牦牛AQP8基因克隆及其在各组织和肝脏不同生长阶段中的表达分析

为鉴定牦牛水通道蛋白8(Aquaporin,AQP8)基因,并分析其在不同组织及不同生长阶段肝脏中的表达差异,探讨AQP8蛋白的表达分布差异.采用RT-PCR技术克隆牦牛AQP8基因的CDS序列并进行生物信息学分析,利用qRT-PCR技术检测AQP8在成年牦牛8种组织和不同年龄段肝脏中的表达水平,采用免疫组织化学方法分...     

九龙牦牛AQP7基因鉴定及在各组织中的表达和定位

为鉴定牦牛水通道蛋白7(AQP7)基因,分析其在不同组织中的表达水平及蛋白定位,采用RT-PCR方法克隆九龙牦牛AQP7基因,并进行生物信息学分析,采用RT-qPCR方法检测AQP7基因在九龙牦牛8种不同组织中的表达量,并用免疫组织化学染色方法对AQP7蛋白进行组织表达及定位分析。结果表明,九龙牦牛AQP7基因CDS区序列长度为993 bp,编码330个氨基酸,生物信息学分析发现,AQP7为稳定的疏水性蛋白。进化树结果显示,九龙牦牛AQP7基因与黄牛的亲缘关系最近,同源性为99.7%。AQP7基因在九龙牦牛心脏和肌肉表达量较高,极显著高于肾脏、肝脏、脾脏、肺脏、小肠和瘤胃(P0.01)。免疫组化结果显示,AQP7蛋白主要分布在九龙牦牛心脏和肌肉的肌细胞以及肾脏近曲小管中,且在心脏、肌肉和肾脏中的表达显著高于肝脏、脾脏、肺脏、小肠和瘤胃(P0.05)。结果为深入研究AQP7基因在牦牛低氧适应性中的生理功能和能量代谢机制提供了基础数据。     

牦牛SRY基因克隆与分子特征

SRY(Sex-determining region on the Y chromosome,SRY)基因位于哺乳动物的Y染色体,对性别形成起着决定性作用.对高原牦牛SRY基因的编码区进行克隆和分子特征分析,以期从分子水平了解牦牛的性别形成机制.以雄性高原牦牛血液为材料,从基因组DNA中扩增SRY基因编码区(单外显子)序列,将其克隆至pGEM-T easy载体并测序.同时,将牦牛SRY基因编码区与奶牛进行序列比对;对牦牛SRY蛋白与其他物种SRY蛋白进行序列比对;采用在线生物软件对牦牛SRY蛋白的特性和结构进行预测.牦牛SRY基因(GenBank:EU547257)编码区长687 bp,编码229个氨基酸.克隆获得的牦牛SRY基因编码区与奶牛该序列存在2个碱基的变异,造成1个氨基酸的变异;各物种SRY蛋白具有较高的同源性;牦牛SRY蛋白(GenBank:ACB 29799)主要由亲水性氨基酸构成,同源建模预测的SRY HMG区域的3D模型显示,SRY HMG区域三维结构呈由三个α-螺旋组成的"L"型.首次从高原牦牛基因组中克隆了SRY基因,并进一步揭示了其分子特征,为从分子水平人为的控制牦牛性别奠定了重要基础.     

牦牛MSTN基因内含子Ⅱ遗传多样性研究

利用PCR-SSCP技术研究了5个牦牛群体共计401头个体的MSTN基因第2内含子的多态性.结果表明:牦牛MSTN基因第2内含子存在多态性,测序发现该片段第192 bp处有一个A 到G的单碱基突变.所检测的5个牦牛群体中,除新疆巴州牦牛群体未检测到AA基因型,其他4个群体中均发现AA、AB和BB 3种基因型,大通牦牛、甘南牦牛、青海高原牦牛群体中均以BB型为优势基因型,而天祝白牦牛和新疆巴州牦牛则以AB为优势基因型.不同牦牛群体中均检测到A,B两个等位基因,并且B基因频率均高于A基因频率,B等位基因为各牦牛群体中的优势等位基因.各群体经过χ~2检验,在该基因座上,甘南牦牛、天祝白牦牛、青海高原牦牛3个群体处于Hardy-Weinberg平衡状态(P＞0.05),大通牦牛、新疆巴州牦牛两个群体处于不平衡状态(P＜0.05).分析了5个牦牛群体的遗传结构,发现大通牦牛的基因杂合度、有效等位基因数、多态信息含量等均最低,分别为:0.171,1.207,0.157;而天祝白牦牛的基因杂合度,有效等位基因数、多态信息含量等均最高,分别为:0.490,1.961,0.370;新疆巴州牦牛的基因杂合度、有效等位基因数、多态信息含量等均略低于天祝白牦牛.     

