水牛PTHLH基因克隆分析及其真核表达载体构建

为揭示甲状旁腺激素样激素（parathyroid hormone-like hormone,PTHLH）基因对水牛繁殖性能的影响,本研究对水牛PTHLH基因进行克隆,并对其核苷酸和氨基酸序列进行生物信息学分析。以牛PTHLH基因为种子序列（GenBank登录号：NM_001290949）,应用CE Design软件设计引物序列,运用PCR扩增和测序技术获得水牛完整编码区序列,使用DNAMAN、ProtParam、SOPMA、PSORTⅡ Prediction等在线软件分析PTHLH蛋白的一级结构、二级结构、三级结构与理化性质,并进行同源性比对分析及系统进化树构建。结果显示,试验克隆了水牛PTHLH基因完整编码区序列,该序列长为534 bp,可编码177个氨基酸。水牛PTHLH基因编码区核苷酸序列与黄牛、猪、马、山羊、绵羊和骆驼的同源性分别为98.3%、90.4%、90.1%、98.1%、97.5%和89.2%,物种之间同源性较高,系统进化树分析结果与其亲缘关系远近一致,表明水牛PTHLH基因编码区在进化过程中比较保守。蛋白理化性质分析显示,水牛PTHLH蛋白分子式为C₈₉₅H₁₄₅₁N₂₇₁O₂₆₆S₂,分子质量为2 885 u,半衰期为30 h,理论等电点（pI）为10.00,水溶液在280 nm处的消光系数为23 950,肽链N端为蛋氨酸（Met）,不稳定系数为60.04,属于碱性不稳定蛋白;脂肪系数为72.15,总平均亲水性为－0.928,该蛋白属于不可溶性蛋白,亚细胞定位于细胞核、细胞质和线粒体。结构域预测结果显示,水牛PTHLH蛋白包含有1个PTH区域,同时还包含有1个低复杂度区域。二级结构分析显示,水牛PTHLH蛋白包含83个α-螺旋（46.89%）、17个延伸链（9.60%）、10个β-转角（5.66%）和67个无规则卷曲（37.85%）,与三级结构预测结果相一致。试验构建了PTHLH基因真核表达载体pcDNA3.1-PTHLH,并通过电泳和测序验证了载体的准确性。PTHLH基因的成功克隆及其真核表达载体的成功构建为今后研究水牛PTHLH基因的功能和遗传特性提供了材料。     

水牛KDM1A/LSD1基因的克隆分析及真核表达载体的构建

本研究旨在对水牛组蛋白去甲基化酶KDM1A基因进行克隆,分析并构建真核表达载体,为研究其在水牛体细胞克隆胚胎中的作用提供基础。首先提取水牛卵巢总RNA,利用RT-PCR技术克隆得到水牛KDM1A基因并对其进行生物信息学分析。结果表明:水牛KDM1A基因编码区全长2 625 bp,预测编码874个氨基酸;水牛KDM1A与其他物种同源性较高且与生物分类学保持一致;其所编码蛋白分子式为C2375H3855N805O776S24,理论分子质量为56 872.11;其二级结构由19个α螺旋,47个β折叠,25个T转角和无规则卷曲组成;其高级结构在水牛、黄牛、人之间具有较高的相似性;本实验构建了水牛pcDNA3.1(+)-KDM1A真核表达载体,转染pcDNA3.1(+)-KDM1A可以显著提高水牛耳部成纤维细胞(BFFs)中KDM1A的表达水平;还发现卵母细胞中KDM1A的表达水平显著高于BFFs。     

水牛ASAH1基因克隆分析及其真核表达载体构建

为了阐明水牛ASAH1基因在水牛卵泡发生和胚胎发生过程中的作用及分子机制,采用RT-PCR及载体构建技术对ASAH1进行了研究。结果表明:水牛ASAH1基因的编码区全长993 bp,共编码330个氨基酸。多重序列比较分析显示水牛ASAH1核苷酸序列与牛、山羊、绵羊、猪、马、人和非洲象相应序列的相似性分别为99%、97%、96%、90%、90%、89%和87%,结合系统进化树分析结果,ASAH1基因在不同物种以及进化的过程中具有高度保守性。对ASAH1蛋白质的分析表明:该蛋白呈弱酸性,无信号肽,细胞亚定位于溶酶体,存在NAAA-beta和Ntn_AC_NAAA结构域。成功构建水牛ASAH1基因真核表达载体,转染293T和CHO细胞系后,均能够正确形成ASAH1-EGFP融合蛋白,产生绿色荧光信号。我们的结果为今后阐明ASAH1基因在水牛水牛卵泡发生和胚胎发生过程中的作用及分子机制奠定了理论基础。     

