牦牛β-干扰素基因的克隆与表达

提取经植物血凝素（PHA）诱导培养的牦牛外周血淋巴细胞总RNA，采用RT-PCR技术扩增并克隆了牦牛IFN-β基因，经PCR和酶切鉴定及测序分析，再克隆到pGEX-4T-1质粒载体中，构建了原核表达重组载体，经IPTG诱导表达重组蛋白，可表达约41 ku的牦牛IFN-β融合蛋白，主要以包涵体形式存在。序列分析结果表明，牦牛IFN-β基因ORF为498bp，与乳牛IFN-β参考序列的同源性高达98．6％，与猪、马、猫、人IFN-β基因的同源性分别为72．5％、68．9％、66．1％和63．5％，而与狗、鼠、鸡等动物的同源性均不超过25％；分子遗传进化树分析也表明，牦牛与乳牛IFN-β基因的亲缘关系最近，而与鼠、狗、鸡等的亲缘关系较远，说明IFN-β基因有种属差异性。     

水貂IFN-α基因的克隆与原核表达

从水貂基因组中通过PCR的方法克隆得到干扰素α基因(IFN-α),将IFN-β成熟肽插入原核表达载体pET32a,在E.coliBL21(DE3)工程菌中表达重组蛋白。结果表明IFN-β片段长564 bp,与已报道的水貂干扰素-α基因相比同源性98%。IFN-α成熟肽可编码166个氨基酸。重组质粒经ITPG诱导6 h后蛋白表达产物较高,表达量占菌体表达量的50%,分子量约为36 ku,与预期结果相符。     

牦牛FSHR基因克隆及其在生殖轴中的表达研究

本研究旨在阐明牦牛促卵泡素受体(follicle stimulating hormone receptor,FSHR)基因CDS序列及其在牦牛生殖轴中表达的特点,为探讨其在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础。试验采集卵泡期的牦牛与黄牛下丘脑、脑垂体前叶、卵巢、输卵管及子宫组织,通过RT-PCR技术对牦牛FSHR基因cDNA进行扩增、克隆与序列分析;采用实时荧光定量PCR法检测FSHR基因在牦牛与黄牛中的组织表达差异。结果显示,牦牛FSHR基因编码区全长2 088bp,编码695个氨基酸,蛋白质分子式为C6378H10670N2088O2637S576,分子质量为177 263.85u,理论等电点(pI)为4.88,与黄牛、绵羊、山羊和猪氨基酸序列同源性较高(91.50%～99.38%)。FSHR蛋白为酸性不稳定疏水蛋白,存在信号肽与8个跨膜结构;二级结构由延伸链(15.54%)、α-螺旋(42.30%)、β-转角(1.44%)和无规则卷曲(40.72%)组成;系统进化树表明,牦牛与黄牛亲缘关系最近;实时荧光定量PCR结果显示,FSHR基因在黄牛、牦牛检测组织中均有表达,牦牛子宫中表达量显著或极显著高于除卵巢外的其他组织(P<0.05;P<0.01),而黄牛卵巢中表达量显著或极显著高于其他组织(P<0.05;P<0.01);黄牛卵巢中表达量极显著高于牦牛(P<0.01)。说明FSHR基因在动物进化中较为保守,其在牦牛卵巢中表达量低可能影响到牦牛繁殖机能。     

牦牛Bcl-2、Bax基因克隆及其在生殖轴上的表达分析

试验旨在分析Bcl-2与Bax基因的序列特性，并分析其在母牦牛生殖轴上的表达特点，为探讨其在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定基础。试验采集健康母牦牛与母黄牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管及子宫组织样品，通过RT-PCR扩增并克隆Bcl-2与Bax基因，并采用生物信息学软件进行序列分析；利用实时荧光定量PCR法检测Bcl-2与Bax基因在牦牛与黄牛不同组织中的表达差异。结果表明，牦牛Bcl-2编码区全长690 bp，编码229个氨基酸；与黄牛Bcl-2基因核苷酸序列同源性最高，为99.86%，其次是山羊、绵羊，同源性分别为98.41%、97.97%；系统进化树表明，牦牛与黄牛亲缘关系最近。牦牛Bax基因编码区全长579 bp，编码192个氨基酸，与黄牛、藏山羊和金堂黑山羊同源性较高，分别为99.83%、99.48%和99.48%，其次是绵羊、马、人，同源性分别为99.14%、95.34%、94.30%；系统进化树表明，牦牛与黄牛亲缘关系最近。Bcl-2和Bax蛋白不存在信号肽，均为酸性不稳定的疏水蛋白。Bcl-2与Bax基因在黄牛及牦牛下丘脑、垂体、卵巢、输卵管和子宫组织中均有表达，其中牦牛卵巢、子宫中Bcl-2基因表达量分别显著和极显著高于黄牛（P<0.05；P<0.01）；牦牛子宫、输卵管中Bax基因表达量显著高于黄牛（P<0.05），牦牛卵巢中Bcl-2/Bax比值极显著高于黄牛（P<0.01），子宫和垂体中显著高于黄牛（P<0.05）。表明Bcl-2与Bax在动物进化中非常保守且在繁殖活动中起重要作用，牦牛卵巢、子宫、输卵管和垂体中的高表达量可能与牦牛处于极端恶劣环境的细胞抗凋亡作用有关。     

