山羊IGFBP-2基因的克隆、序列分析及其组织表达

【目的】克隆获得南江黄羊IGFBP-2（Insulin-like growth factor binding protein -2）基因的CDS区全序列,对其进行生物信息学分析,并分析IGFBP-2的mRNA和蛋白组织表达特征,为深入研究该基因在出生后山羊生长和发育过程中的作用以及表达调控提供基础资料。【方法】下载NCBI的GenBank数据库中公布的绵羊（Ovis aries,NM_001009436）和牛（Bos taurus,NM_174555）的IGFBP-2基因的mRNA序列,经序列比对后采用保守区域序列并利用Primer Premier 6.0软件设计克隆引物,经PCR扩增后采用TA克隆技术获取含有阳性克隆子的菌液,送公司测序得到山羊IGFBP-2基因的完整编码区序列,并利用EditSeq、DNAMAN 6.0、MEGA 6.0和ExPASy在线平台等软件对CDS区序列和其编码的氨基酸序列进行生物信息学分析;获得山羊IGFBP-2基因CDS区序列后,利用该序列设计实时荧光定量PCR（Q-PCR）引物,采用Q-PCR和蛋白质免疫印迹杂交（Western blotting）方法检测了IGFBP-2的mRNA和蛋白在出生后南江黄羊不同组织（心脏、肝脏、肺、背最长肌、半膜肌和臂三头肌）和不同发育阶段（3、30、60、90和120 d）的表达情况。【结果】①克隆得到954bp的南江黄羊IGFBP-2基因的CDS区全序列,碱基组成为GC含量69.39%,AT含量30.61%,共编码317个氨基酸残基,预测的山羊IGFBP-2蛋白分子量大小为33.8808 kD,等电点为7.82,二级结构由无规卷曲（68.14%）、α-螺旋（18.30%）和延伸链（13.56%）三种形式组成;蛋白结构域分析发现,IGFBP-2蛋白序列包含保守的IB（IGFBP homologues）和TY（Thyroglobulin type Ι repeats）结构域,IB结构域位于第37-125位氨基酸处,TY结构域位于第250-302位氨基酸处;②磷酸化位点预测发现,IGFBP-2蛋白中存在Ser（5）和Thr（7）共12个磷酸化位点;糖基化位点预测发现,IGFBP-2蛋白序列中存在10个N-糖基化位点和2个O-糖基化位点;③CDS区序列相似性比较发现,山羊IGFBP-2与绵羊、牛、猪、人和小鼠的相似性分别达到98.99%、97.73%、87.12%、78.33%和76.26%;氨基酸序列相似性比较发现,山羊IGFBP-2与绵羊、牛、猪、人和小鼠的相似性分别达到99.24%、98.10%、87.07%、70.27%和73.00%;④系统进化树分析发现,山羊IGFBP-2与绵羊和牛的亲缘关系最近;⑤组织表达分析表明,IGFBP-2在肝脏中的mRNA和蛋白的相对表达量均最高(P<0.01),背最长肌次之;在不同发育阶段的肝脏组织中,IGFBP-2 mRNA和蛋白相对表达量均呈现一直上升的趋势;在不同发育阶段的背最长肌组织中,IGFBP-2的mRNA表达水平呈现一种“上升-下降-上升”的波动平衡。【结论】获得了山羊IGFBP-2基因完整的编码区序列和组织表达特征,生物信息学分析发现IGFBP-2基因的编码区序列具有物种间的保守性,肝脏是山羊IGFBP-2 的mRNA和蛋白表达的主要组织,同时在山羊不同发育阶段的肝脏和背最长肌组织中,IGFBP-2基因的mRNA和蛋白表达丰度呈现一定的规律性,表明IGFBP-2基因可能在出生后山羊的早期生长发育过程中发挥着重要的作用。     

绵羊NICD基因的克隆、真核表达及其序列分析

采用RT-PCR技术扩增绵羊Notch基因胞内段功能结构域(NICD),将其克隆到慢病毒表达载体中,在293T细胞中对其进行真核表达,通过Western blotting鉴定其蛋白表达,进一步对NICD核酸和氨基酸序列进行分析。结果表明,首次克隆获得绵羊NICD基因,该基因序列为2 388bp(GenBank登录号为KF318190.1),编码795个氨基酸,重组蛋白分子质量为110ku左右。序列分析结果显示,核酸序列与牛、马、人和小鼠的同源性分别为96%、90%、87%和83%,进化上与牛的关系最近;蛋白序列与牛、马、人和小鼠的同源性分别为96%、90%、87%和84%,预测二级结构可能存在26个α-螺旋、13个β-折叠、66个转角和64个无规则卷曲。     

