山羊KLF9基因克隆及在组织细胞中的表达

旨在克隆山羊Kruppel样转录因子9(Kruppel-like factor 9,KLF9),阐明其在山羊各组织及其脂肪细胞中的表达模式,为深入探究KLF9基因对山羊肌内脂肪(Intramuscular fat,IMF)沉积的调控作用奠定理论基础。利用胶原酶消化法获得7日龄简州大耳羊羔羊肌内前体脂肪细胞。选成年简州大耳羊与藏山羊各4只,用RT-PCR法克隆山羊KLF9基因,用实时荧光定量PCR方法检测KLF9基因在山羊背最长肌、股二头肌、臂三头肌、皮下脂肪、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏组织中的相对表达水平及KLF9基因在成脂诱导分化0,2,4,6 d的前脂肪细胞中的表达水平。结果显示,获得山羊KLF9基因全长891 bp,其中包括CDS区735 bp,5'UTR序列86 bp,3'UTR序列70 bp,编码244个氨基酸。山羊KLF9氨基酸序列与藏山羊相似性为99.73%,与牛、猪、人、鼠的相似性高达99.18%~97.54%。组织表达结果显示,简州大耳羊肝脏和皮下脂肪的KLF9基因相对表达量极显著高于其他各个组织(P0.01);藏山羊肺脏的KLF9基因表达水平极显著高于其他各个组织(P0.01)。细胞表达检测发现,成脂诱导2 d的KLF9基因前脂肪细胞表达水平极显著高于诱导分化前(P0.01)。在获得山羊KLF9基因序列基础上,发现了其组织表达模式具有品种特异性,推测其可能在山羊前体脂肪细胞分化早期发挥调控作用。     

山羊KLF5基因生物学特征与时空表达分析

为阐明KLF5在山羊不同组织和不同诱导分化阶段的肌内脂肪细胞中的表达特性,利用降落PCR克隆山羊KLF5基因cDNA序列,通过各种在线工具分析山羊KLF5基因的生物学特征,利用实时荧光定量PCR技术分析KLF5基因在山羊不同组织和不同诱导分化阶段的肌内脂肪细胞中的表达水平。结果表明,克隆获得山羊KLF5基因序列1 735 bp,其中包括1 365 bp完整的开放阅读框(ORF)、8 bp的5′非翻译区(UTR)和362 bp的3′UTR。蛋白预测显示,山羊KLF5编码454个氨基酸,合成不具有跨膜结构和信号肽的不稳定的亲水性蛋白。组织表达谱显示KLF5基因在山羊心、肝、脾、肺、肾、背最长肌、皮下脂肪和腹间脂肪等组织中均有表达,但在肺组织中的表达量较高,显著高于除腹间脂肪外的其他组织中的表达(P0.05)。同时,细胞时序表达谱表明KLF5在分化的山羊肌内脂肪细胞中的表达水平均高于肌内前体脂肪细胞中的表达水平,且在诱导分化第5天时的表达量最高,显著高于第0天的表达量(P0.05)。研究结果发现,具有3个锌指结构域等复杂结构的KLF5蛋白可能在山羊肌内脂肪细胞分化后期发挥正向的调控作用,并促进山羊肌内脂肪沉积。     

山羊APOE基因克隆及组织细胞表达模式分析

旨在克隆山羊载脂蛋白E(Apolipoprotein E,APOE)基因序列并进行生物信息学分析,明确APOE基因在山羊各组织及分化前后脂肪细胞中的表达模式,利用RT-PCR及3′RACE方法克隆山羊APOE基因序列,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)方法检测该基因在山羊心、肝、脾、肺、肾、肌肉、脂肪等13个组织中的表达水平以及在皮下前体脂肪细胞成脂分化过程中的表达变化情况。结果表明,RT-PCR方法获得山羊APOE基因序列970 bp,其中ORF 951 bp,5′UTR 7 bp,3′UTR 12 bp(GenBank登录号:MN049956);3′RACE法获得3′UTR 152 bp(登录号:MN049957);Targetscan和Mirbase预测得知miR-22-3p可能靶标山羊APOE基因;蛋白预测显示山羊APOE编码316个氨基酸,是一个具有信号肽、无跨膜结构域的不稳定酸性蛋白;亚细胞定位结果发现APOE在细胞外、细胞质、液泡、细胞核以及内质网中均发挥生物学作用;进化树显示该基因在各物种的同源性较高,与绵羊、藏羚羊和牛的亲缘关系最近;基因组织表达谱显示山羊APOE在皮下脂肪中的表达量最高,极显著高于其他组织(P0.01);时序表达结果显示随着皮下前体脂肪细胞分化的进行,APOE基因表达呈上升趋势且在诱导分化60 h时表达量最高。结果为最终进一步揭示APOE基因在脂肪细胞分化、脂肪沉积及脂质代谢中的作用提供了基础理论数据。     

