骨形态发生蛋白BMP15基因的研究进展

骨形态发生蛋白属于转化生长因子——β超家族，迄今为止，已有30多个骨形态发生蛋白被确定。BMP15基因是卵母细胞表达的一种分泌型信号分子，具有推动卵泡生长，阻止黄体早熟的作用。笔者对BMP15基因的结构和功能、BMP15基因多态性和基因定位、BMP受体种类及BMP受体信号转导机制作简要阐述。     

骨形态发生蛋白15基因与绵羊繁殖性能关系的研究进展

为促进国内绵羊繁殖性能选育水平的进一步优化和提高,作者选择近年来研究者较为关注的影响繁殖性状的骨形态发生蛋白15（bone morphogeneticprotein 15,BMP15）基因,对其研究进展进行梳理,分析整理其研究方向和路径。通过对该基因的信号传导、作用机理,以及其对绵羊繁殖性能影响和在国内绵羊育种生产研究实践的讨论发现,国内该基因的研究无论在作用机理,还是在标记辅助选择应用方面都还不够深入,有待更多的学者参与相关研究,并为国内该基因的研究和绵羊标记辅助选择提供参考。     

BMP15基因多态性对百宜黑鸡繁殖性能的影响

为了探究骨形态发生蛋白15(BMP15)基因多态性对百宜黑鸡繁殖性能的影响,试验随机选取143只百宜黑鸡作为研究对象,测定其300日龄内的产蛋量和蛋重指标,并以BMP15基因作为候选基因,利用PCR结合测序技术对百宜黑鸡BMP15基因多态位点进行筛选,并对其进行遗传学和繁殖性状关联分析。结果表明:共发现7个SNPs,分别为g.397CT、g.473AC、g.603CT、g.1 323GA、g.1 527CT、g.1 644CT和g.1 698CT,其中g.1 323GA位于内含子区域,将不同的SNPs进行遗传学分析发现,除了g.1 527CT位点的PIC值小于0.25,属于低度多态外,其余位点均属于中度多态;进行χ~2适合性检验发现g.473AC位点偏离了Hardy-Weinberg平衡状态(P0.05);将不同SNP位点对应的不同基因型与繁殖性能进行关联分析发现,g.473AC位点所对应的AC基因型蛋重显著高于AA型(P0.05),g.1 527CT位点所对应的CC与CT基因型之间在产蛋总数上存在差异显著性,且CC型显著高于CT型;其余位点不同基因型间在繁殖性状方面差异不显著(P0.05)。说明BMP15基因多态性对百宜黑鸡繁殖性能有较大的影响。     

骨形态发生蛋白15基因的研究进展

作者主要介绍了骨形态发生蛋白15的结构、功能与调控;骨形态发生蛋白15基因的结构、染色体定位,并讨论了该基因与哺乳动物繁殖性能的关系。     

黄淮山羊骨形态发生蛋白4(BMP4)基因的克隆及优化表达

根据GenBank公布的人和牛BMP4基因序列设计引物,通过RT-PCR和PCR方法分别扩增全长编码序列和内含子2、3,进行克隆及测序鉴定;根据已得到的序列设计引物扩增BMP4成熟蛋白cDNA,克隆入pET32a表达载体,转化E.coliBL21(DE3)plysS进行诱导表达,同时进行诱导条件的优化。结果显示,山羊BMP4基因全编码序列、内含子2和3序列长度分别为1 230、1 053、962 bp,与猪、人、小鼠和牛相应序列的同源性分别为:96.10%、94.96%、91.79%、99.19%,83.80%、76.03%、66.94%、96.71%和87.15%、80.24%、67.20%、98.13%。在E.coliBL21(DE3)plsS中表达的BMP4融合蛋白的相对分子量为31 000,适宜的诱导条件为:0.5 mmol/L IPTG、22℃、诱导8 h.结果表明,黄淮山羊BMP4基因全长编码序列和内含子2、3已被成功克隆。适宜表达条件的确定为进一步研究山羊BMP4的生物学功能奠定了基础。     

