关岭牛MEF2A和MEF2B基因克隆及其组织表达特征分析

【目的】探究肌细胞增强因子-2(MEF2A和MEF2B)的生物学信息特征及其在关岭牛不同发育阶段各器官组织中的表达情况,为揭示MEF2A和MEF2B基因在关岭牛生长发育过程中的作用机制及挖掘地方种质资源提供理论参考。【方法】通过RT-PCR克隆MEF2A(NM_001083638.2)和MEF2B(NM_001145793.1)基因编码区(CDS)序列,利用ProtScal、NetPhs 3.1、SOPMA、ProtParam、PSORT II Preadict、SWISS-MODEL等在线软件进行生物信息学分析,同时采用实时荧光定量PCR检测MEF2A和MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段(犊牛、青年牛和成年牛)各器官组织中的表达水平。【结果】关岭牛MEF2A和MEF2B基因CDS序列分别编码492和368个氨基酸残基;MEF2A和MEF2B蛋白相对分子量分别为52和39 k D,对应的理论等电点(p I)为9.07和9.35,均属于碱性不稳定蛋白。关岭牛MEF2A和MEF2B蛋白以无规则卷曲和α-螺旋为主,主要定位于细胞核(分别占60.9%和52.2%)。关岭牛MEF2A基因与与挪威鼠和绵羊的MEF2A基因遗传距离较近,关岭牛MEF2B基因则与牦牛和绵羊的MEF2B基因遗传距离较近。实时荧光定量PCR检测结果显示,MEF2A和MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、里脊和脂肪等7个组织中均有表达,且受生长发育阶段的影响。其中,MEF2A基因在犊牛各器官组织中的相对表达量极显著高于在青年牛和成年牛(P<0.01,下同),随着年龄的增长,MEF2A基因在关岭牛心脏中的相对表达量极显著高于其他组织;MEF2B基因在青年牛和成年牛的相对表达量极显著高于犊牛,且在关岭牛心脏、肝脏和脾脏中的表达量与年龄呈正相关。【结论】MEF2A基因在关岭牛不同发育阶段心脏中高表达,而MEF2B基因在关岭牛不同发育阶段肺脏和脾脏中高表达,但在里脊中的表达相对较低。可见,MEF2A和MEF2B基因在关岭牛的生长发育过程中发挥重要作用。     

鸭LEPR基因结构和功能的生物信息学分析

以鸭瘦素受体(LEPR)基因为研究对象,运用生物信息学方法对鸭等10种动物的LEPR蛋白进行多序列比对分析、分子进化分析及蛋白质结构分析,并预测LEPR蛋白的理化性质、疏水性等基本性质。结果表明：鸭LEPR蛋白预测为不稳定的亲水性蛋白质,不含信号肽,为非分泌型蛋白质,定位在细胞质膜上,与其生物学功能相符。鸭LEPR蛋白还含有132个潜在磷酸化位点、10个N型糖基化位点和6个O型糖基化修饰位点。进化关系分析表明,鸭LEPR基因与同为水禽的黑天鹅进化关系最近,具有较高的同源性。这一研究为进一步研究鸭LEPR基因及其编码的蛋白质结构和功能提供了参考。     

临武鸭PRL基因的克隆及生物信息学分析

采用高通量Solexa测序技术获得临武鸭PRL基因全序列,并对该序列进行了生物信息学分析.结果表明:临武鸭PRL基因全序列长度为6 390 bp(GenBank序列号为JQ677091),包含5个外显子和4个内含子,编码229个氨基酸.聚类分析发现,临武鸭与绿头鸭亲缘关系最近,与鹅、鸡、鹌鹑等次之,与鱼类亲缘关系最远.这些研究结果提示,PRL基因全序列适合于动物物种间系统进化关系的分类研究,可为进一步了解PRL基因的特性、物种演化、蛋白质生物学功能等提供理论依据.     