绵羊肺炎支原体延伸因子EF-P基因的克隆、表达及其重组蛋白免疫原性研究

为筛选绵羊肺炎支原体(MO)免疫相关蛋白,以MO新疆流行株基因组DNA为模板,通过PCR扩增其EF-P基因,测序后对其编码蛋白进行分子特征分析;用生物信息学软件预测其抗原表位集中区编码片段;进一步将该基因片段克隆入pET-32a(+)中,构建原核表达载体pET-32a(+)-EF-P,将pET-32a(+)-EF-P质粒转化至感受态细胞Escherichia coli BL21(DE3)中,IPTG诱导目的蛋白表达后,检测重组蛋白反应原性和免疫原性。SDS-PAGE结果显示,EF-P重组蛋白分子质量为29.5ku;Western blot结果显示,该重组蛋白可被MO阳性血清特异性识别,证实其具有良好的反应原性;小鼠免疫试验结果显示,该重组蛋白可诱导机体产生特异性抗体,采用正向间接血凝方法检测效价可达1∶64,提示其具有较强的免疫原性。     

中华鲟促甲状腺激素β亚基基因（TSHβ）cDNA序列的克隆及其表达分析

【目的】克隆中华鲟(Acipenser sinesis)促甲状腺激素β亚基(TSHβ)基因,分析其序列特征和进化特征,研究其在中华鲟中的组织表达特征和不同年龄垂体中的差异表达,为中华鲟生长发育调控研究提供基础数据。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE),克隆中华鲟TSHβ,对其cDNA序列及其推导的氨基酸序列进行序列特征分析和系统发生分析;采用实时荧光定量PCR(Real-time PCR)方法,对TSHβ-mRNA在中华鲟肝、心、脾、性腺、肠、垂体、下丘脑、中脑、端脑、小脑和延脑等组织中的表达状况,以及在1,3,5龄中华鲟个体垂体中的表达差异进行研究。【结果】克隆获得TSHβ基因,该cDNA序列全长649bp,5′和3′端非编码区分别为142和75bp;开放阅读框432bp,编码143个氨基酸。TSHβ亚基成熟多肽含有12个半胱氨酸(Cys)和2个N连糖基化位点。氨基酸序列多重比对表明,中华鲟TSHβ与促滤泡激素β亚基和促黄体激素β亚基的一致性分别为36%和35%,但与糖蛋白激素α亚基的一致性约为10%。与其他脊椎动物的TSHβ氨基酸序列进行比对发现,中华鲟TSHβ亚基与西伯利亚鲟一致性最高(98%);与鱼类、两栖类、鸟类和哺乳类的序列一致性分别约为44%,55%,56%和60%;脊椎动物TSHβ的Cys和N连糖基化位点位置高度保守。TSHβ亚基仅在中华鲟垂体中有表达;3龄雄性个体垂体中TSHβ的表达量约为1龄的9倍,3龄和5龄雌性个体垂体中的表达量均约为1龄的5倍左右。【结论】成功获得了中华鲟TSHβ亚基基因,该基因具有与其他动物TSHβ相似的结构和表达特征;雄性个体表达量高于雌性个体,其在中华鲟个体的生长发育过程中表达量上升。     

NELL1和FMO3基因mRNA在绵羊肝脏与脂肪组织中的表达

旨在探究不同营养水平及不同生长阶段脂尾型绵羊NELL1和FMO3基因mRNA的组织特异性表达模式。选择健康、体质量相近的9月龄滩羊、同羊、哈萨克羊和西藏羊(羯羊)各3只,活体采集尾部脂肪样品。选择健康4月龄滩羊112只随机分为4组,公母各半,每组4个重复,每个重复7只羊。根据体质量增加目标分为3个阶段:22~28kg,28~35kg,35~40kg,每个阶段各组分别饲喂不同营养水平的日粮。每个生长阶段结束时采集肝脏、肾周脂肪、尾脂、皮下脂肪的组织样品,提取样品总RNA,采用实时荧光定量PCR的方法分析NELL1和FMO3 mRNA的表达差异。结果表明,FMO3 mRNA在哈萨克羊尾脂中的表达量最高,在同羊、滩羊、西藏羊尾脂中依次下降,且差异显著;NELL1 mRNA在西藏羊尾脂中的表达量最高,在滩羊、同羊、哈萨克羊中的表达量依次下降;营养水平和月龄对尾脂和肝脏中NELL1和FMO3 mRNA的表达水平有显著影响,而对皮下脂肪和肾周脂肪中NELL1和FMO3 mRNA的表达影响不显著。表明FMO3mRNA的表达水平与脂肪沉积呈正相关,而NELL1 mRNA的表达水平与脂肪沉积呈负相关;NELL1与FMO3对绵羊尾脂和肝脏中的脂肪沉积起调控作用,为进一步揭示脂尾型绵羊体内脂肪沉积的调控机制提供理论基础。     