牦牛HDAC2基因克隆及其在睾丸中的表达

旨在克隆牦牛HDAC2(Histone deacetylase 2)基因,预测分析HDAC2蛋白的结构和特性,并检测HDAC2的mRNA在牦牛不同组织以及不同发育阶段睾丸中的表达.将牦牛按年龄划分为幼年组(0.5～1岁)、成年组(4～5岁)及老年组(7～9岁),采集成年组牦牛肝脏、肾脏、肺、胃、脾脏、脑、心脏和卵巢组织...     

牦牛CTGF基因克隆、蛋白功能及组织表达分析

为获得牦牛CTGF基因的CDS区序列及其编码蛋白的结构和功能,并研究该基因在肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌等组织中的mRNA表达水平.以类乌齐牦牛为研究对象,采取RT-PCR方法获得类乌齐牦牛CTGF基因CDS序列,荧光定量PCR(qPCR)方法检测该基因在其5个组织中的mRNA表达水平.结果显示:牦牛CTGF基因含2个CpG岛,开放阅读框长度为1050 bp(登录号:MT968972),可编码349个氨基酸,CTGF编码蛋白存在信号肽,为水溶性不稳定的表面蛋白,共存在21个磷酸化位点和7个糖基化位点,在内质网和微体(过氧物酶体)中分布较多,有3个完整的保守功能结构域.荧光定量结果显示,CTGF基因在类乌齐牦牛肾脏、心脏、肺脏、肝脏和臀肌组织中均有表达,且在肝脏中表达水平最高.旨在为CTGF基因在调控牦牛肌肉生长发育方面提供参考数据.     

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.     

牦牛HDAC8基因特征及其在组织和卵母细胞成熟过程中的表达分析

为探讨组蛋白去乙酰化酶8(Histone deacetylases 8,HDAC8)在牦牛生殖中的作用,以牦牛肝脏cDNA为模板,采用RT-PCR方法克隆牦牛HDAC8基因,并通过生物信息学方法分析牦牛HDAC8序列;利用实时荧光定量PCR(Quantitative Real-time PCR,qRT-PCR)技术检测该基因在牦牛不同组织及卵母细胞体外成熟过程(GV、MⅠ和MⅡ期)中的表达规律。结果表明,牦牛HDAC8基因序列为1 109 bp(GenBank No.MK889494),CDS为1 008 bp,编码氨基酸335个;序列比对分析发现,牦牛与其他哺乳动物的相似性在94%以上,表明HDAC8在哺乳类动物进化过程及蛋白结构水平上具有较高的保守性;组织表达分析发现,HDAC8在肝脏组织中的表达水平最高,极显著高于其他组织(P0.01);HDAC8基因在卵母细胞不同发育阶段中具有不同的表达模式,表达水平随着卵母细胞成熟阶段的递增呈上升趋势,MⅡ期表达水平最高,极显著高于GV和MⅠ期(P0.01)。综上,HDAC8基因可能在牦牛肝脏代谢及卵母细胞的成熟过程中起一定的调控作用,为进一步探索HDAC8在牦牛生殖中的调控作用提供一定的理论基础。     

牦牛IGF2内含子的遗传多态性及其遗传效应分析

采用PCR-SSCP方法检测牦牛胰岛素样生长因子2(Insulin like growth factor2,IGF2)基因内含子2,7,8的多态性,并分析其对体重、体高、胸围和体斜长的遗传效应.用BioEdit软件对牛、羊、人、猪等相关序列同源性比对以后,主要依据牛(NW-001494548)DNA序列设计3对引物.结果在intron7和intron8引物扩增的片段上发现多态性,并对纯合子进行测序,发现intron7引物扩增片段91位存在C→T转换,intron8引物扩增片段存在330位G→C和358位A→G转换,且在该两对引物扩增产物均检测到3种基因型(AA、AB、BB).统计结果表明,intron7的3种基因型在大通牦牛、青海高原牦牛和新疆巴州牦牛群体中的分布处于平衡状态,而在甘南牦牛和天祝白牦牛群体中则处于极端不平衡状态.intron8的3种基因型仅在新疆牦牛群体中处于不平衡状态,最小二乘分析结果表明,AA和AB基因型同BB基因型相比有较大体重(P<0.01),但在体高、体长和胸围性状上AA与BB基因型均不显著,说明IGF2基因有不赖于骨骼增长而增加体重的作用机制.     

