梅山猪SLC36A1基因cDNA克隆、组织表达及生物信息学分析

为了研究SLC36A1基因的功能及其与梅山猪毛色等表现的关系,试验以梅山猪皮肤组织cDNA为模板,PCR扩增SLC36A1基因完整CDS序列,利用生物信息学方法分析SLC36A1基因CDS序列及其编码的氨基酸序列,用RT-PCR方法检测SLC36A1基因在梅山猪各组织中的相对表达量。结果表明:SLC36A1基因CDS全长为1 431 bp,编码476个氨基酸,属于跨膜疏水性蛋白,具有转运功能,是比较保守的基因;RT-PCR检测该基因在梅山猪雄性生殖系统及肾脏中有较高的表达量,在肝脏、肌肉、子宫、输卵管等组织中表达量很低,并且首次发现该基因在尿道球腺中有最高的表达量。     

TAP1基因外显子3在9个不同猪群体中的遗传多态性分析

本研究利用PCR-RFLP法检测了TAP1基因在4个中国地方猪品种、1个培育猪品种、3个引进猪品种和亚洲野猪等9个群体中的遗传多态性。结果表明:TAP1基因外显子3发现1处SNP位点G729A,并且在所有群体中均检测到3种基因型(AA、AB和BB型),其中引进猪品种B等位基因频率较高,地方猪品种和亚洲野猪的A等位基因频率相对较高。G729A位点上不同基因型的分布在多数群体中均处于Hardy-Weinberg平衡状态,但在苏太猪群体中发生了极显著偏离(P0.01)。群体内变异分析表明,地方猪品种和亚洲野猪的杂合度、有效等位基因数以及Shannon’s信息指数都普遍高于引进猪品种。UPGMA法聚类分析结果表明,9个群体共出现3个分支,3个外来猪品种聚为一类,苏太猪、梅山猪与二花脸猪聚为一类,淮猪、亚洲野猪与荣昌猪聚为一类。     

家蚕糖转运蛋白基因BmST3的克隆及序列分析与表达研究

糖转运蛋白在家蚕体内糖类化合物的转运与代谢过程中发挥重要作用。在电子克隆的基础上,通过RT-PCR方法克隆了家蚕糖转运蛋白基因BmST3(GenBank登录号:GQ871756)。生物信息学分析结果显示,该基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1434bp,编码477个氨基酸,预测蛋白有典型的Sugar_tr结构域和12个疏水的跨膜结构域,与埃及伊蚊、致倦库蚊、冈比亚按蚊、赤拟谷盗登录号分别为EAT47626、EDS35465、EAA11457、EFA05337的同源蛋白相似性均在60%以上。RT-PCR检测和基因芯片信号值分析结果显示,BmST3基因的表达具有组织特异性,在家蚕5龄第3天幼虫的9种组织中,主要在马氏管中大量表达,推测其可能在马氏管细胞膜内外物质的跨膜转运中发挥作用。     

版纳微型猪近交系PPARD基因克隆及95G/A突变检测

为深入研究PPARD在猪体内的调节和功能,以版纳微型猪近交系(BMI)为试验动物,通过RT-PCR方法扩增得到PPARD基因全长编码区序列,在编码区第95位检测到A/G两种核苷酸(GenBank登录号:KP757025、KP757026)。结果表明,该基因编码462个氨基酸,蛋白分子量为49.74kD,等电点为7.53。蛋白质结构分析PPARD存在2个保守域,无跨膜结构,不存在信号肽,存在1个亮氨酸富集的核输出信号,其N端、C端均亲水;亚细胞定位显示该蛋白分泌到细胞周质的概率为69.6%。系统进化分析表明猪与牛、犬的亲缘关系较近。利用qPCR检测了PPARD基因mRNA在BMI 14个组织中的表达量,发现在肝脏、耳朵、脾脏、小肠中表达量较高。     

民猪Y-box结合蛋白基因的克隆、表达以及冷刺激对其表达方式的影响

为了探讨Y-box结合蛋白(YB1)是否参与哺乳动物的冷适应反应,本研究采用RT-PCR和Real-time PCR 的方法克隆测序了民猪YB1基因的序列,检测了该基因在大肠、腿肌、肺脏、脂肪、心脏、脾脏和肝脏组织的表达情况,比较了该基因在冷刺激13 d后常温组((10±2)℃)和冷刺激组((-20±3)℃)个体的骨骼肌组织内的表达变化.结果表明,民猪的YB1基因完整的CDS区长975 bp,编码325个氨基酸,具有1个高度保守的冷休克域,存在多个磷酸化位点,不包含任何跨膜区域,是一种存在于细胞质中的蛋白质.组织表达谱表明YB1基因在所检测的7种组织内均高水平表达.该基因在被冷刺激13 d后,在腿肌内的表达水平出现显著下降(P＜0.05).冷刺激造成了YB1基因转录发生了变化.     

