黄体期和卵泡期小尾寒羊KiSS-1与RFRP-3组织表达研究

为分析KiSS-1和RFRP-3基因在小尾寒羊不同繁殖时期(黄体期和卵泡期)下丘脑、垂体、性腺轴各组织中的表达差异,阐明这2个基因在绵羊发情转换中的表达模式,以常年发情的小尾寒羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术,对比分析了KiSS-1和RFRP-3基因在黄体期和卵泡期的小尾寒羊下丘脑—垂体—性腺轴各组织中的表达差异。结果表明:1)KiSS-1和RFRP-3基因在下丘脑、垂体、卵巢等10种组织中均有表达;2)黄体期和卵泡期下丘脑中KiSS-1基因表达量均显著高于其他组织(P0.05),卵泡期下丘脑和松果体中KiSS-1基因表达量均显著高于黄体期(P0.05);3)黄体期和卵泡期下丘脑和卵巢中RFRP-3基因的表达量均显著高于其他组织(P0.05),且卵巢中RFRP-3基因在黄体期的表达量显著高于卵泡期(P0.05)。综上,研究发现KiSS-1和RFRP-3基因在绵羊发情调控中均发挥重要作用,KiSS-1促进发情而RFRP-3抑制发情。     

草鱼JAK2基因片段序列的克隆及其组织表达分析

通过实时荧光定量PCR(RT-PCR)法从草鱼肝脏中首次克隆获得草鱼JAK2基因的片段序列。该片段序列长671 bp,编码223个氨基酸,氨基酸序列分析表明草鱼JAK2基因片段与其他物种的相似性在70%～91%之间;系统进化树显示,鱼类的JAK2独立聚成一支,草鱼与斑马鱼聚成一支,与鳜鱼和墨绿凹鼻鲀聚成的一支再聚成一支。实时荧光定量PCR分析表明,草鱼JAK2基因在肝脏、肌肉、脑、心脏、脾脏和肠系膜脂肪组织中均有表达,其中在肝脏组织中表达量最高,显著高于其他组织(P<0.05),其次是肌肉、脑、脾脏和肠系膜脂肪组织,在心脏组织中表达量最低,且显著低于其他组织(P<0.05)。本研究为进一步研究草鱼JAK2基因的结构和功能奠定了基础。研究亮点:JAK2基因在鱼类上的研究报道甚少。本研究首次克隆了草鱼JAK2基因片段序列;且发现JAK2基因在肝脏组织中表达量最高,心脏组织中表达量最低,为草鱼JAK2基因的结构及其信号转导等生理功能的深入研究奠定了基础。     

小麦TaWASI2基因克隆和表达

为了探讨小麦中wasi基因的结构与功能, 以大麦basi基因的EST为基础 ,通过电子克隆结合RT-PCR方法分离克隆获得了608 bp的小麦α-淀粉酶/枯草杆菌蛋白酶抑制剂基因TaWASI2.序列分析显示,所克隆的基因片段包含513 bp的开放阅读框,编码一个含有170个氨基酸的多肽,具有保守的STI结构域.通过半定量PCR对TaWASI2基因的表达特性分析表明: TaWASI2基因在种子发育过程中表达量逐渐增加;在胚乳中表达高于其他组织.     