水牛HSD17B1基因克隆分析及其真核表达载体构建

为了阐明水牛17β-羟类固醇脱氢酶1 (17 beta-hydroxysteroid dehydrogenase 1,HSD17B1)基因对水牛繁殖性能的影响,本试验采用了3'-RACE克隆获得HSD17B1基因,并对其核苷酸序列和蛋白质序列进行了生物信息学分析,通过构建其真核表达载体并转染293T细胞验证所构建载体的准确性。结果表明,水牛HSD17B1基因编码区长954 bp,3'-UTR区长58 bp,编码317个氨基酸。BLAST分析显示水牛HSD17B1核苷酸序列与牛、绵羊、猪、马、犬、非洲象和人的相似性分别为100%、100%、92%、94%、87%、87%和87%,系统进化树分析结果表明,HSD17B1基因在不同物种及进化的过程中具有高度保守性。蛋白质分析结果表明HSD17B1蛋白呈弱酸性,无信号肽,亚定位于细胞质,存在type1_17beta-HSD-like_SDR_c、PRK05993、LPOR和FabG等结构域。试验成功构建了水牛HSD17B1基因真核表达载体pEGFPN1-HSD17B1,转染293T后,产生较强的绿色荧光信号,表明能够形成HSD17B1-EGFP融合蛋白。水牛HSD17B1基因的克隆及其真核表达载体的成功构建,为今后阐明HSD17B1基因在水牛卵泡及胚胎发生过程中的作用及分子机制奠定了理论基础。     

水牛Smad4基因的克隆及其真核表达载体的构建

为了阐明Smad4基因在水牛卵巢颗粒细胞增殖及胚胎发育中的分子机制,试验采用RT-PCR扩增并克隆水牛Smad4基因,对其核苷酸序列和蛋白质序列进行生物信息学分析,构建Smad4基因的真核表达载体,通过脂质体转染法转染体外培养的牛卵巢颗粒细胞。结果表明,试验克隆得到水牛Smad4基因编码序列,编码区全长为1 662 bp,编码553个氨基酸。通过BLAST对水牛Smad4基因的核苷酸序列进行同源性比对,结果显示,水牛Smad4基因与牛的同源性为99%,与绵羊、猪、马、人的同源性分别为98%、96%、96%和95%。系统进化树分析表明,Smad4基因在不同物种的进化过程中具有高度的保守性。试验成功构建了水牛Smad4基因的真核表达载体pEGFP-N1-Smad4,并在水牛卵巢颗粒细胞中表达出较强的绿色荧光蛋白Smad4-EGFP融合蛋白。本研究成功克隆了水牛Smad4基因,并成功构建了Smad4基因的真核表达载体,为进一步研究Smad4基因在水牛胚胎发育过程中的分子机制奠定基础。     

沼泽型水牛KDM4A(JMJD2A)基因克隆分析与表达模式

旨在克隆并分析水牛赖氨酸特异性去甲基化酶4A (lysine-specific demethylase 4A,KDM4A)基因,并检测其在水牛不同组织中的表达情况,探讨KDM4A在水牛胚胎发育过程中的功能。提取卵巢组织的RNA,获得水牛KDM4A基因CDS区的全长序列。结果显示,水牛KDM4A基因编码区全长3 151 bp,编码1 067个氨基酸。水牛KDM4A基因与黄牛、绵羊、骆驼和家犬的同源性分别为99%,97%,92%,91%;且在不同物种间高度保守,符合生物的进化规律。KDM4A蛋白包含369个α-螺旋,85个β-转角,409个无规卷曲和204个延伸链,为亲水不稳定的酸性蛋白。qRT-PCR结果显示,KDM4A在水牛肌肉、肺脏、卵巢、大脑、皮肤、心脏、脾脏、肾脏和肝脏组织中均有表达,其中肌肉、肺脏、卵巢中表达量较高,肝脏和肾脏中表达量较低。本研究克隆得到了沼泽型水牛KDM4A基因,并对不同组织内KDM4A进行了基础的生物信息学分析,为阐明KDM4A在水牛胚胎发育过程中的功能,提高水牛胚胎发育水平提供理论基础。     

牛卵泡抑素基因克隆及真核表达载体构建

[目的]克隆牛的卵泡抑素基因（Follistatin,FSTN）基因,构建真核表达载体。[方法]用Trizol法从牛的卵巢中提取总RNA,反转录成cDNA,用带有酶切位点牛FSTN的特异性引物扩增其完整编码区序列,连接到T载体、测序,序列无误后亚克隆入真核表达载体pIRES2-AcGFP1中,酶切及PCR鉴定载体。[结...     