牦牛JHDM2A基因的克隆测序及其生物信息学分析

利用RT-PCR克隆技术对牦牛JHDM2A基因进行cDNA克隆测序,并用生物信息学软件分析该基因的编码区序列、蛋白结构及进化关系。结果表明:①牦牛JHDM2A基因cDNA序列大小为4 605bp,其中CDS区序列3 969bp,编码氨基酸1 323个。牦牛JHDM2A基因与人、小鼠、褐鼠、原鸡等物种该基因序列比对,一致性分别为90.3%、86.9%、86.3%、69.9%,在物种间具有较高的一致性。②牦牛的JHDM2A蛋白存在JMJC结构域,属于JMJD家族的一员,该蛋白是一种弱碱性、无跨膜结构的游离蛋白,不定位于细胞的任何部位,进化速度慢、保守性强。以上结果为进一步从分子水平上了解牦牛JHDM2A基因和JHDM2A蛋白的结构、功能提供了理论基础。     

兴义鸭的肉质性状测定及其相关性

为兴义鸭的选育及科学养殖提供理论依据,随机选取同批出雏、健康无病、体况相近的10周龄兴义鸭50只(公母各半),进行肉质性状测定及其相关性分析。结果表明:兴义鸭具备优良的肉品理化特性,保水性好,肌内脂肪含量和嫩度适中,脂肪酸以棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸为主,含量在95.23%左右,不饱和脂肪酸含量(57.075%)高于饱和脂肪酸(42.944%),且多不饱和脂肪酸较丰富。公母鸭脂肪酸含量无显著差异(P0.05);pH值与肉色呈显著正相关(P0.05),与失水率呈显著负相关(P0.05);不饱和脂肪酸间及其与SFA、EFA、UFA间多数呈极显著相关,C17:0与pH值呈显著负相关,C14:0、C16:1、C18:0、C18:1、C18:2、C20:3、C20:4、EFA与嫩度呈显著或极显著相关(P0.05或P0.01)。兴义鸭具有良好的肉质特性,是一个值得开发的优良地方鸭品种。     

奥利亚罗非鱼MSTN基因结构及其SNPs的筛选

通过PCR法从奥利亚罗非鱼DNA中扩增出MSTN基因。该序列全长1 957 bp,含有3个外显子,2个内含子。外显子Ⅰ379 bp,外显子Ⅱ371 bp,部分外显子Ⅲ145 bp,内含子Ⅰ305 bp,内含子Ⅱ751 bp,编码区895 bp,共翻译298个氨基酸。通过随机测序法筛选SNPs,获得了6个突变位点,外显子Ⅰ、Ⅱ各有一个,而内含子Ⅱ则含有4个突变位点。外显子Ⅰ、Ⅱ的突变位点均导致翻译的氨基酸序列发生改变,为错义突变。研究结果为SNPs位点与奥利亚罗非鱼生长性能关联分析奠定了基础。     

奥利亚罗非鱼MSTN基因结构及其SNPs的筛选

通过PCR法从奥利亚罗非鱼DNA中扩增出MSTN基因。该序列全长1 957 bp,含有3个外显子,2个内含子。外显子Ⅰ379 bp,外显子Ⅱ371 bp,部分外显子Ⅲ145 bp,内含子Ⅰ305 bp,内含子Ⅱ751 bp,编码区895 bp,共翻译298个氨基酸。通过随机测序法筛选SNPs,获得了6个突变位点,外显子Ⅰ、Ⅱ各有一个,而内含子Ⅱ则含有4个突变位点。外显子Ⅰ、Ⅱ的突变位点均导致翻译的氨基酸序列发生改变,为错义突变。研究结果为SNPs位点与奥利亚罗非鱼生长性能关联分析奠定了基础。     

MEF2a基因在肌肉组织中的表达研究

分别取90日龄、180日龄和270日龄大白猪心肌、背肌和腿肌,提取总RNA,设计并合成猪MEF2a引物,以β肌动蛋白作为内参,利用Real-time PCR方法检测不同日龄大白猪肌肉组织中MEF2a基因mRNA的表达.结果表明,不同日龄大白猪的心肌和背肌中,MEF2a基因mRNA的表达水平无显著差异,在腿肌中有显著差异(P<0.05).从90日龄到270日龄,MEF2a基因在心肌、背肌和腿肌的表达水平均差异显著(P<0.05),腿肌最高,其次是背肌,心肌最低.据此推测,MEF2a基因在猪成体后的肌肉组织中,主要是促进I型肌纤维的生成,而不再是介导细胞分化.     

