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。     

五指山猪不同组织中肌细胞生成素基因Myf4及生肌调节因子Myf6的表达

本文通过运用Real-time PCR技术,检测肌细胞生成素基因Myf4和生肌调节因子Myf6在出生后的第30天、第210天、第360天（出生到体成熟）的五指山猪肌肉组织中的表达变化,以及Myf4、Myf6在体成熟五指山猪肌肉、心、肝、脾、肺、肾、胃、小肠组织中mRNA相对表达情况。结果表明：Myf4及Myf6基因在五指山猪出生后在肌肉组织中的mRNA表达水平随着五指山猪的生长年龄生长而显著增长（p〈0.05）;Myf4及Myf6基因在成年五指山猪以上8种组织中均有表达,其中在肌肉组织中相对表达量最高。本研究结果将为五指山猪肌肉生长发育及矮小性状形成机理提供参考。     

小热激蛋白基因(hsp23.5)在小麦BNS雄性不育系和转换系中的差异表达

23.5kD小热激蛋白(sHSP)是BNS(Bainong sterility)型雄性不育系和转换系花药的一个重要差异表达蛋白。为了探讨该蛋白与BNS不育性的联系,本研究利用荧光实时定量PCR方法,在不育发生的3个关键时期,四分体期、单核期和二核初期,定量检测该蛋白的基因hsp23.5在不育系及其转换系花药中的mRNA表达水平。结果显示,hsp23.5基因在转换系花药中从四分体到二核期呈持续上升趋势,但在不育系中表达量则显著下调,3个时期的表达量分别比同时期转换系下调3.8、20.0和4.6倍。克隆的hsp23.5片段序列,经BLAST比对,与来源于普通小麦(Triticm aestivum)的hsp23.6和硬粒小麦(T.turgidum)的hsp23.5小热激蛋白序列一致性最大,为94%,进化树分析遗传距离也最近。同时发现该基因在单核向二核期发育期间由于较高气温出现,表达量表现回复上调。这些结果表明,hsp23.5基因在BNS花药中组成型表达,同时也有温度诱导表达特性,在不育系中表达量显著下调。提示hsp23.5基因与BNS雄性不育发生有重要联系。     

黑番鸭血管活性肠肽受体-1基因(VIPR-1)的cDNA克隆及其组织表达特性分析

最近的研究表明,血管活性肠肽(VIP)与家禽的就巢习性密切相关。本研究采用反转录PCR方法从黒番鸭(Cairina moschata)母鸭下丘脑组织中克隆了血管活性肠肽受体(VIPR-1)基因的cDNA序列,长度为1125bp,编码355个氨基酸(GenBank登录号:JN625215)。序列比对结果表明,该序列与家禽(鸡、火鸡、鹌鹑)和哺乳动物(人、小鼠、猪、牛)的基因序列分别有93%~94%和69%~71%的同源性,而相应氨基酸序列的同源性分别为96%和70%~72%。荧光定量PCR结果发现,黒番鸭VIPR-1基因的表达量在产蛋期、就巢期和休产期差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),就巢期表达量最高,休产期次之,产蛋期表达量最低,表明VIPR-1基因与繁殖阶段变化密切相关;对不同组织VIPR-1的表达量分析发现,VIPR-1在垂体、下丘脑和卵巢中均有表达,其中垂体最多,其次是下丘脑,卵巢中的表达量最低,差异极显著(P<0.01)。研究结果提示,VIPR-1基因具有高度保守性,参与下丘脑-垂体-卵巢轴(特别是垂体)对黑番鸭就巢行为的调控。     

藏绵羊毛囊组织中microRNA-31的表达量变化

microRNA是一种小分子非编码RNA,参与生物生命过程的多个环节,其对细胞增值,细胞分化,组织发育等都有重要的调控作用.为了研究microRNA-31在绵羊毛囊发育中的作用,本研究以藏绵羊(Ovis aries)毛囊组织为研究材料,利用荧光定量PCR(qPCR)方法检测了microRNA-31在毛囊3个不同发育时期中的表达变化情况,并对绵羊microRNA-31进行了基因组定位及前体预测,预测了2个可能的靶基因Keratin17 (KRT17)和distal-less homebox3(DLX3),并进行了qPCR验证.结果发现microRNA-31的表达量从毛囊的生长期到休止期呈下降趋势,其序列定位在绵羊2号染色体上.研究结果提示,microRNA-31在绵羊毛囊发育中可能发挥着重要作用,KRT17可能是受其调控靶基因之一.     

