牛αS1酪蛋白基因变异及其与生产性状的关系

αS1酪蛋白是牛乳中含量最高的蛋白,其基因的多态类型会影响奶牛的产奶性状和牛乳的一些加工特性,人们已经对其进行了广泛研究.牛αS1酪蛋白基因编码区全长17 508 bp(不计启动子序列),由19个外显子和18个内含子构成,外显子与内含子长度比例为1∶14.4.尽管其编码区突变率较高,但侧翼序列比较保守.到目前为止,牛αS1酪蛋白共发现有9种变异体,由核苷酸非同义替换、插入或缺失及外显子跳跃造成.牛αS1酪蛋白蛋白质序列及DNA序列的高度差异性揭示其编码基因可能是一个高速进化的基因家族.αS1酪蛋白基因与泌乳性状之间的关联性可以用基因调控区,特别是转录因子结合位点存在突变位点来解释.但是,有关牛αS1酪蛋白基因变异体还存在一些未探明的结果,因此,阐明其基因的结构特点并进一步揭示它们与生产性状之间的关系是非常必要的.     

颈静脉灌注精氨酸对泌乳中期奶牛泌乳性能和牛乳酪蛋白合成的影响

本文旨在研究颈静脉灌注精氨酸对泌乳中期奶牛泌乳性能和牛乳酪蛋白合成的影响。将6头体重、胎次、泌乳期、泌乳量和体况基本一致的荷斯坦奶牛随机分为3组(每组2头):酪蛋白模式组(对照组)、精氨酸灌注组、丙氨酸等氮组(与精氨酸灌注组等氮),采用3×3复拉丁方试验设计,每期22 d(7 d灌注期+15 d间隔期),测定其泌乳性能、酪蛋白含量以及酪蛋白基因的表达情况。结果表明:1)灌注的第5天精氨酸灌注组的乳蛋白及乳中非脂固形物含量均显著高于酪蛋白模式组(P0.05);第6天精氨酸灌注组的乳脂率显著高于丙氨酸等氮组(P0.05)。2)酪蛋白模式组的α-酪蛋白含量显著低于其他2组(P0.05);β-酪蛋白含量在3组间没有显著的差异(P0.05);κ-酪蛋白含量则以精氨酸灌注组为最高,显著高于其他2组(P0.05)。3)精氨酸灌注组αs1-酪蛋白基因(CSN1S1)、αs2-酪蛋白基因(CSN1S2)的表达量显著高于其他2组(P0.05)。综上,灌注精氨酸提高了乳蛋白中α-酪蛋白和κ-酪蛋白含量,以及CSN1S1、CSN1S2在奶牛乳腺组织的表达量,有利于牛乳中乳蛋白率和乳品质的提高。     

牛αS1-酪蛋白基因研究新进展

酪蛋白是牛奶蛋白质的主要组成部分,约占总蛋白的70%~80%,而as1-酪蛋白又是酪蛋白的主要组成部分,约占牛奶总蛋白的39%~46%,是牛乳腺组织中转录相当活跃的一个功能基因,因此研究牛αS1-酪蛋白基因就显得尤为重要而且很有必要。本文从牛as1-酪蛋白基因结构、遗传多态性和酪蛋白活性肽方面做了综述,旨在为以后牛as...     

牛ACTA1基因的生物信息学分析

应用RT-PCR方法克隆牛ACTA1基因,利用生物信息软件对该基因进行生物信息学分析。结果表明:牛ACTA1基因CDS为1134bp,编码377个氨基酸;拓扑预测表明,ACTA1编码的蛋白质可能存在4个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,8个豆蔻酰化位点,含有1个ACTIN保守的结构域。研究结果为进一步了解牛ACTA1基因调控肉质性状的分子机理提供了有益参考。     