黑安格斯牛CEBPA基因的克隆及生物信息学分析

【目的】探究宁夏地区黑安格斯牛CEBPA基因编码蛋白的结构与功能,为我国肉牛分子育种提供参考。【方法】以24月龄健康黑安格斯牛背最长肌组织为材料,使用GenBank中公布的牛CEBPA基因序列,对其CDS区设计特异性引物,进行编码区的扩增、基因克隆、测序,并对编码区进行功能生物信息学分析。【结果】黑安格斯牛CEBPA基因编码区长570 bp,编码189个氨基酸;CEBPA基因编码蛋白质无跨膜结构域,含有1个CpG岛,17个磷酸化位点,7个B细胞抗原表位,4个保守结构域,与bZIP_2蛋白存在重叠区域(113～165 aa),为非分泌型不稳定水溶性蛋白;空间结构以α-螺旋为主;CEBPA蛋白主要位于细胞核中,GO注释分析表明,其可能在生物过程中参与转录调节和DNA模板化,在分子功能中与脱氧核糖核酸结合转录因子活性相关,与亚细胞定位结果相符;在黑安格斯牛中未发现CEBPA共表达基因,但与其他有机体存在10个共表达基因;轮廓隐马尔可夫模型的生物序列同源搜索发现,黑安格斯牛CEBPA基因编码氨基酸序列与InterPro蛋白质数据库存在1 025条结构相似的同源序列,且主要分布在真核生物中;系统发育进化树分析表明,黑安格斯牛与牦牛的亲缘关系最近。【结论】CEBPA基因编码产物可能在细胞材料中发挥生物学作用,与GO注释和CpG岛分析结果一致,可用于CEBPA蛋白功能的研究。     

巨桉EgrCBF3基因的克隆与逆境响应表达分析

【目的】克隆巨桉(Eucalyptus grandis)抗逆相关基因EgrCBF3(GenBank登录号:JQ068829)的全长cDNA序列,分析EgrCBF3在低温、干旱、脱落酸(ABA)处理和高盐条件下的表达。【方法】利用RT-PCR结合RACE技术,克隆巨桉抗逆相关基因EgrCBF3全长cDNA序列;分析正常条件下,巨桉根、茎和叶中EgrCBF3的表达情况;同时采用qRT-PCR,分析不同低温(0,2,4,6,8℃)和4℃处理不同时间(2,4,8,24和48h),以及干旱、ABA和高盐等逆境条件下EgrCBF3的响应表达情况。【结果】EgrCBF3cDNA全长1 161bp,含有1个675bp的ORF,编码224个氨基酸,包含1个AP2结构域。该基因编码的蛋白与蓝桉中的CBF蛋白同源性最高,达97%。EgrCBF3在巨桉的叶、茎和根中均有表达,但表达量无明显差异。对不同低温和4℃不同处理时间条件下EgrCBF3表达的qRT-PCR分析表明,EgrCBF3基因受低温诱导,在2℃条件下诱导表达量最强;在4℃条件下随低温时间的延长,其诱导表达特性不变,仅略有波动。在100μmol/L ABA、200mmol/L NaCl和干旱处理条件下,EgrCBF3的表达不受ABA和盐胁迫的影响,但在干旱胁迫下被诱导。【结论】EgrCBF3响应低温胁迫诱导,同时可能也参与了干旱胁迫的逆境响应机制。     

中间锦鸡儿FAD2基因拷贝数检测及组织表达谱分析

【目的】探索中间锦鸡儿基因组中FAD2基因的拷贝数,分析不同拷贝的表达模式,以期揭示不同拷贝在植物体内的功能分工。【方法】根据中间锦鸡儿(Caragana intermedia)FAD2基因的保守序列设计1对引物SF和SR,利用该引物对PCR扩增制备114 bp的Southern检测探针,探针进行地高辛标记后,采用罗氏Southern杂交试剂盒进行Southern检测。根据中间锦鸡儿3个FAD2基因各自的特异差异序列,分别设计定量PCR引物序列,以actin基因为内参,对中间锦鸡儿的根、茎、叶及不同发育时期(发芽15,25,35 d)种子的cDNA进行定量PCR分析。【结果】中间锦鸡儿FAD2基因至少有4个拷贝,且不同拷贝的表达模式不同。FAD2-2A基因在根和发育中期、后期的种子中低水平表达,在幼嫩的茎、叶以及发育早期的种子中高水平表达;FAD2-1A基因在根中的表达量最低,在种子发育早期、中期大量表达,在幼嫩叶子中表达水平也较高;FAD2-1B基因仅在种子发育中期大量表达,在其他组织及种子其他发育阶段的表达量均保持在本底水平。在不同组织以及种子的不同发育时期,FAD2-1A相对表达量的变化幅度最大,达到了近100倍,FAD2-1B次之,FAD2-2A最小。【结论】结合序列比对分析推测:FAD2-2A基因可能主要负责合成膜脂中的亚油酸,FAD2-1A主要负责种子及叶子贮脂中亚油酸的合成,FAD2-1B负责种子贮脂中油酸的去饱和作用。     