山羊高繁殖力候选基因骨形态发生蛋白受体I B的多态性分析

BMPR-IB基因中的A746G突变与Booroola绵羊高繁殖力完全相关.为了研究该基因与山羊繁殖力的关系,试验采用PCR-SSCP方法对河北中部本地山羊中不同繁殖力群体的BMPR-IB基因进行多态性检测.并通过BLAST、BioEdit、DNasp等生物软件对山羊、绵羊、人等6个物种BMPR-IB基因的CDS序列进行了生物信息分析.结果发现在供试山羊不同繁殖力群体BMPR-IB基因不存在A746G的突变,生物信息学分析发现35条序列闻存在370个多态位点,山羊和绵羊间的核苷酸歧义度和遗传距离是各物种间最小的.     

贵州白山羊BMP15基因多态性研究

骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因是控制Belclare和Cambridge等绵羊的高繁殖力主效基因,BMP15蛋白中单个氨基酸的改变直接影响绵羊的产卵率和产羔数。采用RFLP和SSCP技术检测BMP15基因中绵羊高繁殖力突变类型FecXG和FecXB在贵州白山羊中的分布。结果表明,在贵州白山羊样品中没有检测到BMP15基因的FecXG突变,说明该突变在贵州白山羊中的自然发生率非常低;在贵州白山羊高产母羊和公羊中检测到BMP15的FecXB突变,以杂合的AB基因型存在,低产母羊中没有检测到该突变,提示BMP15基因的FecXB突变可能是影响贵州白山羊繁殖力的因素之一。     

哈萨克羊BMP15基因多态性研究

为了探索绵羊多胎性的分子机理以及为绵羊繁殖力的标记辅助选择和育种提供理论依据,采用PCR-RFLP及PCR-DS方法,对哈萨克羊群体BMP15基因FecXG和FecXB及第2外显子进行多态性检测.结果表明:BMP15基因FecXG和FecXB位点均未出现多态性,在第2外显子存在2种基因型,AA型和AB型;测序结果表明:AB型个体在该基因第775位点发生G→C的突变,出现G/C的杂合.优势基因型为AA型,优势等位基因为A基因,多态信息含量小于0.25,属于低度多态;χ2适合性检验表明:处于Hardy-weinberg平衡状态;显著性检验分析表明:该突变位点在不同产羔数母羊群体中的分布有一定的差异.该突变位点可以作为控制绵羊多胎产羔的潜在分子标记位点.     

绵羊BMP15基因外显子单核苷酸多态性研究

以控制Belclare和 Cambridge绵羊高繁殖力的骨形态发生蛋白15( Bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因为候选基因,采用PCR-SSCP技术检测BMP15基因在中国部分绵羊品种 (蒙古羊、内蒙古细毛羊、呼伦贝尔羊、中国美利奴羊)中的单核苷酸多态性,同时研究突变位点对绵羊繁殖力的影响.结果表明:在4个绵羊品种中均检测到BMP15的突变,检测到的BMP15突变在4个绵羊品种中均呈现3种基因型.这表明BMP15基因外显子Ⅰ中虽然存在突变位点,但这一突变位点对绵羊繁殖力高低没有显著影响.     

山羊骨形态发生蛋白2基因外显子克隆及序列分析

设计4对引物,采用PCR-SSCP技术检测骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic protein 2,BMP2）基因外显子2、3在济宁青山羊、安哥拉、波尔、内蒙古绒山羊4个品种共191个个体中的单核苷酸多态性,分析该基因对济宁青山羊高繁殖力的影响,并对济宁青山羊BMP2基因2个外显子进行克隆测序。结果表明,4对引物的扩增片段在4个山羊品种中均无多态性;山羊扩增片段核苷酸和氨基酸序列与人、黑猩猩、牛、犬、大鼠、小鼠6个物种的同源性分别为86.5%～91.3%和88.8%～99%;与其他物种相比,山羊BMP2扩增片段推导氨基酸序列存在3处特有突变,分别是位于第131、353、365位的脯氨酸、缬氨酸、亮氨酸变为苏氨酸(P131T)、天冬氨酸(V353D)、脯氨酸(L365P)。可见,哺乳动物BMP2基因外显子2、3序列保守性强,该区域可能不是影响山羊高繁殖力的功能结构域。     