stat5高效表达对奶牛乳腺上皮细胞泌乳能力的影响

本研究旨在检验构建的stat5表达载体对奶牛乳腺上皮细胞泌乳能力的影响。构建真核表达载体pcD-NA3.1+-stat5-αS1,稳定转染到奶牛乳腺上皮细胞中。利用细胞活力分析仪、HPLC、Real-time PCR和WesternBlotting技术检测乳腺上皮细胞转染前后stat5基因和蛋白的表达量、细胞活力及乳糖和酪蛋白分泌情况。结果表明,与空白细胞和空白载体组相比,非磷酸化STAT5蛋白和stat5基因的表达量增加(P<0.01),乳糖含量提高(P<0.05),细胞活力和增殖能力增强(P<0.01),酪蛋白和磷酸化STAT5(pSTAT5)表达增多(P<0.05)。结果提示,构建的载体pcDNA3.1+-stat5-αS1在乳腺上皮细胞中高效表达,显著提高乳腺上皮细胞的泌乳能力。     

牛骨骼肌α-actin基因5′上游调控元件及内含子功能的初步分析

采用PCR定点突变分析法确定牛骨骼肌α-actin启动子-361~-462bp区域的调控元件Sp1/KLFs、ZF5F和Pax3结合位点的功能;利用基因重组技术,将内含子Ⅰ和内含子Ⅱ分别连在启动子缺失片段的上游和下游,构建双荧光素酶表达载体,使其转染牛骨骼肌卫星细胞和胎儿成纤维细胞,进行活性检测。结果显示,Sp1/KLFs降低牛骨骼肌α-actin基因启动子活性,ZF5F和Pax3均能增强启动子活性。内含子在启动子上游增强了启动子活性,在其下游降低了启动子活性,且顺式调控元件和内含子均具有肌肉特异性。结果表明,初步确定了参与牛骨骼肌α-actin基因转录调控的负顺式调控元件Sp1/KLFs,正顺式调控元件ZF5F和Pax3,发现了内含子插入启动子的位置很重要,为以后构建牛骨骼肌α-actin高活性的启动子奠定了基础。     

亮氨酸或组氨酸通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路影响奶牛乳腺上皮细胞中酪蛋白的合成

本试验以永生化奶牛乳腺上皮细胞系为模型,单一添加不同浓度的亮氨酸或组氨酸,检测酪蛋白和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路相关基因的表达,旨在探讨亮氨酸和组氨酸通过mTOR信号通路影响酪蛋白合成的机制。以厄尔平衡溶液代替培养基,并设其为阴性对照,单一添加不同浓度的亮氨酸或组氨酸,分别采用噻唑蓝(MTT)比色法检测永生化奶牛乳腺上皮细胞12和24h的增殖;运用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测4个酪蛋白编码基因和8个mTOR信号通路相关基因mRNA表达量。结果表明:分别添加不同浓度亮氨酸或组氨酸12和24h,细胞增殖趋势一致;与阴性对照组相比,分别添加0.15~5.40mmol/L亮氨酸或0.15~9.60mmol/L组氨酸,永生化奶牛乳腺上皮细胞的数量均增加。与阴性对照组相比,当分别添加0.45~10.80mmol/L亮氨酸6h时,αs1-酪蛋白(CSN1S1)、αs2-酪蛋白(CSN1S2)和κ-酪蛋白(CSN3)基因表达均显著上调(P0.05)。当添加0.15~4.80mmol/L组氨酸6h时,CSN1S1、β-酪蛋白(CSN2)和CSN3基因表达均显著上调(P0.05)。在试验组中,当亮氨酸浓度为1.35mmol/L时,mTOR信号通路相关基因mTOR、mTOR调控蛋白(raptor)、mTOR复合物1中的绑定蛋白(GβL)、信号下游因子真核翻译起始因子4E结合蛋白1(4EBP1)和真核细胞翻译延伸因子2(eEF2)基因表达量最高。而核糖体S6蛋白激酶(S6K1)基因的表达量随着亮氨酸浓度的增加而减少。当添加组氨酸时,下游信号因子4EBP1、eEF2、真核翻译起始因子4E(EIF4E)和核糖体蛋白S6(rps6)基因的表达量随着组氨酸浓度的增加而增加,mTOR基因的表达量随着组氨酸浓度的增加而减少。在试验组中,GβL的表达量在组氨酸的浓度达到4.80mmol/L时最高;S6K1基因表达量在组氨酸的浓度达到1.20mmol/L时最高。综上所述,在乳腺上皮细胞中,亮氨酸和组氨酸能通过mTOR信号通路促进酪蛋白合成相关基因的表达。     