绵羊TGFβ2基因及其剪切体的克隆与生物信息学分析

旨在克隆绵羊TGFβ2(Transforming growth factor-β2)基因CDS,解析其序列及编码蛋白的生物学特性,为绵羊生产利用提供理论基础。采用PCR技术克隆获得TGFβ2基因的CDS,并进行生物信息学分析。结果表明:绵羊TGFβ2基因的CDS长度为1 329bp,编码442个氨基酸;其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2由于CDS部分缺失分别编码331和414个氨基酸。绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2编码蛋白的理论等电点分别为8.74、7.60和8.82,均存在1个信号肽和1个跨膜结构域,由α-螺旋、β-折叠、延伸及无规则卷曲构成;序列同源性分析发现,绵羊TGFβ2基因编码区的核苷酸和氨基酸序列与其他哺乳动物同源性较高,进化树分析表明,绵羊TGFβ2氨基酸序列与人类的进化关系较近,与斑马鱼较远;细胞定位分析表明TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2主要在细胞外基质中发挥作用,调控下游靶基因的表达。获得绵羊TGFβ2及其可变剪切体TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2完整的CDS,与TGFβ2转录本相比,TGFβ2-AS1和TGFβ2-AS2分别缺失111和28个氨基酸序列,其可能通过与TGFβ2转录本不同的分子调控机制发挥重要的生物学作用。     

青稞HbTsi1的克隆及其序列特征与表达特性分析

为了探究DREB类基因在青稞干旱胁迫下的表达模式,通过RT-PCR技术从抗旱品种‘喜马拉雅10号’中克隆其中的一个基因全长cDNA,并利用Real Time PCR方法研究其在干旱胁迫、复水条件下的表达情况。结果表明:从抗旱材料中克隆一个1 237bp全长cDNA序列,命名为HbTsi1(登录号:KJ699390)。生物信息学分析表明,该序列开放阅读框长为837bp,编码278个氨基酸序列,由HbTsi1的ORF推测所编码的蛋白,预测分子质量为30.33ku,等电点(pI)为6.11。Prosite Scan分析结果表明,该基因含有AP2/ERF domain profile家族特征基序、1个Bipartite nuclear localization signal profile、6个蛋白激酶C磷酸化位点、6个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点、5个N-豆蔻酰化位点、2个cAMP和cGMP依赖性的蛋白激酶磷酸化位点、2个氮糖基化位点。TMHMM预测该蛋白不含跨膜转移功能区。Signal IP3.0预测该蛋白没有信号肽,不属于分泌蛋白。PSORT亚细胞定位预测该基因所编码蛋白位于细胞质。推导的氨基酸序列同源比对分析结果表明,HbTsi1蛋白与短芒大麦的DREB蛋白具有较高的相似性。利用实时定量PCR方法研究HbTsi1在干旱胁迫条件下及复水后不同时间点的表达情况,发现HbTsi1在土壤绝对含水量为33.4%时表达量最高,随着土壤绝对含水量的下降而下调表达;当达到作物正常生长所需的土壤绝对含水量时又开始上调表达;进行干旱胁迫后(15.5%)基因表达量下降;复水后8h时恢复至最高表达水平。说明,HbTsi1基因可能是青稞抗旱节水的关键基因。     

绵羊Spry4基因的克隆、真核表达及序列分析

为探究Spry4在绵羊毛囊发育过程中的作用,以美利奴羊皮肤组织总RNA的反转录产物为模板,采用PCR技术扩增获得Spry4基因全长编码区,并克隆至pCRTMBluntⅡ-TOPT@vector载体进行测序。随后将ToPo-Spry4亚克隆至pcDNA3.0真核表达载体,再经脂质体转染至293T细胞表达,通过Western Blot鉴定表达产物,分析Spry4核酸和氨基酸序列。结果表明,首次克隆获得绵羊Spry4基因编码序列(GenBank登录号KP280032),序列长954bp,编码298个氨基酸,与其他哺乳动物氨基酸同源性达91%以上;预测Spry4蛋白不存在信号肽和跨膜结构域;Western Blot检测显示,重组表达的蛋白分子质量为36ku,与预期一致。     