绵羊PGRMC1蛋白的cDNA克隆、序列分析及组织表达

孕激素受体膜组分1 (progesterone receptor membrane component 1,PGRMC1)是膜相关孕激素受体蛋白家族成员之一,参与哺乳动物颗粒细胞和黄体细胞孕酮的抗凋亡过程,在促进卵母细胞成熟和维持卵巢机能方面具有重要作用.本研究通过RT-PCR对绵羊(Ovisaires)PGRMC1基因进行了克隆和组织表达谱分析,并利用实时荧光定量PCR对该基因在繁殖特性上存在明显差异的两个绵羊品种——多浪羊(常年发情)与中国美利奴羊(季节性繁殖)发情期和乏情期性腺轴组织的表达情况进行了检测.结果获得了绵羊PGRMC1基因部分cDNA序列(GenBank登录号:KM114208),其中编码区(Coding sequence,CDS)全长585 bp,编码194个氨基酸.其编码蛋白中包含一个Cyt-b5保守结构域.该基因在所检测绵羊各组织中广泛表达,其中以卵巢、子宫、肝脏、肾脏和下丘脑组织表达丰度较高.实时荧光定量PCR结果显示,同一绵羊品种发情期子宫、卵巢和松果体PGRMC1 mRNA水平均高于乏情期;不同绵羊品种间性腺轴组织基因表达水平存在一定差异,无论是发情期还是乏情期,多浪羊子宫、卵巢和松果体中PGRMC1 mRNA水平均高于同期的中国美利奴羊.本研究结果表明,PGRM C1在维持绵羊子宫与卵巢机能、调节激素分泌和发情行为等方面可能发挥重要作用.为进一步了解PGRMC1的生物学功能提供一定的理论依据.     

藏绵羊DQA座位基因的适应性进化研究

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是脊椎动物重要的功能基因家族之一,其所编码的MHC分子具有维持机体世代适应环境变化的能力和功能,是研究动物适应性进化研究的最佳遗传标记.本研究选择青藏高原的主要畜种资源——藏绵羊(Ovis aries)为研究对象,利用聚合酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymorphism,PCR-SSCP)技术对甘肃(欧拉,乔科和甘加型)和青海(青海欧拉型和青海高原型)的5个藏绵羊生态群体的DQA座位基因遗传特征进行研究,以期揭示其与藏绵羊高原适应性进化的机制;结果在藏绵羊DQA座位的2个基因中发现了33个等位基因和125个核苷酸变异位点,表明5个生态群体藏绵羊的DQA座位基因均具有丰富的多态性;分析证明平衡选择是维持藏绵羊DQA座位基因多态性的主要机制之一,甘肃和青海5个藏绵羊生态群体DQA座位基因区域之间的变化(among groups)小于同一区域不同群体间的变化(among population with groups),进一步说明藏绵羊DQA座位基因发生了正选择作用和适应性进化.研究结果将为藏绵羊的遗传改良和种质创新提供基础数据.     

SOX9基因在绵羊不同组织中的表达及其在睾丸中的定位

SRY-盒包含蛋白9(sex determining region Y-box 9,SOX9)基因在哺乳动物个体发育中扮演重要角色,广泛存在于各种组织,但主要在睾丸组织表达,参与调控睾丸细胞的增殖与分化.本研究采用qRT-PCR方法检测了6月龄小尾寒羊(Ovis aries)体组织及其0、2、6、12和24月龄睾丸组织SOX9mRNA的表达规律,并运用Western blot、免疫组织化学技术对不同发育期睾丸SOX9蛋白进行表达与定位研究.结果显示,在体组织中SOX9 mRNA表达无组织特异性,但垂体表达量最高,下丘脑和睾丸次之,肌肉组织9背最长肌和股二头肌)几乎无表达;随着月龄的增加,SOX9 mRNA在睾丸中的表达量先降低后上升,其中6月龄睾丸表达量显著高于0和2月龄(P＜0.05),但显著低于12和24月龄(P＜0.05).SOX9蛋白表达趋势与mRNA基本一致,0、2和6月龄睾丸中表达较低,少量支持细胞和间质细胞呈免疫阳性反应;12和24月龄睾丸中表达较高且呈增加趋势,支持细胞、部分间质细胞、极少量初级精母细胞和次级精母细胞呈免疫阳性反应.研究结果表明,SOX9基因在绵羊不同体组织中广泛表达,在下丘脑-垂体-睾丸生殖轴中发挥重要作用,并与睾丸细胞的增殖及分化过程有密切的关系.     