奶牛酪蛋白和β-乳球蛋白基因多态及其对泌乳性状的影响

牛乳蛋白主要包括酪蛋白和乳清蛋白,其中酪蛋白基因和β-乳球蛋白基因是对奶牛产奶性能有较大影响的两种基因。牛乳蛋白基因多态性与泌乳性状,如泌乳量、乳脂率、乳蛋白量及乳蛋白率有很强的相关性。本文主要对酪蛋白和β-乳球蛋白基     

牛RPLP1基因的克隆和生物信息学分析

采用RT-PCR法克隆牛RPLP1基因,利用生物信息学分析软件对该基因进行生物信息学分析,应用半定量RT-PCR方法对该基因的组织表达谱进行分析。结果表明,牛RPLP1基因全长为502 bp,包含345 bp的编码区序列,编码114个氨基酸;拓扑预测表明,RPLP1蛋白可能存在3个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点,2个豆蔻酰化位点,含有一个Ribosomal-P1保守结构域;牛RPLP1基因在多种组织中均表达,在骨骼肌、肝脏和心肌中表达量较高。     

水牛κ-酪蛋白外显子4基因的克隆及序列分析

本研究根据普通牛的κ-酪蛋白基因设计一对引物,首次成功扩增出了水牛的κ-酪蛋白外显子4基因,并经序列分析,结果表明κ-酪蛋白外显子4基因片段长780 bp。利用GenBank上的Blast进行比较,中国水牛κ-酪蛋白外显子4序列与地中海水牛、牛、牦牛的κ-酪蛋白外显子4序列同源性分别为99.5%、96.4%、95.9%;氨基酸同源性比较,中国水牛、地中海水牛、牛、牦牛均编码260个氨基酸,中国水牛与地中海水牛、牛、牦牛同源性分别为98.9%、92.0%和91.2%。核苷酸和氨基酸序列同源性结果显示,中国水牛和地中海水牛κ-酪蛋白基因变异不大。但由于在碱基230 bp处发生了一个碱基(A→C)的变化,从而导致其氨基酸也发生了变化,即K(Lys赖氨酸)→R(Arg精氨酸)。本研究为进一步对该基因的功能奠定基础。     

牦牛酪蛋白基因家族的克隆及组织表达分析

本研究旨在克隆牦牛酪蛋白基因家族(CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3)的CDS区序列,鉴定其在牦牛不同组织中的表达水平。选取4岁龄左右处于泌乳期的健康类乌齐母牦牛3头,屠宰后分别采集乳腺、心脏、肝脏、骨骼肌组织,分别提取组织总RNA并反转录为cDNA,设计酪蛋白基因家族特异性引物扩增酪蛋白基因家族序列,进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR法分别检测酪蛋白家族基因mRNA水平。结果显示,克隆得到CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3基因cDNA序列分别为919、832、805和715bp,其CDS区全长分别为645、669、690和585bp,分别编码214、222、259和194个氨基酸残基。类乌齐牦牛酪蛋白基因家族与黄牛亲缘关系最近,其次是印度水牛,而与单胃动物猪的亲缘关系最远。组织表达结果显示,酪蛋白基因家族在组织中广泛表达,其中在乳腺组织中的表达量最高,其次是骨骼肌组织。在乳腺组织中CSN1S1、CSN1S2、CSN2基因之间表达量差异不显著(P0.05),但CSN2基因表达量显著高于CSN3基因(P0.05)。以上结果为酪蛋白基因家族在牦牛乳腺蛋白质代谢调控机制的研究提供了参考依据。     