银黑狐内皮素受体B基因（EDNRB）的克隆及其组织表达分析

采用RT-PCR方法对银黑狐内皮素受体B基困（EDNRB）进行了克隆,序列分析表明所克隆的cDNA序列全长为1 636bp,包含整个开放阅读框1 332bp,编码443个氨基酸残基。银黑狐EDNRB基因编码序列与GenBank数据库中的犬、猪、人、牛、兔和小鼠的EDNRB基因核酸序列高度同源,同源性分别为99.0%,90.7%,89.5%,89.1%,86.9%和82.8%。银黑狐EDNRB基因编码氨基酸序列中包含1个信号肽序列和7个跨膜区域,跨膜区氨基酸序列在不同物种中高度保守。EDNRB基因组织表达谱分析表明该基因在银黑狐肺、脑和肝脏组织中表达量较高,而在肌肉、脾和心脏中表达量较低,在胃组织中没检测到该基因的表达。本研究结果为下一步探讨ED-NRB基因核酸序列多态性与银黑狐不同毛色表型的相关性奠定了基础。     

猪STARD3NL基因克隆和表达谱分析

本研究旨在克隆猪STARD3 NL(STARD3N-terminal like protein)基因,对其基因结构进行分析,并研究该基因在猪不同组织中的表达特性。采用5′和3′-RACE以及RT-PCR方法克隆猪STARD3 NL基因,利用生物信息学方法预测蛋白结构,应用qRT-PCR技术检测组织表达特性。结果表明,猪STARD3 NL基因的cDNA序列长度为1 319bp(GenBank登录号:HQ634946),编码235个氨基酸,该氨基酸序列与其他物种相比一致性较高;进化树分析表明,猪STARD3NL氨基酸序列与牛和绵羊的关系较近,与斑马鱼的进化关系最远。STARD3NL氨基酸序列包含保守的MENTAL结构域,为疏水蛋白,包含4个跨膜螺旋区;二级结构主要是α-螺旋,占60%;该蛋白不存在信号肽,不是分泌蛋白;亚细胞定位显示,该蛋白存在于内质网的概率为39.1%。qRT-PCR分析表明,STARD3 NL基因在所检测猪的14种组织均有表达,在肝中表达水平最高,在眼肌中的表达水平最低;莱芜猪和大长猪被圆环病毒感染后,STARD3 NL基因在2种猪肺组织中的表达水平差异不显著(P0.05)。研究结果将为进一步研究STARD3 NL基因的结构和功能以及猪抗病育种提供资料。     

猪G蛋白偶联受体12(Gpr12)基因克隆鉴定及其表达分析

为研究猪G蛋白偶联受体12(G protein-coupled receptor 12,Gpr12)基因的序列和组织表达特征,探索Gpr12 mRNA在卵泡发育过程中的表达规律,本研究利用克隆测序技术获取猪Gpr12基因的编码区序列,并利用生物信息学方法分析Gpr12基因序列和蛋白的潜在特征;RT-PCR技术检测Gpr12基因的组织表达模式;荧光定量PCR技术检测Gpr12 mRNA在猪卵泡发育过程中的表达规律。结果表明:猪Gpr12基因编码区序列长1 005 bp,编码蛋白含有典型的7次跨膜结构域和DRY基序,存在多个潜在的磷酸化和糖基化修饰位点;Gpr12基因在所检测的组织和细胞中均有表达,且在脑、垂体和卵母细胞中高表达;随着卵泡的发育,Gpr12 mRNA的表达量极显著升高(P<0.01),表明Gpr12基因可能参与了猪卵泡发育的调控过程。     