山羊CIDE家族基因克隆分析及互作蛋白预测鉴定

旨在获得CIDEB、CIDEC基因的CDS,检测该家族基因在山羊不同组织中的表达量,预测其互作蛋白,为进一步揭示CIDE家族基因在脂代谢中的调控网络提供参考.主要利用RT-PCR克隆获得山羊CIDEB、CIDEC基因序列并利用在线工具分析CIDE家族蛋白的生物学特性,并预测其互作蛋白.利用实时荧光定量PCR(RT-qP...     

山羊PHKG1基因克隆及其表达特性分析

为获得山羊PHKG1基因序列,明确其生物学特征,阐明其在山羊各组织及诱导分化不同阶段皮下和肌内脂肪细胞中的表达特性,以简州大耳羊为试验动物,屠宰后采集心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪等组织样品,提取组织中总RNA,利用RT-PCR方法克隆山羊PHKG1基因序列,利用各种在线工具分析其生物学特性,利用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在各个组织及不同分化阶段的前体脂肪细胞中的表达水平。结果显示,克隆得到的山羊PHKG1基因序列1 233 bp,其中CDS区1 164 bp,共编码387个氨基酸,形成无信号肽的不稳定亲水酸性非跨膜蛋白,亚细胞定位显示其主要存在细胞质中;山羊PHKG1氨基酸序列与绵羊、牛、猪、马、人的相似性均在90%以上,说明该基因在不同物种中具有较高保守性;构建进化树显示,山羊和绵羊在同一分支,符合物种进化规律;组织表达谱显示,PHKG1基因在山羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏、背最长肌、皮下脂肪中广泛表达,且在背最长肌中表达水平最高(P0.01),时序表达谱显示,PHKG1基因在成脂诱导分化60 h的肌内脂肪细胞和96 h的皮下脂肪细胞中的表达水平分别显著(P0.05)和极显著(P0.01)高于前体脂肪细胞中的表达水平。结果可为进一步研究PHKG1在山羊脂肪细胞分化过程中的作用奠定基础。     

水稻条纹叶枯病毒RNA干扰载体的构建

利用已公布的水稻条纹叶枯病毒的序列和siRNA Target Finder软件,获得了168条siRNA片段,利用这些片段在水稻基因组中BIAST(Basic local alignment search tool),最终获得6条与水稻基因组完全不匹配的干扰序列.选择其中的2条.通过化学合成干扰序列,利用pCAMBIAl301质粒构建了RNA十扰载体pASVl301-1,pASVl301-2,并成功地转化EHAl05农杆菌,为进一步转化水稻、探索利用RNA干扰技术防治水稻条纹叶枯病奠定了基础.     

过表达山羊APOC3基因促进肌内脂肪细胞分化

为了明确APOC3基因在山羊肌内脂肪细胞分化中的作用，采用RT-PCR技术克隆山羊APOC3基因序列，并通过在线软件进行生物信息学分析；利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术检测山羊APOC3基因在各组织和不同分化阶段的肌内脂肪细胞中的表达规律；在利用双酶切法构建山羊APOC3过表达载体的基础上，利用油红O染色确定山羊APOC3基因过表达对肌内脂肪细胞脂滴聚集的影响，同时利用qPCR方法检测成脂分化标志基因mRNA的相对表达水平，进而明确其可能发挥作用的途径。结果表明，获得山羊APOC3的ORF区长294 bp,编码97个氨基酸，功能结构域区在第23—88个氨基酸处。山羊APOC3在心脏、肝脏、脾脏等14个组织中均有表达，且在肝脏中的表达量最高；山羊APOC3在诱导分化48 h表达量最高，极显著高于分化前；过表达山羊APOC3后肌内脂肪细胞中脂滴积聚增多，成脂分化标志基因SREBP1和CEBPβ的相对表达水平极显著上调，PPARγ的相对表达水平显著上调，而Pref-1相对表达水平显著下调。结果表明，山羊APOC3可能通过上调SREBP1、CEBPβ、PPARγ及下调Pref-1来发挥作...     