奶牛乳腺上皮细胞的二维和三维培养及培养后酪蛋白基因的表达

本试验研究了二维和三维培养对奶牛乳腺上皮细胞(BMEC)形态与β-酪蛋白、κ-酪蛋白、αs1-酪蛋白基因表达的影响.试验采用内蒙古地区3头5岁泌乳期健康荷斯坦奶牛的乳腺组织,将BMEC经3代培养纯化后分别进行二维和三维培养,观察不同培养模式下细胞的生长形态,测定β-酪蛋白、A-酪蛋白、αs1-酪蛋白基因的表达量.结果表明:2种培养模式下的BMEC呈现不同的细胞形态,二维培养的BMEC呈典型铺路石样细胞形态,三维培养的BMEC则形成了类腺泡的聚集物和管腔结构.利用三维培养的BMEC的αs1-酪蛋白基因的表达量显著地高于二维培养(P＜0.05),三维培养的BMEC的β-酪蛋白和κ-酪蛋白基因的表达量极显著地高于二维培养(P＜0.01).结果提示,三维培养的BMEC3种酪蛋白基因的表达量均高于二维培养,三维培养的BMEC在形态上呈现的特点与在体内更加接近.     

催乳素刺激牛乳腺中脂肪生成基因的表达但不刺激葡萄糖转运蛋白的表达

在泌乳开始时,葡萄糖转运蛋白(GLUT)和参与乳脂合成的一些酶的表达呈显著增加,本试验旨在研究催乳素是否刺激这些基因的表达。试验分为:无激素(对照组)、胰岛素样生长因子Ⅰ组、胰岛素(Ins)组、胰岛素+氢化可的松+羊催乳素(InsHPrl)组、胰岛素+氢化可的松+催乳素+17β-雌二醇(InsHPrlE)组,牛乳腺组织培养采用激素处理48、72和96h。试验采用实时荧光定量PCR检测β-酪蛋白、α-乳清蛋白和甾醇调节元件结合因子1(SREBF1)、脂肪酸合成酶(FASN)、乙酰基辅酶A羧化酶(ACACA)、stearyol-CoA去饱和酶(SCD)、葡萄糖转运蛋白1、葡萄糖转运蛋白8和葡萄糖转运蛋白12的相对表达量。结果表明,催乳素混合组InsHPrl和InsHPrlE处理96h后,乳腺组织块中β-酪蛋白和α-乳清蛋白mRNA的表达增加了数百倍,同时也极显著提高了SREBF1、FASN、ACACA和SCD基因的表达(P<0.01)。然而,InsHPrl和InsHPrlE处理72h后,GLUT1或GLUT8表达量无明显变化,而GLUT12表达量显著降低了50%(P<0.05)。单一催乳素刺激组的小鼠乳腺上皮细胞系HC11或牛原代培养乳腺上皮细胞中,GLUTs表达不增加。此外,在催乳素刺激的奶牛乳腺中,GLUTs表达也无明显变化。说明在泌乳开始时,催乳素明显的增加了乳蛋白和脂肪生成基因的表达,但并没有显著上调GLUT基因的表达。     

奶牛乳腺上皮细胞的克隆与特性分析

用组织块接种法分离培养奶牛乳腺上皮细胞,进行形态学观察、生长曲线的绘制和核型分析等生物学性状的检测,并进行酪蛋白基因的RT-PCR鉴定。结果显示,体外培养的奶牛乳腺上皮细胞生长旺盛,具有典型的上皮细胞形态特征;染色体数目为60;能够正常表达奶牛乳腺上皮细胞的2种特异性酪蛋白基因,即as1-酪蛋白基因和β-酪蛋白基因。表明成功获得了奶牛乳腺上皮细胞克隆。     