猪精子发生候选基因PYGO2的分离、表达和亚细胞定位研究

旨在分离猪PYGO2编码区序列，获悉该基因mRNA组织表达模式、蛋白质结构特征、细胞中的分布和定位，并构建蛋白相互作用网络。本研究首先利用RT-PCR从成年版纳微型猪近交系（BMI）睾丸组织中克隆PYGO2编码区序列；利用生物信息学解析其基因结构并对蛋白质进行多种功能分析，比较多个哺乳动物PYGO2的氨基酸序列同源性，构建系统进化树和蛋白质相互作用网络；然后利用qPCR技术检测PYGO2在15个组织中的mRNA表达情况；最后通过构建pEGFP-C1-PYGO2融合表达载体，转染猪睾丸细胞（ST），确定PYGO2的亚细胞定位。结果表明，PYGO2基因CDS长1 221 bp，编码406个氨基酸（基因和氨基酸号分别为KY644518和AVB77243.1），定位在猪4号染色体；PYGO2蛋白二级结构以无规则卷曲为主，N端和C端均疏水；氨基酸序列同源比对分析表明，猪PYGO2与其他哺乳动物的相似度均大于97%，在进化上高度保守；蛋白互作网络分析显示，猪PYGO2与9个蛋白可能存在相互作用，其中与BCL9蛋白作用最为紧密；qPCR表达分析表明，猪PYGO2在被检的15个组织中均有不同程度表达，在生殖腺中表达相对较高；ST细胞中的亚细胞定位结果表明，PYGO2 mRNA主要分布在细胞核。本研究获得了PYGO2基因的编码序列，蛋白质结构和定位，蛋白质相互作用网络，mRNA多组织表达特征，可为进一步解析该基因在猪精子生成中的分子机制提供参考。     

乌蒙凤鸡生长激素基因多态性及生物信息分析

试验旨在对乌蒙凤鸡生长激素(growth hormone,GH)基因多态性进行研究,并开展生物信息学分析。以乌蒙凤鸡为研究对象,构建DNA池,PCR扩增GH基因所有外显子和部分内含子,采用直接测序法检测GH基因多态性,利用生物信息学软件对GH蛋白二级结构、三级结构及基本性质(理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、卷曲螺旋区及保守结构域)进行分析。结果显示,乌蒙凤鸡GH基因存在8个SNPs,分别是T1453C、A1489G、A1512G、G2152A、G3206A、G3347A、C3452A和C3453G,其中G2152A、C3452A和C3453G只发生在无凤头乌蒙凤鸡中;C3452A、C3453G位于非编码区,T1453C、A1489G、A1512G、G2152A和G3206A位于内含子上,G3347A位于外显子5。突变后GH基因mRNA结构发生变化,自由能提高,稳定性降低。生物信息学分析表明,GH蛋白为分泌蛋白,含有信号肽序列,有1个典型的卷曲螺旋结构和疏水区,保守结构域在10～214位氨基酸之间,为非跨膜蛋白,且不稳定。结果表明,乌蒙凤鸡GH基因具有较高的遗传多样性,可为乌蒙凤鸡的保种选育提供参考。     

梅山猪UBE2b基因的克隆及组织表达特征的研究

UBE2b基因编码的泛素结合酶参与的泛素-蛋白酶通路(UPP)在哺乳动物精子发生中起着重要作用。本研究根据相关ESTs拼接的序列采用PCR扩增鉴定的方法获得梅山猪UBE2b基因cDNA全序列,对其序列进行生物信息学分析,利用半定量RT-PCR的方法研究150日龄梅山公猪UBE2b基因的组织表达特征和不同日龄(2、30、60、90、150日龄)公猪睾丸的表达规律。结果表明:梅山猪UBE2b基因cDNA全长1 329 bp,编码153个氨基酸,具有UBCc家族的保守结构域。该基因编码氨基酸序列在不同物种间具有较高的保守性,根据编码氨基酸序列构建的分子进化树显示猪与牛的亲缘关系最近,与斑马鱼的关系最远。UBE2b基因在梅山公猪各组织中广泛表达,其中睾丸为高丰度表达。该基因在梅山猪睾丸中的表达随日龄增加呈显著上升趋势,与睾丸发育显著相关(r=0.82,P<0.01),推测UBE2b可能在梅山猪精子发育和性发育中起重要作用。     