水牛MBD3基因克隆分析及其真核表达载体的构建

本研究旨在克隆水牛MBD3基因,进行生物信息学分析,并构建MBD3基因的真核表达载体,为研究MBD3基因在水牛胚胎发育及诱导多能干细胞（iPSCs）中的作用奠定基础。试验从卵巢组织中提取总RNA,反转录得到cDNA,并以此为模板,应用RT-PCR克隆得到MBD3基因,测序并应用相关的生物学软件进行分析;将MBD3基因连接至真核表达载体pEGFP-C1,再将携带目的基因的重组质粒转染HEK293T细胞和水牛胎儿成纤维细胞（BFF）,利用RT-PCR及Western blotting方法分析目的基因的表达。结果表明,克隆获得了898 bp的水牛MBD3基因序列,其中编码区全长774 bp,编码257个氨基酸。通过对MBD3基因核苷酸序列的多重比对及进化树分析,MBD3基因在进化中高度保守,特别是MBD结构域,水牛与牛的同源性为100%,与人、猪、猩猩的同源性均为97%。将水牛MBD3基因真核表达载体转染HEK293T细胞和BFF,通过荧光观察、RT-PCR及Western blotting方法鉴定表明,成功构建了水牛MBD3基因的真核表达载体。本研究克隆得到了水牛的MBD3基因,并成功构建了MBD3基因的真核表达载体,为进一步研究MBD3基因在水牛胚胎发育及iPSCs诱导上的作用奠定了基础。     

长白猪IL-4基因克隆及真核表达载体的构建

将长白猪外周血淋巴细胞在刀豆素A(ConA)的刺激下培养24 h后,提取其总RNA,应用RT-PcR技术扩增白细胞介素-4(IL-4)cDNA,克隆到pMD19-T载体并测序.将构建好的载体双酶切并回收目的片段与pcDNA3.1(+)载体连接并转化入Top10中构建真核表达载体,真核表达载体经双酶切及测序结果表明:克隆的IL-4 cDNA全长为411个碱基,其中ORF为402个碱基,编码133个氨基酸,与GenBank公布的猪IL-4比对同源性为100%,从而证实成功构建了长白猪IL-4 cDNA真核表达载体.     

水牛OCT4基因5'调控序列的克隆与功能分析

为探讨水牛OCT4基因的表达调控模式,本研究扩增克隆了水牛OCT4基因5'调控序列片段,并设计了-2 571 bp、-2 389 bp、-2 338 bp和-2 191 bp 4个不同长度的调控序列片段,分别构建了EGFP表达报告载体.通过生产转基因猪早期胚胎和转染水牛胎儿成纤维细胞分析了不同长度调控序列片段的转录活性.结果发现,在猪4.5d胚胎中各调控序列均能成功启动下游EGFP表达,但转染水牛胎儿成纤维细胞48 h后均表观察到荧光.QRT-PCR分析显示,-2 571 bp片段在4.5d猪胚胎细胞中的转录活性极显著高于其他调控序列(P＜0.01),-2 389 hp与-2 338 bp之间差异不显著(P＞0.05),二者均极显著高于-2 191 bp(P＜0.01).上述结果表明水牛源OCT4基因5 '调控序列在猪早期胚胎中具有转录活性,且翻译起始位点上游2 191 bp片段足以介导OCT4在多能性细胞中的特异性表达；-2 389～-2 338 bp片段上游的CR4亦参与了猪4.5d胚胎中OCT4基因的转录调控.     

恶臭假单胞杆菌转谷氨酰胺酶基因的克隆及原核表达载体的构建

通过PCR方法扩增恶臭假单胞杆菌(Pseudomonas putida)H76的转谷氨酰胺酶(transglutaminase,TGase)基因,然后将扩增的约800bp的基因片段克隆到pET-28a( )表达载体上,构建重组TGase的表达载体.酶切鉴定阳性的重组质粒命名为pET-TGase.核苷酸及推导的氨基酸序列分析表明,该基因与恶臭假单胞杆菌KT2440的相应基因有很高的同源性.该载体的构建为进一步研究转谷氨酰胺酶的生物学功能以及应用提供了基础.     