小麦TaSPL17基因的克隆、组织特异性表达及原核表达分析

具有SBP结构域的SPL(SQUAMOSA promoter-binding protein-like)蛋白是一类植物特有的转录因子,在植物的生长发育过程中发挥重要的调控作用。为了进一步研究小麦基因TaSPL17的功能,本研究通过同源克隆的方法,从普通小麦品种‘小偃22’中克隆得到TaSPL17基因全长CDS序列。生物信息学分析表明,该基因开放阅读框长度1 158bp,编码385个氨基酸,理论分子质量40.25ku,理论等电点为9.12。半定量RT-PCR结果显示,TaSPL17在小麦根、茎基部、叶片、幼穗中均有表达,在幼穗和茎基部中表达量最高,根次之,在叶片中表达量最少,表明TaSPL17基因可能与小麦的分蘖和穗部的发育有关。将基因TaSPL17与载体pGEX6P-1连接构建原核重组表达载体pGEX6P-1-TaSPL17,然后将其转入大肠杆菌DH5α并对诱导表达的时间、IPTG浓度、温度进行优化,SDS-PAGE分析表明,融合GST标签的TaSPL17在温度37℃,IPTG浓度为0.4mmol/L,诱导3h后表达量最大,有助于进一步纯化TaSPL17蛋白质。     

山羊Eda基因的克隆、序列分析及表达

【目的】克隆山羊Eda基因CDS区全序列,并对其进行序列分析,研究Eda基因在毛囊生长周期不同阶段皮肤组织中的表达规律。【方法】以太行黑山羊为研究对象,采集其毛囊生长休止期、生长期和退行期背部皮肤组织,采用RT-PCR技术克隆山羊Eda基因,通过在线软件Blastn进行基因cDNA序列分析,用SMART进行氨基酸序列分析,利用SWISS-MODEL软件进行蛋白质结构分析;以β-actin为看家基因,采用实时荧光定量PCR技术对 mRNA在毛囊生长不同时期皮肤组织中的表达规律进行分析。【结果】太行黑山羊Eda-A1基因CDS区全长1 176 bp,编码391个氨基酸;Eda-A2比Eda-A1少6个碱基（nt1161-1166）,编码389个氨基酸;山羊Eda蛋白氨基酸序列相似性在不同物种间均大于90%。SMART分析表明,CDS编码的蛋白质包含了TNF、跨膜区以及胶原等结构域。SWISS-MODEL软件预测结果表明,Eda-A2与Eda-A1在蛋白质表面结构上存在明显差异。毛囊退行期的皮肤组织中,Eda mRNA表达量最高,且极显著高于毛囊休止期和毛囊生长期（P＜0.01）,毛囊生长期的表达量中等且显著高于休止期（P＜0.05）,毛囊休止期的表达量较低。【结论】Eda基因CDS区在物种间保守性较强,Eda mRNA在毛囊生长周期不同阶段表达量有差异,推测Eda基因对毛囊生长周期的调控有一定影响。     

绵羊毛囊的分离培养及生物学特性研究

采用Philpott方法分离毛囊并培养于无血清培养液和常规培养液。毛囊在2种培养液中的生长速度分别为0.181 mm/d和0.143 mm/d(3 d),差异不显著。在无血清培养液中,毛囊形态较常规培养液不规则,但生长速度与体内接近;而常规培养液中的转化生长因子(TGF-β)等生长因子对毛囊生长有抑制作用。     

蒙古绵羊皮肤毛囊的电镜结构观察

[目的]研究蒙古绵羊皮肤毛囊的超微结构,探讨其形态学特点在毛囊细胞凋亡和绵羊绒毛脱落机制中的可能作用。[方法]利用透射电子显微镜技术,对不同季节的蒙古绵羊皮肤毛囊进行电镜结构观察。[结果]蒙古绵羊皮肤表皮颗粒层中的细胞凋亡并不常见,不同季节的皮肤毛囊超微结构也没有明显差异。[结论]蒙古绵羊皮肤毛囊细胞的凋亡主要取决于皮肤组织中蛋白与基因的表达,尤其是Bcl-2/Bax蛋白及Bcl-2/BaxmRNA的表达变化。     

不同的体外培养条件对绵羊毛囊生长的影响

选择蒙古绵羊完整的生长期毛囊,分别培养于有血清及无血清的3种不同的培养基中,研究了不同的体外培养条件对绵羊毛囊生长的影响。结果表明,Williams E无血清培养基+胰岛素等相关药品培养液中培养的绵羊毛囊最接近于绵羊自然生长毛囊,表现出生长发育初期的结构特征,培养后期的毛囊尽管正常生长发育,但结构有了明显的变化。     