黄淮山羊骨形态发生蛋白4结构与功能分析

基于克隆得到的黄淮山羊骨形态发生蛋白(BMP4)全长cDNA序列,推导氨基酸序列,运用生物信息学方法从蛋白质理化性质、信号肽、结构域、Motif、二级和三级结构预测等方面对BMP4结构和功能进行分析。结果表明,BMP4具有信号肽、TGFβ超家族7个保守半胱氨酸结构特征和潜在的糖基化等位点,无跨膜区,成熟肽与模板2h62A有91.176%的氨基酸序列一致。因此,山羊BMP4具有BMPs家族的典型结构特征,这些结构特征构成了该蛋白在山羊软骨和骨组织形成、原始卵泡发育及早期胚胎发育中发挥作用的基础。     

山羊BMP15基因FecX-L突变的检测

采用PCR-SSCP方法在高繁殖力山羊品种（济宁青山羊、波尔山羊和文登奶山羊）和低繁殖力山羊品种（内蒙古绒山羊、安哥拉山羊和辽宁绒山羊）中检测骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因的FecX-L突变,同时研究该基因突变对济宁青山羊高繁殖力的影响。结果表明这6个山羊品种都没有发生与Lacaune绵羊相同的FecX-L突变（C53Y）。可见BMP15基因中影响Lacaune 绵羊高繁殖力的突变位点对济宁青山羊的高繁殖力没有显著影响。     

山羊BMP15基因生物信息学分析

为探究骨形态发生蛋白15(Bone morphogenetic protein 15,BMP15)的生物学特性,本试验运用BioXM、DNAMAN、SignalP、ProtScale、PredicProtein、prosite、Smart和ProtFun等生物信息学软件分析山羊BMP15基因cDNA序列信息,预测其编码的蛋白的理化性质、二级结构、疏水性、信号肽、功能结构域和功能等。结果表明,山羊BMP15基因编码区长1185bp,编码394个氨基酸,其基因序列及蛋白序列与绵羊、牛的同源性分别为99%和98%,亲缘关系近。BMP15蛋白序列在25和26位氨基酸之间存在最佳剪切位点,存在信号肽,属于分泌性蛋白,具有信号转导功能。BMP15具有细胞外被膜功能的可能性最大,达到12.822,推测其合成后可能被转运到细胞外膜上进行功能反应。BMP15蛋白序列有TGFβ功能结构域,位于293~394氨基酸区域,且作为激素在生理活动中传递信息的可能性最大。总的来说,山羊BMP15属于分泌性蛋白,可能作为激素进行信号传递来调控机体生理活动,这为进一步研究对BMP15蛋白的功能调节机制奠定理论基础。     

骨形态发生蛋白15及其受体的信号转导

骨形态发生蛋白15(bonem orphogeneticp rotein15,BMP15),也称为生长分化因子9B(growthd iferentiationfactor-9B,G DF-9B)属于TGF-β超家族.BMP15通过促进颗粒细胞有丝分裂、抑制促卵泡素受体在颗粒细胞中表达和促进颗粒细胞分泌的一种因子kit ligand表达来调节颗粒细胞增殖和分化,在雌性哺乳动物生殖中起着关键的调节作用,是近几年来,哺乳动物生殖发育领域的一个研究热点(Moore et al,2005;Shamik Polley et al,2005;Chu et al,2007;Vacca et al,2010)     