牦牛CAPN4基因启动子区突变对胴体及肉质性状的影响

为检测CAPN4基因在牦牛群体中的多态性,分析CAPN4基因启动子区突变对甘南牦牛胴体及肉质性状的影响,寻找与牦牛此类性状相关的分子遗传标记。采用PCR-SSCP技术检测830头甘南牦牛、大通牦牛和天祝白牦牛CAPN4基因启动子区突变并分析其多态性,运用SPSS 19.0软件中的GLM模型分析基因突变对甘南牦牛胴体及肉质性状的影响。牦牛CAPN4基因启动子区存在a.-1222GA的单碱基突变,检测到AA、AB和BB 3种基因型。相关性分析结果表明,a.-1222GA的突变对不同年龄甘南牦牛胴体和肉质性状有一定影响,其中4,6岁牦牛BB型个体熟肉率显著高于AA型或AB型(P0.05);3,6岁牦牛AB型个体失水率显著高于BB型或AA型(P0.05),而5岁牦牛BB型个体肌肉失水率显著高于AA型(P0.05);3,5岁牦牛BB型个体的眼肌面积显著高于AA和AB型(P0.05)。等位基因A对4,6岁牦牛熟肉率、各龄牦牛肌肉保水性和眼肌面积均存在不利影响;除5岁牦牛携带等位基因A个体的胴体重显著低于未携带者外,该突变对其他年龄段牦牛胴体重及全部牦牛个体的肌肉嫩度无显著影响。CAPN4基因启动子区a.-1222GA突变影响不同年龄段甘南牦牛部分胴体及肉质性状,可作为甘南牦牛此类性状的遗传标记。     

西藏特色牦牛mtDNA ND1遗传多样性及系统进化分析

旨在通过mtDNA ND1探究6个西藏特色牦牛群体的遗传多样性、系统进化及亲缘关系，为西藏牦牛的遗传多样性、历史演化以及遗传资源保护与利用等提供理论依据。利用PCR和直接测序法分别测定了西藏帕里牦牛、嘉黎牦牛、工布江达牦牛、斯布牦牛、江达牦牛、类乌齐牦牛6个群体共95头个体ND1基因蛋白质编码区(CDS)序列，利用DNAMAN、DNASP 5.1、Mega 7.0、Arlequin 3.5.2等软件分析其序列多态性、单倍型多样性、遗传距离等，并构建单倍型网络图及系统发育树。结果表明，西藏牦牛群体ND1基因CDS区序列长度均为956 bp,共检测获得78个变异位点和16种单倍型，平均单倍型多样性(Hd)及核苷酸多样性(Pi)分别为0.670和0.004 21,Tajima′s D均为负值；根据群体遗传差异的分子方差分析可知，西藏牦牛群体内的变异程度大于群体间变异；斯布牦牛与嘉黎牦牛之间的分化程度较大，其余大部分群体间的分化程度为中等或较弱。此外，通过聚类分析发现，类乌齐牦牛单独聚为一类，而嘉黎牦牛、工布江达牦牛、斯布牦牛、江达牦牛先聚为一类，然后再与帕里牦牛聚为一大类；16种单倍型可分为...     

金川牦牛CIDEA基因克隆及其在脂肪组织与脂肪细胞的表达

旨在克隆牦牛诱导细胞凋亡DNA片段化45样效应因子A(CIDEA)基因序列、分析其生物学特性及检测CIDEA基因在牦牛不同组织及脂肪细胞分化中的表达模式。以金川牦牛皮下脂肪组织的cDNA为模板,采用PCR技术克隆CIDEA基因的CDS序列(Coding sequence),对CDS区进行相关的生物信息学分析;设计特异引物,检测该基因在金川牦牛肺脏、心脏、肾脏、脂肪等组织的表达情况;同时分离原代前体脂肪细胞,分析CIDEA基因在脂肪细胞分化过程中的表达趋势。结果表明,金川牦牛CIDEA基因的序列长度为696 bp,其中CDS序列为684 bp,编码227个氨基酸;金川牦牛CIDEA基因与普通牛的同源性最高,核苷酸序列同源性为94.14%,氨基酸序列同源性为99.54%,与鸡的同源性最低,核苷酸序列同源性仅为63.38%,氨基酸序列同源性仅为59.05%,利用MEGA 5.0软件构建进化树显示金川牦牛与牛的亲缘关系最近,与鸡的亲缘关系最远。蛋白理化性质分析结果表明,CIDEA蛋白是一个不稳定的碱性亲水蛋白,不存在跨膜结构与信号肽;二级结构预测显示CIDEA蛋白中α螺旋占33.92%,无规则卷曲占51.98%。实时荧光定量PCR结果表明,CIDEA基因在金川牦牛脂肪组织中表达量最高,肺脏中表达量最低;在金川牦牛脂肪细胞分化过程中呈现上升的趋势。由此可推测金川牦牛CIDEA基因可能参与牦牛脂肪细胞分化与脂肪沉积。     