顶芒山羊草特异寡核苷酸探针开发和oligo-FISH核型构建

栽培小麦近缘物种顶芒山羊草(Aegilops comosa, 2n=2x=14, MM)是小麦改良的三级基因库。为准确鉴定顶芒山羊草M基因组染色体或染色体区段,本研究利用二代测序获得顶芒山羊草M基因组序列信息,从中鉴定出16条可能的特异卫星重复序列。根据这些序列设计12个寡核苷酸(oligo)探针进行oligo-FISH,结果表明,其中10个探针可在顶芒山羊草染色体上产生明显的杂交信号。对探针特异性分析发现, 5个探针仅在顶芒山羊草染色体上产生杂交信号,在小麦染色体上未观察明显杂交信号,可作为顶芒山羊草特异探针鉴定小麦背景中的顶芒山羊草染色体。选择在顶芒山羊草染色体上信号分布丰富的3个探针(oligo-pAc89、oligo-pAc148、oligo-pAc225)组成探针套ONPS#AC1,结合利用本实验室根据小麦D亚基因组开发的寡核苷酸探针库,构建了顶芒山羊草的oligo-FISH核型。本研究构建的FISH核型可以准确识别顶芒山羊草各条染色体,为挖掘、转移和利用顶芒山羊草优异基因提供了快速准确的鉴定手段。     

普通小麦与四倍体小麦——粗山羊草双二倍体杂种后代的细胞遗传学研究

利用四倍体小麦与粗山羊草杂交合成的双二倍体为桥梁亲本与普通小麦杂交,极易获得杂种。通过这一途径已将粗山草的抗叶锈基因Lr21(位于1DS),Lr32(位于3D)和抗杆锈基因Sr33导入普通小麦。董玉琛等利用能引起染色体自然加倍的四倍体小麦种质—硬粒小麦(T.durum Desf.)和波斯小麦(T.persicum Vav.)分别与原产地不同的5份粗山羊草杂交,合成了7份双二倍体,对白粉病表现高抗或免疫。近几年来,我们利用大面积推广的普通小麦与四倍体小麦和粗山羊草的双二倍体—Am6杂交,试图将粗山羊草的抗白粉病基因导入普通小麦,从而提高普通小麦的抗病性。为此,本文对普通小麦和Am6杂交后代的细胞遗传和重要农艺性状的遗传改进做一报道。     

伏牛白山羊mtDNAD—loop序列多态性和系统进化分析

为研究河南省伏牛白山羊的遗传多样性和系统进化,试验测定了该品种8个个体的线粒体控制区全序列,结果表明,山羊控制区线粒体控制全序列长度为1212bp或1213bp,A T含量占60.1%,其中40个核苷酸位点存在变异(约占3.30%),核苷酸多样度为1.562%,这些差异共定义了7种单倍型,单倍型多样性为0.964,表明中国山羊品种遗传多样性丰富。根据伏牛白山羊序列和GENBANK两条野山羊序列构建了NJ分子系统树,聚类表明,伏牛白山羊和角骨羊单独聚在一枝上,二者亲缘关系较近,伏牛白山羊可能起源于角骨羊。     

植物EST-SSR技术及其应用

EST是指从EST cDNA文库中随机挑取克隆进行单轮自动测序所获得的短的、常常是未加编译的cDNA序列.目前,大约有200种植物共超过1 500多万条的EST的序列,研究表明对EST进行大规模研究已成为功能基因组学研究的最佳途经之一.分析和比较EST序列就可以得到关于基因的表达、功能及进化信息,利用大量的EST序列已经成为发现新基因及了解植物新陈代谢一种简便有效的方法.通过介绍基于植物表达序列标签(EST)的微卫星(SSR)标记的研究现状,并对一些植物中利用EST-SSR标记在遗传图谱构建、遗传多样性、通用性等方面的应用进行了综合评述.同时也提出利用EST存在的一些不足及发展趋势.     

山羊FGF9基因克隆及其在成肌细胞分化中的表达模式研究

旨在克隆山羊FGF9基因序列并对其进行生物信息学分析,阐明FGF9基因组织表达特性及其在成肌细胞分化过程中的表达差异。试验动物为简州大耳羊,利用RT-PCR技术克隆FGF9基因序列,再用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测FGF9在山羊各组织中的表达特性及其在成肌细胞不同分化阶段的表达情况。结果显示,克隆得到山羊FGF9基因序列818 bp,其中ORF区627 bp,编码208个氨基酸,其CDS区核苷酸序列与牛和绵羊有99%的同源性。FGF9蛋白具有1个跨膜结构域和1个FGF家族同源性结构域,为不稳定亲水蛋白。FGF9基因在山羊各组织中均有表达,在肾脏中表达水平最高,极显著高于其他组织(P0.01)。FGF9基因在诱导分化第2天表达水平显著高于分化前(P0.05),且在第4天达到极显著水平(P0.01)。推测其可作为调控山羊成肌细胞分化的候选基因。为进一步探究FGF9基因在山羊肌肉生长中的作用提供理论依据。     