东串猪FUT2基因CDS扩增、序列分析及组织表达谱检测

猪α-（1,2）岩藻糖转移酶2（FUT2）基因为鞘糖脂生物合成-球系列通路中的重要基因,可能在断奶仔猪抵抗大肠杆菌F18侵染过程中发挥着调控作用。为探究猪FUT2基因的序列结构及其生物学功能,试验采用PCR扩增得到地方猪品种东串猪FUT2基因的CDS全序列,进而预测和分析FUT2基因的蛋白质序列及其功能区域,同时对其在8头35日龄东串断奶仔猪11个组织中的表达水平进行检测与分析。结果显示,FUT2基因的CDS序列全长为1 023 bp,共编码340个氨基酸,FUT2蛋白为脂溶性的亲水蛋白,蛋白结构不稳定,该蛋白存在1个跨膜螺旋结构,但不存在信号肽,表明FUT2蛋白为膜蛋白;FUT2蛋白存在2个N-糖基化位点（185和305位氨基酸）,无O-糖基化位点,此外该蛋白还存在14个潜在的磷酸化位点,包括6个Ser、2个Thr和6个Tyr,对其功能区域进行分析发现,FUT2蛋白存在1个超级家族保守结构域：FUT1-FUT2-like（58-319位氨基酸）;系统进化树结果显示,猪与牛的亲缘关系相对较近,与人、黑猩猩、大鼠和小鼠等亲缘关系相对较远;FUT2基因在东串断奶仔猪11个组织中均有表达,在消化道和免疫组织中表达水平较高。试验结果推测FUT2基因在断奶仔猪抵抗大肠杆菌F18中可能具有一定的作用,且可能是通过合成岩藻糖转移酶间接发挥其抵抗大肠杆菌F18的作用。     

家蚕Ring基因的克隆及序列特征与组织表达分析

Polycomb group(PcG)蛋白是多细胞有机体中的一类表观遗传抑制因子,Ring是Pc G蛋白家族的主要成员,在Pc G蛋白的转录抑制调控中行使重要功能,对昆虫和哺乳动物的发育至关重要。利用同源检索方法获得家蚕Ring基因(BmRing)的核苷酸序列,该基因位于家蚕第17号染色体的nscaf2865位点。BmRing的核苷酸序列由4个外显子和3个内含子构成,基因的c DNA3'端有2个多聚腺苷酸化信号(aataaa)和典型的poly(A)结构;BmRing编码由377个氨基酸组成的蛋白质,分子质量为41.8 k D,等电点为6.72,氨基酸序列具有3个同源异型结构域(homeobox domain,HD),46~85 aa为高度保守的典型的环指结构域(Ring finger),331~347 aa为跨膜区,N端位于膜外。通过STRING在线预测分析得到10个与BmRing有相互作用关系的蛋白质。系统进化分析显示BmRing与果蝇的Dm SCE、意大利蜜蜂的AmRing等的亲缘关系较近。以家蚕5龄第3天幼虫的卵巢c DNA为模板,克隆了BmRing基因,并利用半定量RT-PCR检测BmRing基因在5龄第3天幼虫的精巢、卵巢、头部和血细胞中有明显表达,而在其他组织中几乎不表达。获得的上述基础信息,有益于进一步研究BmRing的生物学功能。     

猪NAP1L5基因克隆、序列鉴定及在不同妊娠时期胎盘中的差异表达分析

旨在获得猪NAP1L5基因的序列特征、组织表达及生物学功能等相关信息.本试验通过RT-PCR克隆了猪NAP1L5基因,并运用生物信息学方法分析了不同物种序列进化关系,运用荧光定量PCR技术检测了NAP1L5在梅山猪不同妊娠时期胎盘中的表达.序列分析结果表明,猪NAP1 L5基因CDS全长579 bp,编码193个氨基酸.其核苷酸序列与牛的相似性为89％,其中氨基酸序列包含一段保守的核小体组装蛋白(Nucleosome assembly protein,NAP)特征序列.荧光定量结果表明NAP1L5基因随着妊娠时期的增长呈上升表达,在26和50 d之间表达量差异极显著(P＜0.01).以上结果支持了NAP1L5基因可能与猪胎儿营养获取及早期发育有关,为进一步研究猪NAP1 L5基因的功能奠定了基础.     