牛BMPRⅠA基因cDNA的克隆及组织表达谱分析

【目的】克隆牛BMPRⅠA基因cDNA全长,以进行生物信息学分析和组织表达谱研究。【方法】运用生物信息学方法,结合RT-PCR和SMART RACE技术,对牛BMPRⅠA基因进行cDNA全长克隆和生物信息学分析,并通过RT-PCR方法进行了组织表达谱研究。【结果】克隆得到了牛BMPRⅠA基因4 067 bp的cDNA全长序列,通过核酸序列分析发现,该基因编码532个氨基酸,与人、黑猩猩、小鼠、大鼠、犬和红原鸡在核酸序列上分别有91%,93%,89%,88%,91%和82%的同源性;在氨基酸序列上分别有97%,95%,96%,95%,97%和91%的同源性。通过生物信息学分析发现,牛BMPRⅠA蛋白包含一个信号肽序列和一个跨膜区序列,其成熟蛋白可能位于细胞膜上。在牛卵巢、肝、肌肉、小肠、脂肪、子宫、肾脏、心肌、肺、胰腺、睾丸、乳腺、瘤胃、脾脏、淋巴、胸腺等组织中都检测到有BMPRⅠA基因表达。【结论】牛BMPRⅠA基因是一个功能重要、进化保守的基因,具有广泛的组织表达谱。     

拟穴青蟹14-3-3ζ基因cDNA的克隆和表达分析

利用SMART RACE技术克隆得到拟穴青蟹ERK信号通路的酪氨酸3 加单氧酶/色氨酸5 加单氧酶激活蛋白ζ（14-3-3ζ蛋白）基因。其cDNA全长1 092 bp,编码248个氨基酸。实时定量PCR结果显示14-3-3ζ基因在各组织器官均有表达,但在卵巢中的表达量显著高于其他组织（P<0.05）,在卵黄发生中期14-3-3ζ的表达量显著高于增殖期（P<0.05）,推测其在青蟹卵巢中发挥重要作用。     

水稻OsDCL3b基因组织表达分析和沉默载体的构建

采用荧光定量PCR方法分析了籼稻93-11根、茎、叶和花药中OsDCL3b基因的表达,发现水稻不同组织OsDCL3b的表达量存在明显差异,花药中表达量最多,根中表达量最少.重点构建了水稻OsDCL3b基因的沉默载体,通过农杆菌介导转化粳稻中花11,获得了转基因To代阳性植株,为进一步研究OsDCL3b基因的功能打下了基础.     

IRX3基因在秦川牛不同组织中的表达分析

【目的】研究IRX3(Iroquois homeobox 3)基因在秦川牛各组织中的表达规律,为通过现代分子技术手段改良秦川牛肉用性状提供理论依据。【方法】根据秦川牛IRX3的mRNA序列设计实时定量特异性引物,采用实时荧光定量PCR方法,检测IRX3基因在秦川牛不同生长发育阶段(胎儿、6月龄、24月龄)不同组织(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、大肠、小肠、肌肉(背最长肌))及在6月龄、18月龄、24月龄、60月龄秦川牛脂肪组织中的表达水平。【结果】IRX3基因在秦川牛胎牛、6月龄、24月龄3个阶段均在肺部组织中表达量最高(P0.01)。IRX3基因在秦川牛心脏、肝脏中的表达量随年龄的增长而极显著增加(P0.01);在背最长肌中的表达量随生长发育过程的推进而极显著减少(P0.01);在大肠、肺脏组织中的表达量从胎牛到6月龄逐渐降低,从6月龄到24月龄极显著增加(P0.01)。随着年龄的增长,秦川牛脂肪组织中IRX3基因的表达量呈先升高后降低最后再升高的变化趋势,18月龄表达量最高,极显著高于其他年龄段(P0.01);其次是6月龄,表达量极显著高于24~60月龄(P0.01)。【结论】IRX3基因在不同阶段秦川牛的肺部组织中均有较高水平的表达;IRX3基因在脂肪组织中的表达量与牛生长速度正相关,推测IRX3基因在秦川牛发育过程中与脂肪沉积有密切联系。     