αs1-酪蛋白基因研究进展

本文就αs1-酪蛋白基因结构和表达调控研究进展作一综述。     

牦牛酪蛋白基因家族的克隆及组织表达分析

本研究旨在克隆牦牛酪蛋白基因家族(CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3)的CDS区序列,鉴定其在牦牛不同组织中的表达水平。选取4岁龄左右处于泌乳期的健康类乌齐母牦牛3头,屠宰后分别采集乳腺、心脏、肝脏、骨骼肌组织,分别提取组织总RNA并反转录为cDNA,设计酪蛋白基因家族特异性引物扩增酪蛋白基因家族序列,进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR法分别检测酪蛋白家族基因mRNA水平。结果显示,克隆得到CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3基因cDNA序列分别为919、832、805和715bp,其CDS区全长分别为645、669、690和585bp,分别编码214、222、259和194个氨基酸残基。类乌齐牦牛酪蛋白基因家族与黄牛亲缘关系最近,其次是印度水牛,而与单胃动物猪的亲缘关系最远。组织表达结果显示,酪蛋白基因家族在组织中广泛表达,其中在乳腺组织中的表达量最高,其次是骨骼肌组织。在乳腺组织中CSN1S1、CSN1S2、CSN2基因之间表达量差异不显著(P>0.05),但CSN2基因表达量显著高于CSN3基因(P<0.05)。以上结果为酪蛋白基因家族在牦牛乳腺蛋白质代谢调控机制的研究提供了参考依据。     

β-酪蛋白A2A2基因型奶牛在黑龙江省某牛场中的分布及泌乳性能

为探究β-酪蛋白A2A2基因型奶牛在牛群中的分布及泌乳性能,本研究对黑龙江省某规模化奶牛场第1胎次314头荷斯坦牛的血液样本中β-酪蛋白基因进行测序和分型检测;比较β-酪蛋白A1/A2基因型奶牛的分布规律及泌乳性能。结果表明：牛群中A1A1基因型频率为18.97%,A1A2基因型频率为48.41%,A2A2基因型频率为32.80%,A1基因频率为42.99%,A2基因频率为57.01%;β-酪蛋白不同基因型（A1A1、A1A2和A2A2）奶牛的泌乳量、乳脂和乳蛋白率等泌乳指标差异不显著。     

抗菌肽天蚕素B基因的克隆及其在山羊乳腺中的暂态表达

根据已发表的天蚕素B的cDNA序列化学合成4务引物,以重叠延伸PCR的方法合成了真核细胞偏爱密码子编码的抗菌肽天蚕素B基因,将其克隆于pMD18-T栽体,DNA序列分析证实合成的抗菌肽基因的碱基序列与设计的序列完全一致.利用山羊-β酪蛋白基因5'侧翼调控序列和真核基因表达栽体plRES1-neo,构建抗菌肽天蚕素B的乳腺组织特异性表达载体pbCP-cpin,将该载体溶于生理盐水,注入处于泌乳期的成年母山羊乳腺组织进行暂时表达.通过对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌试验确定了抗菌肽天蚕素B基因在山羊乳腺中的表达和抗菌活性.本试验建立了抗菌肽天蚕素B的乳腺瞬时表达系统,为验证各调控元件以及抗菌肽基因在转基因动物乳汁中分泌表达的有效性和可行性提供了一个快速检测系统.     

转乳铁蛋白肽和α干扰素基因的牛胎儿成纤维细胞的制备

旨在构建含有乳铁蛋白肽基因和a干扰素基因的载体,并制备转基因牛胎儿成纤维细胞,为研制抗乳房炎和口蹄疫转基因克隆牛提供供体细胞.本研究构建了由山羊β-酪蛋白启动子启动的牛乳铁蛋白肽基因和由CMV启动子调控的人α干扰素基因的载体,以EGFP基因作为报告基因,neo基因作为筛选基因;分别采用脂质体和电击法转染牛胎儿成纤维细胞,G418筛选得到转基因阳性细胞,并用PCR方法检测转基因细胞中目的基因的整合情况,用Western blotting检测α干扰素蛋白的表达.结果,得到了同时含有牛乳铁蛋白肽基因和人α干扰素基因的转基因牛胎儿成纤维细胞,并且α干扰素蛋白在转基因细胞中能有效表达.     

牛科物种胰岛素诱导基因1(INSIG1)研究进展

胰岛素诱导基因1编码蛋白(INSIG1)定位于内质网膜上,是调控脂代谢的重要因子。INSIG1主要通过调控固醇调控元件结合蛋白(SREBP)和3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)来影响脂质代谢。越来越多的研究结果揭示了INSIG1在生物体内作用的复杂性。本文综述了INSIG1与SREBP和HMGR之间在脂代谢调控过程中的相互作用机制、INSIG1的结构及表达调控、INSIG1对牛科动物泌乳、生长等性状的影响。