猪Fosl2基因克隆、结构预测及其mRNA发育性表达变化

本试验旨在克隆猪Fosl2基因CDS序列并对其进行分析,研究该基因在猪的不同阶段各种组织(心、肝、脾、肺、肾、背最长肌、背部脂肪)中的发育性表达规律。以豫南黑猪为材料,利用RT-PCR技术克隆猪Fosl2基因CDS区域,利用生物信息学方法预测蛋白结构,应用qRT-PCR检测豫南黑猪7~180日龄上述组织中Fosl2基因的发育性表达。结果表明,猪Fosl2基因的CDS区为984bp,编码327个氨基酸,跨膜序列为17~33位氨基酸,该肽链没有信号肽,为跨膜非分泌型蛋白,在122~187位氨基酸的位置存在亮氨酸拉链结构域,核苷酸和氨基酸序列同其他种属间的保守性很高。Fosl2基因拥有广泛的组织表达谱,在心、肝、脾、肾、肺、背最长肌和背部脂肪的不同发育阶段均有不同程度的表达,而其在肺中的表达量均高于同时期其他组织内的表达量,推测猪Fosl2基因可能与肺部组织的发育有关;其在背部脂肪不同发育阶段的变化趋势表明其可能参与调控猪脂肪的生成进而影响瘦肉率。本研究结果将为进一步研究猪Fosl2结构及其多功能奠定基础。     

马身猪CD63基因CDS区的克隆、表达及生物信息学分析

为了克隆马身猪CD63基因的CDS区,检测其在不同组织中的表达规律,预测编码蛋白的结构与功能,该研究对山西省地方品种马身猪CD63基因CDS区进行扩增和克隆,采用qRT-PCR技术检测CD63基因在心脏、肝脏、脾脏、肾脏、腰大肌、背部皮下脂肪等组织中的表达规律,采用生物信息学方法分析CD63蛋白的生物学特性。结果表明,该研究成功克隆出猪CD63基因的CDS区,全长714 bp,已上传NCBI数据库,登录号为MN082631。该基因在所检测的组织中均有表达,且在不同组织中的表达量有显著差异(P0.05),脂肪组织中表达量最高,其次是肝脏、肌肉、脾脏,肾脏中的表达量最低。经生物信息学预测,该基因编码的蛋白质含237个氨基酸,属于中性稳定四跨膜蛋白,有3个可能的N-糖基化位点,其中2个位点位于第3个与第4个跨膜结构域之间的胞外区内,另一个在第1个与第2个跨膜结构域之间的胞外区内;可能存在Ser磷酸化位点6个,Thr磷酸化位点4个,Tyr磷酸化位点1个;CD63蛋白为疏水性蛋白,α-螺旋、延伸、β-折叠和无规则卷曲分别占58.23%、11.39%、5.49%和24.89%。猪CD63蛋白氨基酸序列与野骆驼的相似性最高,其次是羊驼、长江江豚和抹香鲸,同时与骆驼科的野骆驼和羊驼的遗传距离最近,符合生物进化规律。该试验成功克隆了马身猪CD63基因CDS区,并进行了生物信息学分析,为深入探讨CD63基因生物学功能提供参考。     

版纳微型猪近交系TSARG7基因克隆及功能生物信息学分析

为获得版纳微型猪近交系（Banna Mini-pig inbred line,BMI）TSATG7基因序列并分析组织表达情况,本研究以GenBank中猪及近缘物种的TSARG7基因mRNA序列为参考序列,设计特异引物扩增BMI TSARG7基因,半定量分析10个重要组织的表达谱,并对蛋白质序列进行功能生物信息学分析。结果显示,获得了BMI TSARG7基因1 371 bp的编码区序列（GenBank登录号：KU950831,对应的氨基酸登录号：AMY60405）,编码456个氨基酸,蛋白质分子质量为52.05 ku,等电点（pI）为9.28。多组织表达分析表明,TSARG7基因在睾丸中高表达,在其他组织中呈中、低表达。功能生物信息学分析表明,TSARG7蛋白质存在1个保守结构域,有3个跨膜螺旋结构,无信号肽序列;N末端疏水,C末端亲水;有5类功能活性位点,位于细胞质的概率是94.1%。本试验结果为进一步研究TSARG7基因在猪精子发生和性成熟方面的作用及功能奠定基础。     