象草4CL基因片段的克隆及RNAi 表达载体构建

 象草是热带和亚热带地区广泛栽培的多年生资源植物。为探讨华南象草４-香豆酸：ＣｏＡ 连接酶（4CL）基因下调表达对木质素合成的影响,本研究设计１对特异引物,ＰＣＲ 扩增获得一段长为３７４ｂｐ的干扰片段。通过ＴＯＰＯ 克隆,将该片段克隆到载体ｐＣＲ ／ＧＷ／ＴＯＰＯ  ,构建了入门克隆载体ｐＥＮＴＲ-４CL;再经过ＬＲ 反应使ｐＥＮＴＲ-４CL上的干扰片段进入目的载体ｐＣＢ２００４Ｂ 上,形成表达载体ｐＣＢ２００４Ｂ-４CL,最后通过冻融法将其转入到根癌农杆菌ＥＨＡ１０５中。菌液ＰＣＲ 结果表明ＲＮＡｉ质粒已成功转入农杆菌,为进一步利用ＲＮＡｉ技术研究４CL基因的功能奠定了基础。     

水牛TLR4 cDNA全长的克隆及其生物信息学分析

本研究利用RT-PCR方法分段克隆水牛TLR4 cDNA后拼接成全长,并克隆于pMD20-T载体中,同时运用生物信息学软件对其核苷酸序列及编码蛋白质的结构进行分析和预测。结果表明,克隆的TLR4 cDNA ORF全长2526 bp,共编码841个氨基酸,N端具有由25个氨基酸组成的信号肽,该蛋白预测的分子质量为95.98 ku,等电点为6.37;水牛TLR4与GenBank中登录的水牛TLR4(DQ857349)核苷酸序列同源性达99.01%,与黄牛、绵羊、野猪、马、人和黑猩猩的同源性超过80%,与小鼠和狗的同源性次之,分别为72.17%和61.30%,与鸡的最低,仅为53.94%;该蛋白是由胞外区(1-634位氨基酸)、跨膜区(635-657位氨基酸)和胞内区(658-841位氨基酸)3部分构成的跨膜蛋白,胞外区含有12个LRR串联重复结构域、胞内区具有TIR结构域。本试验成功克隆了水牛TLR4 cDNA全长,并获得了核苷酸及其蛋白质的生物信息学分析数据,为进一步研究其功能奠定了基础。     

水牛甲状旁腺素1受体基因CDS区克隆与生物信息学分析

试验旨在对水牛甲状旁腺素1受体（parathyroid hormone 1 receptor,PTH1R）基因CDS区进行克隆,并对所获序列进行生物信息学分析,以期丰富水牛PTH1R基因研究的基础数据。提取水牛基因组DNA,以牛PTH1R基因为参考序列（GenBank登录号：NM_001075332.1）,应用Primer Premier 5.0软件设计引物序列,运用PCR扩增及测序获得水牛完整CDS区序列,使用DNAMAN、ProtParam、SOPMA、PSORT Ⅱ Prediction等在线分析软件分析PTH1R的一级结构、二级结构、三级结构与理化性质,并进行同源性分析及构建系统进化树。结果显示,试验成功克隆了水牛PTH1R基因完整编码序列,该序列长为2 283 bp,CDS区长1 770 bp,序列已提交GenBank,登录号：MF380401,可编码589个氨基酸。PTH1R基因CDS区核苷酸序列与黄牛、猪、马、山羊、绵羊和骆驼同源性比对结果显示,其同源性分别为99.4%、93.2%、93.5%、95.3%、98.1%和93.9%,物种之间同源性较高,进化树分析结果与其亲缘关系远近一致,表明水牛PTH1R基因编码区在进化过程中比较保守。蛋白理化性质分析显示,水牛PTH1R蛋白分子式为C₂₉₉₆H₄₆₁₆N₇₉₂O₈₂₃S₃₀,分子质量为65 860.22 u,半衰期为30 h,理论等电点（pI）为8.37,水溶液在280 nm处的消光系数为117 770,肽链N端为M（Met）,不稳定系数为43.36,属于碱性不稳定蛋白。脂肪系数为88.61,总平均亲水性为0.007,该蛋白属于不可溶性蛋白。二级结构分析显示,水牛PTH1R基因蛋白中包含有218个α-螺旋、114个延伸链、44个β-转角、213个无规则卷曲,与三级结构预测结果相一致。综上所述,PTH1R基因编码区在长期生物进化过程中具有较强的保守性,PTH1R基因的成功克隆及分析为进一步揭示其遗传特性提供了理论依据。