牛CRP2基因SNPs筛查及生物信息学分析

为遗传效应分析及CRP2基因对牛生长调控的功能研究奠定基础,选取生长发育性状差异明显的务川黑牛和贵州荷斯坦奶牛构建DNA池,设计1对引物分别扩增2个牛种CRP2基因第6外显子序列和部分3’-UTR(总长724 bp),切胶回收后对PCR产物进行双向测序,进行不同牛种CRP2基因SNPs筛查.结果表明:在CRP2基因有7个SNPs:T20G,C22G,T151C,T285A,T-157C,G-145A,G-85A,包括3个新的SNP位点(C22G,T-157C,G-85A).CRP2基因第6外显子编码区有2个SNPs,包含1个错义突变(C22G,Gly→Ala)和1个同义突变(T20G);CRP2基因3’-UTR有2个SNPs(T151C和T285A);CRP2基因内含子区有3个SNPs,分别为T-157C、G-145A和G-85A.T20G、C22G和T151C位点等位基因频率在不同牛种间有较大差异.突变前后CRP2的RNA二级结构和蛋白质二级结构有明显改变,蛋白质三级结构无明显差异.     

甘肃黑猪H-FABP基因克隆、SNPs筛查及生物信息学分析

采用生物信息学方法从分子水平对甘肃黑猪H-FABP基因编码蛋白质的功能和性质进行分析。采用DNA池和直接测序技术对甘肃黑猪H-FABP基因进行SNPs快速筛查及其编码区蛋白质功能预测。结果表明,甘肃黑猪H-FABP基因编码区全长402 bp,编码133个氨基酸残基,共检测出4个SNPs,分别为C⁷³⁴T-Intron1、T¹⁵²C-Exon2、G³⁰A-Intron2、T¹²¹G-Intron2,其中T¹⁵²C-Exon2为错义突变,氨基酸由原来的异亮氨酸(Ile)转变为苏氨酸(Thr)。生物信息学预测发现,甘肃黑猪H-FABP蛋白是一种稳定的亲水蛋白,蛋白质二三级结构均以β-折叠为主的混合型蛋白。     

兴义鸭血清生化指标和肉质性状的相关性分析

对成年兴义鸭进行肉质性状和血清生化指标测定袁并对所测性状和指标进行显著性检验及相关性分析,结果表明,兴义鸭雄性和雌性肉质性状差异不显著,公鸭的球蛋白、白球比值、碱性磷酸酶、甘油三酯、总胆固醇、总蛋白与母鸭的差异显著（P约0.05）,其中只有白球比值公鸭低于母鸭,其他各差异显著性状均为公鸭高于母鸭。肉色与酸度呈极显著正相关（P约0.01）,与嫩度呈显著正相关（P约0.05）;总蛋白与白蛋白、球蛋白、乳酸脱氢酶、总胆固醇呈极显著正相关（P约0.01）,总胆固醇与甘油三酯呈极显著正相关（P约0.01）;酸度与白球比值呈显著负相关,与乳酸脱氢酶呈显著正相关（P约0.05）, 失水率与乳酸脱氢酶呈极显著负相关（P约0.01）。该结果对鸭肉质的改善起到参考作用,为更深入开展血清生化指标与肉质性状的研究奠定理论基础,为兴义鸭的生化遗传标记辅助选择提供理论依据。     

大通牦牛TLR2基因SNP位点筛选及生物信息学分析

采用DNA混合池扩增后直接测序的方法,对大通牦牛TLR2基因CDS区的SNP位点进行筛选,估算各SNP位点等位基因频率,并通过生物信息学软件预测突变对TLR2 mRNA和蛋白质结构的影响。结果表明,大通牦牛TLR2基因CDS区存在2个SNP位点,分别为G⁶⁷⁷A和G¹⁵⁸⁷A,其中G⁶⁷⁷A为错义突变,导致半胱氨酸(Cys)转变为酪氨酸(Tyr)。生物信息学分析结果表明,G⁶⁷⁷A和G¹⁵⁸⁷A位点均降低了mRNA二级结构的稳定性,且蛋白二、三级结构组成也发生了改变。     

绵羊Ghrelin基因的克隆和生物信息学分析

根据GenBank中报道的绵羊Ghrelin基因mRNA序列设计特异性引物,以甘肃肉用绵羊新品种选育群羔羊皱胃组织RNA为模板,采用RT-PCR技术扩增出绵羊Ghrelin基因并克隆到pMD18-T载体中进行测序验证.用生物信息学软件预测其结构,并构建系统进化树,探讨了绵羊Ghrelin基因的生物学功能.结果表明:克隆的绵羊Ghrelin基因序列共409bp,包含完整的编码区序列,含有1个351bp的完整开放阅读框,编码116个氨基酸;Ghrelin蛋白分子质量为12 975.74u,理论等电点为4.70,信号肽切割点位于第23～24位氨基酸之间,整条多肽链表现为疏水性,是一种典型的跨膜脂溶性蛋白;Ghrelin基因编码产物的二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,主要位于胞外(包括细胞膜),作为一种激素参与机体胁迫应答、免疫应答和转录调控.     