猪肌肉糖原磷酸化酶基因的多态性及其与胴体和肉质性状的相关分析

试验旨在寻找不同品种猪的差异表达基因,并对其遗传效应进行初步分析。应用抑制消减杂交技术获得了在梅山猪、长白猪和大白猪中差异表达的肌肉糖原磷酸化酶(glycogen phosphorylase,muscle form,PYGM)基因及其全长cDNA序列,序列分析结果表明,猪PYGM基因编码842个氨基酸,与人、牛、狗、小鼠、大鼠和羊的氨基酸序列具有96%、97%、96%、96%、96%和97%的相似性,而且该基因在各组织中表达量均很高。通过序列比对发现,在3′非翻译区(3′UTR)125 bp处存在1个突变。利用PCR-RFLP方法,在大白猪、梅山猪、长白纯种猪和170头大白×梅山F2代资源家系中检测了该突变位点的多态性并进行性状关联分析,结果表明,该位点的多态性与瘦肉率、骨率、肥肉率、平均背膘厚、眼肌面积、胴体长显著相关,尤其是活体瘦肉率AA基因型(大白猪、长白猪优势基因)比BB基因型(梅山猪优势基因)高3%,肥肉率低5%,与外来猪种瘦肉率显著高于本地猪的性状表现是一致的。因此,猪PYGM基因125 bp位点可能是一个潜在的分子标记辅助常规育种位点。     

猪LTβR基因克隆、结构功能预测、组织表达谱分析及真核表达载体构建

为了进一步探究猪LTβR基因的生物学功能,本研究以猪淋巴组织cDNA为模板扩增LTβR基因CDS区,进一步利用生物信息学对猪LTβR蛋白结构与功能以及参与的GO和Pathway通路进行分析,利用Real-time PCR检测LTβR基因在大白猪不同组织中的表达水平,同时将LTβR基因扩增产物克隆至真核表达载体pEGFPC1中,并分别转染猪HEK293和IPEC-J2小肠上皮细胞系,通过显微镜观察其表达情况。结果表明,克隆获得猪LTβR基因CDS区全长为1 209bp,编码402个氨基酸,发现LTβR为脂溶亲水性的不稳定蛋白,存在1个跨膜结构(205~227aa),不存在信号肽,亚细胞定位表明LTβR为非分泌型蛋白。LTβR蛋白具有2个糖基化位点,18个潜在的磷酸化位点,其中包括PKC、CKI、CDC2、GSK3、CDK5、INSR等10种保守的特异性蛋白质激酶的结合位点。该蛋白保守区域为2个TNFR superfamily,分别位于32~125和128~192位氨基酸,并发现C422TA141V突变位于该区域内。KEGG和GO分析发现,LTβR基因共参与12项GO功能分类,同时还参与NF-kappa B信号通路、IgA合成的肠道免疫网络等5项调控通路。定量检测发现,LTβR基因在大白猪肺中的表达水平极显著高于其他组织(P0.01),在肾和脾等免疫器官,十二指肠和空肠等肠道组织中也均有较高的表达水平。细胞水平转染试验及显微镜观察发现其在猪HEK293和IPEC-J2两种细胞中均表达。本研究为猪LTβR基因及其介导的信号通路的功能分析提供了材料和依据,今后有必要在细胞水平上进一步验证分析猪LTβR基因及其介导的信号通路在猪抵抗细菌感染过程中发挥的重要作用,同时将C422T突变作为猪抗病育种的一个潜在遗传标记进行系统分析。     

牦牛KLF8基因剪切体克隆及组织表达分析

为了阐明KLF8基因在牦牛不同组织中的表达水平,试验采用RT-PCR方法克隆KLF8基因剪切体序列,利用荧光定量PCR技术检测该基因在不同组织中的表达丰度。结果表明:获得牦牛KLF8基因剪切体序列长度为1 246 bp(Gen Bank登录号为KX964629),其中CDS为963 bp,编码320个氨基酸,与牛(登录号为XP_010820342.1)的氨基酸同源性达99.69%,无信号肽剪切位点和跨膜结构域,具有KLFs家族保守的锌指功能结构域;KLF8基因在牦牛的脂肪组织中存在高水平表达,极显著高于其他组织(P0.01)。