牦牛肌钙蛋白Ⅰ基因家族的克隆及组织表达分析

为了克隆TNNI基因家族,预测其蛋白结构和功能,并分析其在牦牛不同组织中的表达差异,以0.5岁健康的类乌齐牦牛为试验材料,采用RT-PCR技术克隆牦牛肌钙蛋白Ⅰ基因家族的CDS区序列并进行生物信息学分析,利用实时荧光定量PCR技术检测TNNI基因家族各成员的mRNA表达水平。结果表明,TNNI1、TNNI2和TNNI3基因CDS区大小分别为564,549,639 bp,分别编码187,182,212个氨基酸残基。预测分析结果显示:TNNI基因家族编码的蛋白质均为偏碱性蛋白,蛋白结构不稳定,均无跨膜结构域,无信号肽,属非分泌型蛋白;二、三级结构均以α-螺旋为主,均含有肌蛋白超家族保守结构域。系统进化树分析表明:类乌齐牦牛TNNI1基因与水牛的亲缘关系最近,其次是绵羊、黄牛,与小鼠亲缘关系最远;TNNI2和TNNI3均与黄牛、水牛的亲缘关系较近,与其他亲缘关系较远。实时荧光定量PCR结果显示,TNNI1和TNNI2基因在臀肌中的相对表达量最高,且TNNI1基因在心脏、肝脏和肺脏中的表达量显著高于TNNI2基因(P0.05),TNNI3基因在心脏中表达量较高,而在肺脏、臀肌和肝脏中表达量低。     

牦牛DDIT3基因克隆及组织表达特性分析

旨在探究DNA损伤诱导转录本3(DDIT3)基因序列特征及其在母牦牛组织表达特性。以母牦牛为研究对象,利用RT-PCR技术克隆牦牛DDIT3基因,利用生物信息学软件分析DDIT3蛋白的结构和功能,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测DDIT3基因在牦牛不同组织及不同生理阶段的生殖器官和卵母细胞中的表达特征。结果显示:牦牛DDIT3基因CDS区全长507 bp,共编码168个氨基酸;核苷酸序列比对发现,牦牛与野牛同源性最高,为99.71%,与其他物种的同源性均在88%以上,说明DDIT3基因在进化过程中表现出高度保守性;牦牛DDIT3基因在卵巢中的表达量极显著高于心脏、肝脏、肾脏、脾脏、肺、子宫和输卵管(P0.01);在卵巢中,妊娠期DDIT3基因的表达水平显著高于卵泡期、黄体期和胎儿期(P0.05),黄体期的表达量显著高于胎牛期(P0.05);在子宫中,妊娠期DDIT3基因的表达水平显著高于卵泡期和胎牛期(P0.05);DDIT3在各时期输卵管中表达水平差异不显著;MⅡ期卵母细胞中DDIT3基因的表达水平显著高于GV期和MⅠ期(P0.05),MⅡ颗粒细胞DDIT3基因的表达量也显著高于GV期和MⅠ期(P0.05),GV期、MⅠ期的卵母细胞和颗粒细胞DDIT3表达量差异不显著。综上,牦牛DDIT3基因可能在维持母牦牛卵巢机能与妊娠以及卵泡发育与成熟过程中发挥重要的调控作用。     