猪CAST基因多态性与生物信息学分析

本研究旨在检测巴克夏猪、霍寿黑猪及其杂交F1代CAST基因多态性,并利用生物信息学分析碱基变异对mRNA二级结构以及CASTⅢ型蛋白的影响.结果表明,巴克夏猪、霍寿黑猪、巴克夏猪×霍寿黑猪都存在AA、AC和CC基因型,等位基因A的频率都高于等位基因C.该突变在3个猪群中均处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0...     

关岭牛TBC1D7基因单核苷酸多态性筛查及生物信息学分析

为探究关岭牛TBC1D7(TBC1 domain family,member 7)基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism sites,SNPs)对其生长性状的影响。以贵州关岭牛为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增后直接测序法对关岭牛TBC1D7基因进行SNPs检测,并对其进行生物信息学分析。结果显示:关岭牛TBC1D7基因蛋白质编码区(CDS)全长882 bp,编码氨基酸293个,形成了一种不稳定的可溶性蛋白。该蛋白中不存在跨膜区域且不存在信号肽,为非分泌蛋白。蛋白中存在6个潜在的N-糖基化位点,二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲构成;在关岭牛TBC1D7基因CDS区共发现了4个同义突变位点,分别为c.402T>C、c.414A>G、c.609C>T和c.648T>C。4个突变位点均导致关岭牛TBC1D7基因mRNA二级结构、自由能和基因频率发生变化。本实验筛查到关岭牛TBC1D7基因4个SNPs位点,表明关岭牛TBC1D7基因多态性丰富,为进一步研究TBC1D7基因变异和关岭牛生长发育性状的相关性提供理论基础。     

大耳白兔MSTN基因SNPs位点筛查及生物信息学分析

为探明大耳白兔MSTN基因与生长发育及肉质性状的关联性,以大耳白兔为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增和直接测序技术对该基因进行单核苷酸多态性(SNP)筛查,从而筛选出对大耳白兔肉质性状有显著影响的SNP位点,利用生物信息学方法从分子水平对大耳白兔MSTN基因编码的蛋白质进行功能预测和同源性分析。结果显示:大耳白兔MSTN基因编码区序列全长1 128 bp,编码375个氨基酸,是一种不稳定的水溶性蛋白;蛋白质分子量42.8 ku,理论等电点为6.97;蛋白质二、三级结构均为混合型,无规则卷曲所占比例最高。在扩增区域的非编码区发现1个SNP位点,该突变不影响编码氨基酸的改变。同源性分析表明,大耳白兔MSTN基因与普通家兔相似度为100%,与家猫相似度较高,亲缘关系很近。     

大豆紫色酸性磷酸酶GmPAP14克隆与生物信息学分析

采用RT-PCR技术克隆大豆紫色酸性磷酸酶(Purple acid phosphatase,PAP)基因,并对基因及其编码蛋白进行生物信息学分析,为植物磷高效转基因育种及分子机制解析提供候选基因。结果表明:从低磷处理14d的‘中黄15’cDNA中克隆获得一条开放阅读框1 395bp的基因,经保守域分析发现该基因属于紫色酸性磷酸酶类,命名为GmPAP14(GenBank No.JN967626)。对基因编码蛋白进行生物信息学分析发现,GmPAP14编码1条含有464个氨基酸残基的多肽链,分子量约53.1kD,理论等电点6.14,且含有紫色酸性磷酸酶所特有的5个保守基序和7个金属离子结合位点。进一步分析发现GmPAP14具有跨膜结构与信号肽,定位于质膜或分泌到胞外。经系统发育树分析显示GmPAP14与苜蓿MtPAP1及大豆GmPAP1具有同源性,预测可能与植物磷素高效吸收利用有关。