山羊乳腺上皮细胞的光镜观察

采用电穿孔转化法,将EGFP(增强型绿色荧光蛋白)基因转化体外培养的山羊乳腺上皮细胞。细胞穿孔转化7d后在荧光显微镜下观察。结果显示,EGFP基因成功地转入体外培养的山羊乳腺上皮细胞,EGFP基因获得表达,6种电穿孔参数的转化效果基本相同。     

华山新麦草籽粒硬度吲哚蛋白基因的分离与序列分析

采用AS-PCR技术,从华山新麦草基因组DNA中分离获得了其籽粒硬度吲哚蛋白Pina(HM 448475)和Pin b(HM448476)的基因序列.DNA序列分析显示,这2条序列相似性仅为69.25％,它们与小麦、山羊草、黑麦、燕麦和大麦亲缘种属植物等的Pin a和Pin b基因序列具有93％以上的一致性;推导的氨基酸序列分析显示,序列HM 448475(Pin a)和HM 448476(Pin b)都具有籽粒硬度吲哚蛋白基因的19个氨基酸残基组成的信号肽,与脂类易于结合的色氨酸结构域WRWWKWWK( Pin a)或WPTKWWK( Pin b),以及位置固定的10个半胱氨酸残基等典型结构特征,同时,这2条序列与小麦、山羊草等亲缘植物的Pin a和Pin b基因氨基酸相比,分别有15个和8个主要位点的差异;系统进化树分析显示,序列( HM 448475)可能为Pin a基因家族中的一个新类型,而序列(HM 448476)与智利大麦的Hordoindoline b基因具有相对较近的亲缘关系.研究表明,华山新麦草含有与麦类作物差异较大的控制籽粒硬度的等位基因.该研究对保护利用华山新麦草、丰富小麦籽粒硬度基因资源具有一定的理论意义和应用价值.     

生菜rbcS基因启动子序列的克隆与分析

根据其他植物中已知的光合作用关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化/加氧酶小亚基编码基因(rbcS)及其启动子序列设计简并引物,以生菜叶片基因组DNA为模板,利用PCR扩增技术获得生菜rbcS上游1 046 bp的序列元件(GenBank登录号:JQ741945).序列分析表明,该序列元件包含植物启动子所必需的核心元件CAAT-box和TATA-box,同时包含具有参与光应答、茉莉酸应答、脱落酸应答、乙烯应答、热胁迫应答及分生组织激活等相关的多种调控元件.序列比对表明,该序列与菊科、茄科、豆科3种科属多种植物的rbcS启动子序列存在较高同源性.该启动子的获得为开展以生菜作为外源蛋白表达宿主的相关研究奠定了良好基础.     

陆地棉果胶甲酯酶GhPME6的克隆及功能分析

结合陆地棉SSH-cDNA文库的测序结果,与棉花EST数据库进行序列比对和分析,获得1条在棉纤维次生壁加厚期特异表达的EST序列,该序列编码果胶甲酯酶(PME)。利用RACE技术获得其全长cDNA序列,命名为GhPME6。基因结构分析表明,GhPME6包含1个长度为1560 bp的开放阅读框、2个外显子和1个内含子,编码含有519个氨基酸的蛋白。其氨基酸序列具有PMEI和Pectinesterase两个保守结构域。通过对不同棉属基因组中的PME6基因进行比对分析,发现PME6在进化过程中具有高度保守性。qRT-PCR分析显示,GhPME6在纤维发育次生壁加厚期大量表达,推测该基因可能对棉纤维比强度有重要影响。构建GhPME6基因的大肠杆菌表达体系,获得与预期大小一致的目的蛋白,为深入研究GhPME6对棉纤维比强度的影响奠定了基础。     