日本白鲫BMP15和GDF9基因片段的克隆及组织表达分析

根据斑马鱼GDF9、BMP15基因的保守序列设计引物,采用RT PCR方法扩增获得日本白鲫GDF9、BMP15基因片段。日本白鲫GDF9基因片段长778 bp,编码145个氨基酸;BMP15基因片段长811 bp,编码270个氨基酸。氨基酸序列分析表明日本白鲫GDF9与斑马鱼的同源性最高,为78%,与其他物种的同源性在58%~78%之间;日本白鲫BMP15与斑马鱼同源性最高,为80%,与其他物种的同源性在30%~80%之间。系统进化树分析显示,鱼类的GDF9基因独立聚成一支,其中日本白鲫的GDF9基因与斑马鱼的GDF9基因聚成一支;鱼类的BMP15基因独立聚成一支,其中日本白鲫的BMP15基因与斑马鱼的BMP15基因聚成一支。半定量PCR结果显示,BMP15 mRNA在脾脏、肝脏、鳃、脑、心脏、肌肉、肾脏、卵巢中均有表达,其中卵巢中表达量最高;GDF9 mRNA在肝脏、脑、心脏、肌肉、卵巢中均有表达,而在脾脏、鳃、肾脏中表达量极低或不表达,在卵巢中表达量最高,为进一步研究日本白鲫GDF9与BMP15基因的结构与功能奠定了基础。     

长白和蓝塘猪印记基因 IGF2 和 H19 的时空表达研究

运用实时荧光定量PCR技术,检测 IGF2和H19 印记基因在长白猪和蓝塘猪中的表达水平.测定了1日龄和180日龄2个阶段的基因在各组织中的转录表达水平,按照生长性状分组,对组间的表达差异进行了比较分析.分析不同日龄长白、蓝塘猪各组织中 IGF2、H19 的表达量.结果显示,仔猪初生体质量大的组肝脏组织中 IGF2 基因表达水平显著高于初生体质量轻的组;180日龄猪皮脂厚的组脂肪组织的 IGF2 基因表达量高于皮脂薄的组;1日龄仔猪肝脏、肌肉和胃组织中 IGF2 表达量高于其他测定组织和180日龄的各组织;180日龄蓝塘猪肾脏组织中的 H19 表达量显著升高.     

十字花科植物PIN3基因调控元件及表达分析

为探明十字花科不同物种PIN3基因的表达调控差异,从拟南芥(Arabidopsis thaliala)、红花荠菜(Capsella rubella)、白菜(Brassica rapa)、油菜(Brassica napus)和甘蓝(Brassica oleracea)等17个已完成基因组测序的十字花科物种基因组数据库中鉴定出18个PIN3同源基因。对这18个同源基因编码序列上游1 500bp启动子区域顺式作用元件进行预测及比对分析,结果发现,光响应、多种激素响应及胁迫响应等相关元件呈现出较大差异,其中生长素以及向地性响应相关元件具有较高的保守性。克隆普通荠菜PIN3同源基因(CbPIN3)并构建普通荠菜PIN3基因启动子的GUS报告系统CbPIN3pro::GUS转化拟南芥。与拟南芥基因表达数据库比较,荠菜启动子表达与拟南芥PIN3具有基本一致的组织表达模式,但也存在一定的组织差异,说明植株形态建成中生长素极性转运调控的差异。拟南芥和荠菜PIN3的表达差异是十字花科物种适应性进化模式的缩影。     

