【方法】以三叶一心期拟南芥幼苗为材料,提取其总RNA,通过RT-PCR扩增得到ICE1基因的完整开放阅读框序列;构建以抗除草剂Bar基因为筛选标记的植物表达载体pCAMBIA3301-ICE1,通过农杆菌介导法转入到烟草中,对阳性植株进行PCR检测和生理生化指标测定,并对ICE1基因在转基因烟草植株中的表达特征进行分析。【结果】成功克隆了拟南芥抗寒基因ICE1,其完整开放阅读框长1 485bp。系统进化树表明,拟南芥ICE1基因与其他物种的ICE1基因差别较大。用农杆菌介导法得到4株阳性烟草植株,Southern blotting检测证明,ICE1基因已经以单拷贝的形式整合到烟草基因组中。实时荧光定量PCR检测表明,ICE1基因在转基因烟草植株的根、茎和叶片中均有表达,且在叶片中的相对表达量最高。4℃低温环境下,与未转化植株相比,转ICE1基因烟草植株叶片的相对电导率降低了12.00%~17.65%,脯氨酸含量增加了13.28%~24.10%,丙二醛含量减少了7.09%~14.52%,过氧化物酶活性提高了9.39%~22.54%。【结论】克隆获得了拟南芥ICE1基因的完整开放阅读框序列,在烟草中转入ICE1基因可提高其耐寒性。     

美洲棉铃虫CYP321A1基因启动子区萤火虫荧光素酶报告基因载体的构建及活性测定

【目的】构建美洲棉铃虫细胞色素P450基因CYP321 A1启动子区萤火虫荧光素酶报告基因载体,为探索CYP321 A1基因的转录调控机制奠定基础。【方法】设计合成PCR引物,从美洲棉铃虫基因组DNA中扩增并克隆CYP321 A1基因的启动子区;将克隆的启动子片段插入载体pGL3-basic构建萤火虫荧光素酶报告基因载体p(-1 470/+64);用p(-1 470/+64)转染美洲棉铃虫脂肪体细胞系BCIRL-HzFB33,并用双荧光素酶报告基因检测系统分析该启动子活性。【结果】p(-1 470/+64)经双酶切、PCR鉴定及DNA测序分析鉴定准确无误;通过转染细胞和荧光素酶活性分析,证实所构建的重组载体p(-1 470/+64)可以反映CYP321 A1启动子活性;黄酮、花椒毒素处理极显著地增强了重组载体p(-1 470/+64)的荧光活性。【结论】成功构建了美洲棉铃虫细胞色素P450基因CYP321 A1启动子区萤火虫荧光素酶报告基因载体,CYP321A1启动子活性可以被植物次生物质黄酮、花椒毒素高度诱导。     

牛MyoG基因启动子的克隆与序列分析

根据G enB ank中已公布的人、猪和小鼠的MyoG基因的5′侧翼和部分第一外显子序列设计PCR引物,用touch-dow n PCR技术扩增了牛MyoG基因的启动子序列,构建了重组克隆载体pGEM-T-MyoG,并通过PCR扩增、限制性酶切对阳性克隆进行了鉴定、测序及生物信息学分析。结果表明,牛MyoG基因的启动子序列(G en-bank中注册号为AY 882581)长度为672 bp,其与猪、人和小鼠相应序列的同源性分别为94%,91%和88%,且其在不同物种之间具有一定的保守性。牛MyoG基因启动子的克隆与序列分析为进一步研究牛MyoG基因的表达调控奠定了基础。     

牛FoxO1基因启动子转录调控分析

为鉴定牛叉头框转录因子1(Forkhead box,FoxO1)的核心启动子区及其关键转录因子,利用PCR扩增牛FoxO1基因的启动子序列,同时设计7个逐段缺失片段引物扩增其启动子逐段缺失片段,进一步将其构建双荧光素酶报告载体并分别转染小鼠C2C12和3T3-L1细胞系,通过检测不同缺失片段荧光素酶报告载体的活性,以确定牛FoxO1启动子的核心区域;使用Genomatix和JASPAR在线软件预测牛FoxO1基因启动子核心区域的关键转录因子,采用定点突变试验在小鼠C2C12细胞系中初步鉴定预测的关键转录因子对FoxO1的转录调控作用。结果表明：1）成功扩增了牛FoxO1的启动子区1 920bp序列,获得了FoxO1基因启动子序列的7个逐段缺失片段序列;2）经双荧光素酶报告试验进一步证实,牛FoxO1基因核心启动子位于-285/-27区域;3）预测并通过定点突变试验鉴定出MEF2A、KLF4、HOXA5和KLF5转录因子对FoxO1基因的转录活性具有关键调控作用。综上,本研究初步鉴定出牛FoxO1基因启动子核心区（-285/-27）内转录因子MEF2A、KLF4、HOXA5和KLF5对F...     