绵羊TrkA基因的表达及其SNPs与产羔性状的关联性分析

为研究绵羊(Ovis aries)酪氨酸蛋白激酶受体(tyrosine kinaseA,TrkA)基因组织表达特征及其SNPs与产羔性状的关联性,本研究以TrkA基因为研究对象,利用qRT-PCR分析其在湖羊心、肝、脾、肺、肾、瘤胃、十二指肠、背最长肌、脂肪、下丘脑、垂体和卵巢等12种组织中的表达水平,同时采用DNA混合池测序和限制性长度片段多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)等技术检测TrkA基因在963只有产羔记录湖羊(n=526)和小尾寒羊(n=437)群体中的多态性,及其与产羔性状的关联性.结果表明,TrkA基因在卵巢、肺和肝脏中的表达水平最高,在心脏中次之,在背最长肌、瘤胃、脂肪、下丘脑、垂体、脾、肾和十二指肠间表达量较低.通过DNA池测序和RFLP分析,在TrkA基因的内含子9和14分别检测到NC_019458.2:g.105281586C＞T和NC_019458.2:g.105284246G＞C两个突变.在NC_019458.2:g.105281586C＞T位点,小尾寒羊和湖羊群体中均检测到3种基因型,分别为CC、CT和TT型,其中CT为优势基因型,C为优势等位基因;在该位点,湖羊群体遗传杂合度(heterozygosity,He)和遗传纯合度(homozygosity,Ho)均为0.50,有效等位基因数(effective allele numbers,Ne)为1.99;小尾寒羊He=0.51,Ho=0.49,Ne=1.95;多态信息含量(polymorphic information content,PIC)均为0.37,且在小尾寒羊群体中偏离了Hardy-Weinberg平衡状态.在NC_019458.2:g.105284246G＞C位点上同样检测到GG、GC和CC三种基因型,其中GC为优势基因型,C为优势等位基因;该位点在湖羊群体He和Ho均为0.50,Ne=2.00;小尾寒羊He=0.49,Ho=0.51,Ne=l.96.PIC均为0.37;x2适合性检验结果表明,湖羊群体在该位点显著偏离于Hardy-Weinberg平衡状态.多态位点与绵羊产羔数的关联性分析表明,NC_019458.2:g.105281586C＞T与湖羊和小尾寒羊的产羔数显著相关(P＜0.05),而NC_019458.2:g.105284246G＞C突变位点仅与湖羊的产羔性能显著相关(P＜0.05).本研究结果表明,TrkA基因可作为绵羊产羔性状早期筛选的候选基因,其SNPs可为绵羊繁殖性状分子标记辅助选择提供依据.     

绵羊TSHR基因第10外显子T481C位点多态性分析

促甲状腺激素受体(thyroid-stimulating hormone receptor, TSHR)在光周期介导的哺乳动物季节性繁殖过程中起着非常重要的作用,但在绵羊(Ovis aries)中的遗传特性与分子机制仍不明晰.本研究以筛选的绵羊TSHR基因第10外显子T481C位点SNP为候选分子标记,利用多聚酶链式反应-单链构象多态(polymerase chain reaction-single strand conformation polymerase,PCR-SSCP)技术,检测该位点在繁殖特性不同的阿勒泰羊、中国美利奴羊、萨福克羊、多浪羊以及湖羊和小尾寒羊群体中的多态性.结果表明,绵羊TSHR基因在第10外显子481 bp处发生了T-C突变,为同义突变,SSCP检测出3种基因型:TT、TC和CC,T481C位点的TT基因型在常年发情的湖羊、小尾寒羊和多浪羊群体中属于优势基因型,而在季节性繁殖的阿勒泰羊、萨福克羊和中国美利奴羊群体中比率最低,仅为8％;方差分析结果表明,常年发情的多浪羊、小尾寒羊和湖羊群体T481C位点的基因型频率与季节性繁殖的阿勒泰羊、萨福克羊和中国美利奴羊存在极显著差异(P＜0.01).研究结果提示,绵羊TSHR基因第10外显子T481C位点多态性在常年发情与季节性繁殖绵羊群体中分布存在较大差异,该SNP可作为一个理想的分子标记应用于常年发情绵羊品种选育.     