大赖草6-SFT基因的克隆及其转基因烟草抗旱和抗寒性分析

果聚糖合成酶(6-SFT)在植物抵御逆境胁迫中起重要作用。利用RACE结合RT-PCR技术从大赖草(Leymus racemosus中克隆到6-SFT基因,其完整开放阅读框为1863 bp,被命名为Lr-6-SFT (GenBank登录号KT387273),编码620个氨基酸,其推导氨基酸序列含有保守的果糖基转移酶结构域。氨基酸序列比对及进化树分析表明,大赖草6-SFT与华山新麦草、普通小麦、西尔斯山羊草和大麦6-SFT具有高度相似性。采用基因重组技术构建p1300-35SN-Lr-6-SFT表达载体,利用农杆菌介导法将该载体转入烟草品种W38中。对经过抗性筛选、PCR和RT-PCR验证的转基因植株进行抗旱和抗寒性鉴定,发现转基因植株与对照相比,抗旱和抗寒性明显增强;在逆境胁迫条件下,转基因植株的果聚糖、可溶性糖、脯氨酸含量都显著高于对照,而丙二醛的含量显著低于对照。本研究表明,Lr-6-SFT基因是典型的GH32家族成员,, 2n= 4x = 28, NsNsXmXm)其表达能够提高烟草对干旱和寒冷胁迫的抗性。     

基于公共数据库的西瓜EST-SSR信息分析与标记开发

为了给西瓜遗传基础研究提供新的共显性分子标记,对公共数据中的8619条西瓜EST序列进行处理和分析,获得202个EST-SSR,分布在191条EST序列中,出现频率为2.31%,分布密度为1/19.1kb.其优势重复基序为二核苷酸和三核苷酸(68.8%),在二核苷酸基序中以AG/TG类型为最多(46%);在三核苷酸基序中,以AAG类型为最多(43%).基序重复次数以4次(17.8%)、7次(15.3%)和11次(14.9%)为最多.长度主要分布在20～30 bp(76%).利用上述EST-SSR序列设计获得24对引物在西瓜白化致死近等基因系中进行验证,结果获得了16对有效的扩增引物,占总设计引物对数的66.7%.结果表明:利用公共数据库中的EST序列开发西瓜EST-SSR标记是一种有效的方法.     

新疆巴州牦牛Lfcin基因的克隆与分子特征

利用PCR技术首次从新疆巴州牦牛基因组DNA中扩增获得了乳铁蛋白(Lactoferrin,LF)基因exon 2编码区,其中含有乳铁蛋白素(Lactoferricin,Lfcin)基因编码区序列;利用在线生物软件对Lfcin蛋白的结构进行预测.结果表明:克隆获得了含新疆巴州牦牛LF基因exon 2的DNA序列(GenBank:EU547256),共778 bp,其中LF基因exon 2编码区长165 bp,Lfcin基因编码区长75 bp;序列分析显示,克隆获得的牦牛DNA序列与奶牛该序列存在11个碱基的变异;牦牛和奶牛的Lfcin蛋白质序列完全相同,各物种Lfcin蛋白具有较高的同源性;各物种的Lfcin蛋白进化树符合物种进化规律;同源建模预测的Lfcin 3D模型显示,Lfcin为一段由α-螺旋和β-折叠组成的"U型"结构.首次从新疆巴州牦牛品种中克隆获得Lfcin基因编码区全长序列并揭示了其分子特征,为牦牛Lfcin蛋白基因工程和蛋白质功能方面的研究奠定了重要基础.     

玉米蔗糖转运蛋白基因ZmERD6 cDNAs 的克隆与逆境条件下的表达

在前期的研究中发现一个玉米苗期早期应答干旱的EST序列,与拟南芥ERD6序列同源性较高。本研究应用电子克隆与同源克隆技术分离出这个基因,并命名为ZmERD6。研究表明ZmERD6具有大小两个转录本,分别被命名为ZmERD6-L和ZmERD6-S。ZmERD6-L开放阅读框1 515 bp,编码505个氨基酸,ZmERD6-S开放阅读框1 386 bp,编码463个氨基酸。序列分析表明,ZmERD6-L和ZmERD6-S蛋白结构中含有两个MFS (major facilitator super-family)结构域,属于MFS家族的蔗糖转运子(sugar transporter)亚族。跨膜结构预测表明两个蛋白都具有多个跨膜区,ZmERD6-L蛋白含12个而ZmERD6-S含11个跨膜区。利用半定量RT-PCR分析ZmERD6在ABA、干旱、盐和冷胁迫处理以及不同组织中的表达情况,表明ZmERD6基因在不同胁迫下能被诱导表达,在不同组织中表达有差异。通过在玉米基因组数据库中的查询和比对获得ZmERD6基因上游2.5 kb的序列,生物信息学预测表明该序列具有启动子的核心序列及上游增强子序列、抑制子序列,同时还具有冷、茉莉酸甲酯等激素调控序列。