猪生殖细胞特异性基因Sohlh1及启动子的研究

【目的】探究猪生殖细胞特异性基因Sohlh1在幼年和成年各组织中的表达情况,分子遗传进化特点,及其启动子的核心区域和特异性调控区间。【方法】通过RT-PCR验证猪不同时期不同组织Sohlh1基因的表达情况,通过生物软件分析其分子遗传进化特点,构建启动子验证载体,通过双荧光素酶分析基因启动子的核心区域和特异性调控区间。【结果】Sohlh1基因在仔猪与成年猪睾丸和仔猪卵巢中都有表达,在成年猪卵巢不表达;通过多个物种进化分析,Sohlh1基因随着脊椎动物从低等到高等的演变也在进化;通过双荧光素酶分析构建的启动子验证载体,猪Sohlh1基因的启动子的核心区域在78 bp附近,特异性调控区间在771~2 981 bp之间。【结论】基于Sohlh1基因的进化分析,作为试验动物模型,猪可能更优于啮齿类动物,其组织特异性表达可能主要通过其启动子特异性调控区间调控。     

小麦高分子量谷蛋白1Dx2基因启动子的克隆及功能鉴定

以小偃6号基因组DNA为模板,利用聚合酶链式反应扩增到1kb左右的核酸序列,将其克隆到pMD18-T载体上。经测序鉴定及序列分析后得知,该片段为小麦高分子量谷蛋白基因(HMW-GS1Dx2)上游启动子及信号肽编码区,共1050bp。将其与β-葡糖苷酸酶(GUS)基因编码序列融合,用基因枪法将构建的嵌合基因转入小麦未成熟种子及叶片,检测其瞬时表达活性。组织化学检测表明,由该启动子驱动的GUS融合基因能在种子中表达,而在叶片中却未见表达,从而证实此HMW-GS1Dx2启动子具有在小麦胚乳中高效表达的活性,为小麦胚乳生物反应器的研究奠定了基础。     

牛SRY基因的克隆与测序

以牛基因组DNA为模板,在一对特异性引物的引导下,利用PCR技术成功地扩增了牛SRY基因。纯化回收目的片段,克隆到pMD 18-T载体上,筛选阳性克隆测序,得到SRY基因两端的序列(5′端641 bp,3′端786bp)。与网上公布的牛SRY基因序列进行同源性比较,结果显示,牛SRY基因长度为2 713 bp,克隆的5′和3′端2个片段与网上公布的牛SRY基因序列对应片断的同源性分别为98.7%和98.1%。     

钩藤UrLAMT基因及其启动子的克隆与分析

【目的】克隆钩藤(Uncaria rhynchophylla)中马钱苷酸甲基转移酶(loganic acid methyltransferase,LAMT)基因及其启动子,对UrLAMT基因的组织表达及其对生物和非生物胁迫的响应进行分析,并对UrLAMT及其启动子的生物信息学进行分析,为进一步研究UrLAMT转录调控奠定基础。【方法】基于钩藤的转录组数据设计引物,采用PCR从钩藤cDNA中克隆UrLAMT序列,并对其进行生物信息学分析;采用实时荧光定量PCR,分析UrLAMT在钩藤不同组织(根、茎、叶、花、果实、钩)中的表达,以及对外源茉莉酸甲酯(MeJA)、遮光/复光胁迫的响应;利用FPNI-PCR技术克隆UrLAMT上游启动子序列,并验证其活性,结合酵母单杂交试验,分析相应转录因子与UrLAMT启动子的调控关系。【结果】克隆得到钩藤UrLAMT序列,其长度为1 137 bp,共编码378个氨基酸。UrLAMT蛋白质相对分子质量为42.64 ku,理论等电点为5.76,为亲水性蛋白,无信号肽,不含跨膜结构,定位在细胞质中;UrLAMT基因在钩藤叶中表达量最高,其次为根;UrLAMT均能响应MeJA和光;其与短小蛇根草和长春花的进化关系较近。UrLAMT启动子序列长度为1 141 bp,除核心响应元件外还含有多个光响应元件,UrLAMT启动子在酵母中与光调控转录因子HY5存在相互作用。【结论】获得了UrLAMT基因及其启动子序列,其在钩藤叶中表达量最高,可能受光诱导。