骨形态发生蛋白15(BMP15)通过Smads信号通路促进雏鸡原始卵泡的激活

骨形态发生蛋白15(BMP15)在卵巢发育中发挥着重要的调节作用,然而,BMP15对雏鸡原始卵泡发育的作用尚不清楚。本试验研究了BMP15对雏鸡原始卵泡发育的影响。结果表明,BMP15和BMP受体-IB(BMPR1B)mRNA的表达变化以及BMPR1B蛋白的表达变化时间点与原始卵泡的激活时间点一致。BMP15通过促进卵母细胞和颗粒细胞的增殖和抑制细胞的凋亡来激活原始卵泡的活化,这种效应可被BMPR1B的抑制剂ML347所抑制(P<0.05)。电镜观察表明,BMP15处理可增加卵泡内卵母细胞与颗粒细胞之间的缝隙连接。与此同时,Smad1、Smad5和Smad4信号通路参与了BMP15的作用过程。以上结果表明,BMP15通过Smad1、Smad5和Smad4信号通路参与雏鸡原始卵泡的激活。     

骨形态发生蛋白与骨代谢

骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein,BMPs）是乙型转化生长因子（TGF-β）超家族的成员之一,BMPs能诱导促进软骨和骨的形成,对造骨细胞、造骨基因和造骨功能均具有调节作用。BMPs同其细胞微环境中的激素和局部信号一起决定骨髓间充质干细胞的分化方向,对BMPs调节的基因及调节BMPs的基因的进一步研究,将会为探讨人和动物骨代谢疾病的发生机制及相关治疗带来新的方向。     

催乳素受体（PRLR）基因多态性与动物繁殖性能的关系

催乳素受体广泛存在于人及其它哺乳动物的脑、卵巢、胎盘和子宫在内的各种组织中。研究表明：催乳素基因和催乳素受体基因发生突变,都会引起动物的繁殖机能障碍。本文就PRLR基因的结构与定位,PRLR的生物学功能,以及PRLR基因多态性与动物繁殖性能的关系作一综述。     

骨形态发生蛋白在动物繁殖上的研究进展

骨形态发生蛋白(BMPs)家族是转化生长因子超家族的一大类,它们与两类特异受体结合组成信号传导通路诱导细胞内的一系列生理活动。研究表明它们对雌性繁殖性能有重要作用,特别是对卵巢的作用尤为显著。已在多种动物(鸡、牛、猪、羊、鼠等)卵巢中检测到了编码BMP 2,3,3b,4,6,7和15的mRNA。在不同品种绵羊中已发现了几个控制多胎性状的主基因,如FecB、FecX1、FecXH、FecXG、FecXB和FecGH基因,它们都是BMPs家族蛋白及相关蛋白基因突变而产生的。文章从生化背景、表达研究、对卵巢与排卵的作用,以及对生殖内分泌的调节等几个方面,对BMPs在动物繁殖方面的研究进展做了阐述。     

五星黄鸡BMP15基因多态性与产蛋性能关联性分析

为研究五星黄鸡骨形态发生蛋白15(BMP15)基因多态性及其与产蛋性能的相关性,采用直接测序法检测五星黄鸡BMP15外显子多态性。结果表明:五星黄鸡在BMP15外显子1和外显子2中分别存在4个和9个多态位点,其中,外显子1的C34T突变和外显子2的T424C突变为错义突变,分别导致亮氨酸变为苯丙氨酸和甘氨酸变为丝氨酸,其他均为同义突变;突变位点与300日龄产蛋量的关联分析表明,H系C34T的TT基因型比CT基因型产蛋数多9.6枚(P0.05);而L系G540A的AA基因型产蛋数比GA基因型高16.7枚(P0.05),其他位点在2个品系中与产蛋数相关性差异不显著(P0.05);单倍型分析结果表明,H系BMP15基因不同单倍型组合与300日龄产蛋量的相关性未达到显著水平,L系单倍型组合Block1中L4L4和B1ock3中L1L1产蛋数远高于其他单倍型组合(P0.05或P0.01)。本研究结果表明,BMP15基因多态性能显著影响五星黄鸡产蛋性能,上述多态位点和单倍型组合可能成为潜在的分子标记用于鸡产蛋性能的提高。