水貂毛囊发生发育规律研究进展及展望

通过对国内、外有关毛囊发育和毛囊周期活动调控分子的研究进展的回顾,结合毛囊发育规律及其研究意义进行综述,为今后研究水貂毛囊发生发育机理提供科研思路和理论基础。     

骨形态发生蛋白2（BMP2）基因在内蒙古绒山羊不同时期皮肤毛囊中的表达

 【目的】研究内蒙古绒山羊毛囊发育兴盛期和休止期BMP2基因在皮肤毛囊中的表达情况。【方法】功能分类基因芯片以及原位杂交技术。【结果】原位杂交结果表明,该基因在休止期毛囊毛干周围高表达,在兴盛期不表达;基因芯片结果显示,同兴盛期相比,休止期BMP2基因在皮肤中表达上调24.65倍。【结论】BMP2基因抑制内蒙古绒山羊皮肤毛囊发育,与维持皮肤毛囊处于休止期有关;该基因主要在皮肤毛囊的毛干周围发挥作用,从而达到维持皮肤毛囊发育处于休止期的作用。     

续随子ElDGAT1基因的克隆、序列分析及表达特性

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT)是植物三酰甘油(TAG)合成最后一步反应的关键酶和限速酶,属于酰基转移酶超家族。为探究续随子(Euphorbia lathyris L.)中二酰甘油酰基转移酶1(DGAT1)对于调控种子油脂合成的作用机理,依据续随子转录组数据,采用RT-PCR技术分离和鉴定出一个 DGAT1基因(命名为 ElDGAT1),运用生物信息学方法对获得的序列进行分析,通过qPCR技术研究 ElDGAT1基因在续随子不同器官中的表达特性。结果表明:从续随子中克隆获得 ElDGAT1基因的cDNA序列,编码区长为1 530 bp,共编码509个氨基酸;预测ElDGAT1蛋白定位于内质网上,且为疏水性膜结合蛋白;其二级结构以α-螺旋和无规则卷曲为主,编码的蛋白含有9个典型的跨膜螺旋区。基于DGAT1蛋白的系统发育分析表明:续随子与乌桕的亲缘关系最近,与橡胶树和木薯的同源性次之。qPCR检测结果发现, ElDGAT1基因在续随子根中表达量最低,种子中的表达量相对较高,在花后15 d、30 d、45 d的表达量呈递增趋势。研究结果为进一步分析续随子种子油脂合成积累的调控机理及 ElDGAT1 基因的生物学功能提供依据。     

Hoxc13 Expression Pattern in Cashmere Goat Skin During Hair Follicle Development

Hoxc13 has an important role in controlling hair formation. In this study, we examine the Hoxc13 RNA expression pattern of skin during embryo development. The result indicated that changes of the Hoxe13 gene expression and thickness of skin have a similar trend during hair follicle morphogenesis. In interpreting these results, we investigated whether the regulation motifs is in Hoxc13 intron, which is a 5.4 kb fragment. To blast with other mammals, we found a very conservative region in all mammal animals and two regions in livestock, such as cow, sheep, horse, dog, and so on, which are not in other Hox genes. We have examined putative pre-miRNA in this region, providing an entry point for elucidating currently unknown mechanisms that are required for regulating quantitative levels of Hoxc13 gene expression.     

绵羊Noggin基因的克隆、序列分析与原核表达

根据同源序列克隆原理设计一对引物,以绵羊脑组织总RNA的反转录产物为模板,利用RT-PCR扩增绵羊Noggin基因cDNA全长编码区,克隆到pMD-18T载体。测序验证后,提取pT-Noggin质粒经BamHⅠ和XhoⅠ双酶切回收目的条带,亚克隆到pET41a原核表达载体,转化BL21(DE3)菌,经IPTG诱导表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定表达产物。序列分析表明,绵羊Noggin基因的cDNA全长编码区(GenBank登录号为FJ751853)为699bp,编码232个氨基酸,与其他哺乳动物氨基酸序列同源性达到95%以上。SDS-PAGE结果显示,诱导表达的融合蛋白大小为60ku,与预期蛋白大小一致。Western blot检测结果显示,该蛋白为His融合蛋白。说明成功克隆了绵羊Noggin基因的编码区序列,构建了原核表达载体,在大肠杆菌中成功表达出目的融合蛋白。