牦牛IGF-IR基因克隆及其序列分析

为研究牦牛胰岛素样生长因子1受体基因(IGF-IR)的结构和功能,采用同源克隆和RT-PCR方法分段扩增牦牛IGF-IR,拼接获得全长序列,利用生物学软件进行分析。结果表明,牦牛IGF-IR基因ORF长约4 104 bp,编码1 367个氨基酸;理论分子量约154. 95 ku,等电点p I值约5. 71。与黄牛IGF-IR比较,牦牛IGF-IR基因序列有20处碱基改变,其中G到T碱基颠换2次,G到A碱基转换2次,C到T碱基转换7次,A到G碱基转换3次,T到C碱基转换6次,以及3个位点氨基酸改变(G6R、T29I和S30I)。系统进化分析表明,牦牛与黄牛、猪、人、狗、小鼠、猩猩等物种IGF-IR氨基酸相似性均大于92%,处于同一进化分支,具有高度同源性。蛋白结构预测表明,牦牛IGF-IR包含半胱氨酸富集区(FU)、纤连蛋白Ⅲ型结构域(FN3)、跨膜结构域(TM)及酪氨酸蛋白激酶区(Tyr Kc),具有该受体家族的特征结构域。同源建模表明,其成熟区段氨基酸序列与人的IGF-IR有98. 68%的相似性。为后续牦牛IGF-IR基因的功能研究奠定了基础。     

牦牛MSTN基因分子克隆及序列分析

设计特定引物对牦牛MSTN基因PCR分段扩增并克隆和测序,利用分子生物学软件进行序列拼接,获得牦牛MSTN基因序列(GenBank登录号EU926670).该基因由3个外显子和2个内含子组成,CDS序列全长为1 128 bp(GenBank登录号EU926671),由375个氨基酸组成.外显子大小分别为373,374,381 bp,内含子大小分别为1 843,2 028 bp.牦牛与普通牛的MSTN基因编码区中,在417位发生一次碱基转换(C→T),但未造成氨基酸改变.不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的相似性,牦牛与普通牛、绵羊、猪、人、狗、小鼠、马、兔子、鸡、猩猩各物种间核苷酸相似性大小分别为99.9％,96.5％,94.3％,89.1％,91.9％,91.3％,93.6％,91.7％,82.0％,92.0％.牦牛与普通牛MSTN氨基酸序列相似性最高,为100％;而与绵羊、猪、小鼠、人、狗、马、兔子、鸡、猩猩各物种间相似性大小分别为93.3％,95.5％,92.5％,94.1％,93.3％,94.9％,94.4％,88.0％,94.4％.生物信息学软件分析发现:牦牛MSTN基因编码蛋白的理论分子量约为42.6 kDa,PI值为6.14,Leu的含量最高(9.9％),其次是Lys(7.2％).牦牛MSTN基因编码蛋白二级结构以β折叠为主,属于跨膜蛋白,跨膜区位于AA6-AA23之间;具有一个分泌信号肽结构,其氨基酸序列MQKLQICVYIYLFMLIVA具有TGF-β家族的特征.     

牦牛LPL基因外显子7多态性与生长性状相关性的研究

采用PCR-SSCP技术对5个牦牛品种共398头牦牛脂蛋白脂肪酶基因(LPL)外显子7进行了多态性研究,分析了该基因与牦牛生长性状的相关性.结果表明,牦牛LPL基因外显子7存在2个等位基因3种基因型.各群体在该基因座上呈Hardy-Weinberg平衡状态.三种基因型与牦牛部分生长性状的最小二乘法分析表明,该位点多态与牦牛的体重、体高、胸围存在显著相关(P<0.05),BB型个体体重、体高、胸围显著高于AA和AB型个体.初步推断牦牛LPL基因第7外显子可作为牦牛标记辅助选择的遗传标记之一.     

山药AQP基因家族鉴定及基因表达分析

植物水通道蛋白(aquaporin, AQP)是一类高效特异性膜镶嵌蛋白,参与植物水分及小分子物质运输、细胞渗透调节等功能。本研究从山药基因组中鉴定得到14个水通道蛋白基因,利用生物信息学对其蛋白理化性质、系统进化树、蛋白保守基序、基因结构、染色体定位、蛋白三维结构进行了分析。克隆了山药AQP1基因,并分析了该基因在不同器官和干旱、高盐处理下的基因表达量。结果表明山药AQP可以分为PIP、NIP、TIP和SIP 4组,同组成员具有相似的保守基序和基因结构,AQP基因在染色体上分布不均匀,部分序列来源于串联重复片段复制事件。三维结构分析显示山药AQP蛋白具有典型的水通道蛋白水漏模型特点。基因表达分析显示山药AQP1基因可响应干旱和盐胁迫,暗示其具有潜在抗逆功能。本研究为进一步研究山药AQP家族的生物学功能提供科学依据。