TLR4基因在小尾寒羊乳房炎乳腺组织中的表达

Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR4)是一种Ⅰ型跨膜蛋白,广泛表达于哺乳动物细胞表面,在抗感染免疫中发挥重要作用.为探讨TLR4基因在大肠杆菌(Escherichia coli引起的小尾寒羊(Ovis aries)乳房炎的乳腺组织中的表达情况,本实验以大肠杆菌(O113型)人工感染小尾寒羊乳房,建立乳房炎病理模型,采用qRT-PCR检测TLR4基因在正常乳腺组织和感染大肠杆菌后乳腺组织中的相对表达量,用蛋白免疫印迹(Western blot,WB)和免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)SP法研究了正常乳腺组织和感染大肠杆菌后乳腺组织中TLR4蛋白的表达量和组织内分布.结果显示,正常乳腺组织和感染大肠杆菌后乳腺组织中均有TLR4的表达,而感染后48 h时TLR4 mRNA和蛋白相对表达量最高,96 h时TLR4mRNA和蛋白相对表达量显著低于48 h(P＜0.05),正常对照组TLR4的相对表达量最低(P＜0.05).免疫组织化学染色发现,正常乳腺组织和感染大肠杆菌后的乳腺组织中乳腺腺泡上皮均有TLR4阳性表达,与对照组相比,感染后阳性表达明显增强(P＜0.05).本研究结果表明,小尾寒羊感染大肠杆菌后乳腺组织中TLR4的表达明显上调,这为进一步研究TLR4在绵羊乳房炎发病过程中的作用机制提供了基础资料.     

绵羊GlyCAM-1基因克隆、核苷酸变异及其组织表达分析

糖基化依赖细胞粘附分子(GlyCAM-1)是粘液素(mucin)糖蛋白家族的成员,是乳腺细胞合成的一种乳脂球膜蛋白(MFGMPs)的重要组成部分。GlyCAM-1在乳腺发育和泌乳中发挥着重要作用,为探究该基因的序列特征、核苷酸序列变异和表达特征,以高泌乳量的小尾寒羊(泌乳高峰期和空怀期)和低泌乳量的甘肃高山细毛羊(泌乳高峰期)的乳腺组织为研究对象,利用克隆测序、RT-qPCR、生物信息学等方法克隆绵羊GlyCAM-1基因的编码区,分析GlyCAM-1的理化性质和蛋白质结构,并检测GlyCAM-1基因的组织表达特性。结果表明,绵羊的GlyCAM-1基因CDS区全长465 bp,编码154个氨基酸。测序结果表明,在该基因CDS区检测到7个SNPs,其中2个为同义突变,5个为错义突变。GlyCAM-1二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,延伸链则散布于整个蛋白质结构中。String分析结果表明,GlyCAM-1蛋白与CD34、MadCAM-1都作为L-选择素(L-selectin)的配体发挥作用;RT-qPCR结果表明,GlyCAM-1基因表达具有组织特异性、品种特异性和时空特异性,乳腺、心脏、肝脏、肺脏、脾脏、肾脏、卵巢和背最长肌8个组织中,GlyCAM-1基因只在乳腺和肺脏组织中表达,在其余6个组织中均不表达,其中乳腺中的表达量最高;在泌乳高峰期的乳腺组织中,GlyCAM-1在高泌乳量的小尾寒羊中的表达量显著高于甘肃高山细毛羊(P<0.05);在小尾寒羊的乳腺组织中,GlyCAM-1在泌乳高峰期的表达量极显著高于空怀期(P<0.01)。本研究结果丰富了绵羊基因组数据,为深入研究GlyCAM-1基因的泌乳生物学功能及其机理提供了基础数据。     

绵羊BMP15组织表达特征及FecXGr、FecXO和G971A突变的检测

骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)作为绵羊(Ovis aries)繁殖性状的重要调控因子,但其具体作用机制尚不完全清楚.为探究BMP15基因组织表达水平及BMP15基因突变与不同绵羊品种繁殖力之间的关系,本研究选择多羔品种(小尾寒羊)和单羔品种(滩羊和苏尼特羊)作对比,应用RT-PCR和qRT-PCR技术研究BMP15基因组织表达谱以及在不同绵羊品种卵巢组织表达差异;选择不同产羔率水平的多个绵羊群体,采用聚合酶链反应-单链构象多态性分析(polymerase chain reactionsingle strand conformation polymorphism,PCR-SSCP)和测序技术检测BMP15的3个突变(FecXGr,FecXO和G971A).结果发现,BMP15主要表达于绵羊卵巢、输卵管、子宫、脾脏、十二指肠、骨骼肌和皮下脂肪组织,且在卵巢组织表达丰度明显高于其他组织;绵羊BMP15在3个品种卵巢组织的表达量存在差异,且小尾寒羊(多羔品种)表达量显著低于滩羊和苏尼特羊(单羔品种)(P＜0.05),滩羊和苏尼特羊差异不显著(P＞0.05);最新发现的绵羊BMP15 3个突变(FecXGr,FecXO和G971A)在16个绵羊群体均未检测到.研究结果提示,绵羊BMP15在卵巢组织中高表达,表达水平与绵羊排卵和产羔数呈负相关.本研究可为揭示绵羊高繁殖力调控因子BMP 15的作用机制提供数据参考.