大别山牛PAX3基因多态性及其与生长性状的关联分析

【目的】探究PAX3基因多态性与大别山牛生长性状的相关性。【方法】采集292头安徽大别山成年（24～48月龄）母牛的耳组织,并测定其体尺数据,提取DNA后,通过PCR和测序技术鉴定出大别山牛群体中PAX3基因的多态性,利用POPGENE、Haploview和SHEsis软件,分别对多态位点进行遗传多样性、哈代 温伯格平衡和单倍型分析,利用SPSS 23.0软件分析其与生长性状的相关性。【结果】在大别山牛PAX3基因第4内含子中检测到3个SNPs位点（g.4718G>C、g.4744T>C和g.4757C>A）,第6内含子中检测到1个SNPs位点（g.78920C>T）,4个SNPs位点均存在3种基因型。遗传多样性分析发现,g.4718G>C位点属于低度多态（PIC≤0.25）,g.4744T>C、g.4757C>A和g.78920C>T位点均属于中度多态（0.25A外,其余3个位点均处于哈代-温伯格平衡状态（P>0.05）。单倍型分析发现,4个SNPs位点间无强连锁相关（r²<0.33）,形成13种单倍型,其中频率大于0.03的单倍型有6个。相关性分析发现,g.4718G>C位点与大别山牛的十字部高显著相关(P<0.05);g.4744T>C位点与十字部高、腹围和腰角宽极显著相关(P<0.01);g.4757C>A位点与腰角宽显著相关(P<0.05);g.78920C>T位点与腹围极显著相关(P<0.01),与管围显著相关(P<0.05)。【结论】PAX3基因第4内含子的g.4718G>C、g.4744T>C 和g.4757C>A位点以及第6内含子的g.78920C>T位点多态性与大别山牛群体部分生长性状具有显著或极显著的相关性,可以作为大别山牛遗传选育的候选分子标记。     

牦牛FABP3基因克隆及组织表达谱分析

【目的】 分析牦牛心肌脂肪酸结合蛋白3（FABP3）基因的结构和功能,并检测其在成年牦牛和胎牛中的表达水平,为探究该基因在牦牛育种中的生物学功能提供理论参考。【方法】以美仁牦牛的心脏组织为试验材料,PCR扩增FABP3基因,对得到的编码区序列（CDS）进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）,检测FABP3基因在成年牦牛和胎牛心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及肌肉组织的表达水平。【结果】牦牛FABP3基因编码区序列长度为402 bp,编码133个氨基酸;蛋白质的高级结构主要是β 转角和延伸链;牦牛FABP3蛋白不存在跨膜区域和信号肽,属于具有一定亲水性的稳定蛋白;牦牛FABP3基因CDS区核苷酸及其编码氨基酸序列的同源性分析显示,FABP3基因在牛属动物中具有一定的保守性;系统进化树分析表明,牦牛与野牦牛和瘤牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。RT-qPCR结果显示,FABP3基因在成年牦牛和胎牛的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及肌肉组织中均有表达,但在胎牛肝脏、脾脏、肾脏和肌肉中的表达水平显著或极显著高于成年牦牛,在成年牦牛肺脏中的表达水平极显著高于胎牛。【结论】克隆了牦牛FABP3基因,探究了FABP3基因在牦牛中的组织表达规律,为进一步研究该基因在牦牛脂肪沉积中的作用提供了基础数据。     

墨兰FT同源基因的时空表达及功能分析

FLOWERING LOCUS T(FT)基因是植物开花调控途径的整合基因,整合来自光周期途径、春化途径和自主途径等不同花发育途径的信号,在植物花发育中发挥着重要作用。从墨兰品种‘企剑黑墨’中克隆了新的FT同源基因,并对其各组织部位的表达特性和生物学功能进行了分析。结果表明,墨兰FT基因c DNA全长序列为618bp,其中开放阅读框为531 bp,编码176个氨基酸。其氨基酸序列与拟南芥、水稻中FT基因的氨基酸序列有较高的同源性。墨兰FT同源基因在‘企剑黑墨’各器官中均有表达,营养生长期FT基因在腋芽中的表达量最高,生殖生长期FT基因在腋芽,花梗,花蕾等器官中的表达量较高,在根和叶中的表达量最低。在拟南芥中超表达墨兰FT同源基因,能显著促进拟南芥开花。