牦牛PRLHR基因的克隆、序列分析及组织表达研究

试验旨在对牦牛催乳素释放激素受体（prolactin releasing hormone receptor,PRLHR）基因进行克隆、序列分析及组织表达研究。采集5头母牦牛和5头母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、卵巢、输卵管和子宫组织,采用RT-PCR技术扩增得到PRLHR基因cDNA全长,通过生物信息学方法分析该基因编码蛋白的生物信息学特征,利用实时荧光定量PCR技术测定PRLHR基因在牦牛及黄牛各组织中的表达量。结果显示,牦牛PRLHR基因序列长1 625 bp,其中CDS区1 113 bp、5'-UTR 22 bp和3'-UTR 490 bp,编码370个氨基酸,与黄牛、水牛、绵羊、猪和人的核苷酸序列有较高的同源性,在进化过程中十分保守;牦牛PRLHR为不稳定疏水蛋白,无信号肽,存在7个跨膜结构域;有13个丝氨酸磷酸化位点、6个苏氨酸磷酸化位点和4个酪氨酸磷酸化位点;有3个N-糖基化位点和10个O-糖基化位点;蛋白二级结构中α-螺旋、无规则卷曲、延伸链和β-转角分别为49.19%、31.89%、15.68%和3.24%;蛋白质三级结构预测显示,牦牛PRLHR蛋白具有GPCRs超级家族中PrRP家族的典型结构域。实时荧光定量PCR结果表明,PRLHR基因在牦牛输卵管组织中的表达量显著高于其他组织（P<0.05）;在牦牛下丘脑、脑垂体前叶、子宫和输卵管组织中的表达量极显著高于黄牛（P<0.01）。试验成功克隆得到牦牛PRLHR基因序列,并对其进行了生物信息学和组织表达特性分析,为进一步研究PRLHR基因在牦牛繁殖活动中的调控作用奠定了基础。     

猪Ⅱ型圆环病毒ORF1基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达

根据GenBank中猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2)0RF1基因序列,设计合成了一对引物,对PCV2广东株(GD)ORF1基因进行PCR扩增,将扩增出的ORF1基因(942 bp)克隆入pMD18-T载体,筛选获得重组质粒,命名为pMD-ORF1。将ORF1的KpnⅠ和XbaⅠ双酶切产物插入原核表达载体pBAD／gⅢC,得到重组子,命名为pBAD／gⅢ-ORF1。测序分析表明克隆的ORF1与德国分离株AF201897核苷酸序列同源性高达99.5％。与其它PCV2核苷酸序列同源性为92.1％-99.9％,推导的氨基酸序列同源性为90.2％-99.5％。同时,测序结果表明所克隆的ORF1准确插入pBAD／gⅢC的多克隆位点,未改变读码框架。用L-Arabi-nose进行诱导表达,收集茵液进行SDS-PAGE和Western blotting分析,显示PCV2 ORF1在pBAD／gⅢC中获得了高效融合表达,其表达蛋白分子量约为4.1万。     

牦牛性激素结合蛋白基因克隆及组织表达研究

试验旨在阐明牦牛性激素结合蛋白（SHBG）基因CDS序列及其在母牦牛生殖轴中的表达特点,为探讨该基因在牦牛繁殖中的调控作用奠定基础。试验分别采集5头健康成年母牦牛和母黄牛的下丘脑、脑垂体前叶、输卵管、卵巢和子宫组织,根据NCBI公布的黄牛SHBG基因设计特异性扩增引物,分别采用RT-PCR技术、生物信息学方法和实时荧光定量PCR技术进行牦牛SHBG基因克隆、序列分析和组织表达检测。结果显示,牦牛SHBG核苷酸序列的编码区（CDS）全长为1 206 bp,共编码401个氨基酸,其中,亮氨酸（L）、甘氨酸（G）、脯氨酸（P）和丝氨酸（S）较多,含量分别为16.5%、9.7%、8.7%和9.0%。蛋白质分子式为C₁₉₄₄H₃₀₆₁N₅₃₅O₅₆₆S₁₀,分子质量为43.30 ku,理论等电点5.63,与黄牛核苷酸和氨基酸同源性分别为99.0%和97.5%。SHBG蛋白为亲水不稳定蛋白,存在跨膜结构和信号肽;二级结构中主要包含无规则卷曲和延伸链,与三级结构分析一致。系统进化树表明牦牛与黄牛亲缘关系最近。SHBG基因在牦牛输卵管的表达量显著高于其他组织（P<0.05）,其他组织之间差异不显著（P>0.05）。SHBG基因在黄牛输卵管表达量极显著高于牦牛（P<0.01）,在黄牛卵巢表达量显著高于牦牛（P<0.05）,两物种的其他组织中表达量差异不显著（P>0.05）。本研究探讨了牦牛SHBG基因序列及其在生殖轴的表达特性,为进一步研究SHBG基因对牦牛繁殖调控作用提供了一定理论依据。     

梅花鹿IFN-α基因的克隆与原核表达研究

为研究梅花鹿IFN-α的抗病毒功能和分子机制,根据GenBank中牛IFN-α基因序列(A00145),设计并合成1对引物,以梅花鹿肝脏组织DNA为模板,采用PCR技术扩增梅花鹿IFN-α全基因核苷酸序列。序列分析表明梅花鹿IFN-α基因全长570 bp,编码189个氨基酸,其中含18个氨基酸的信号肽和169个氨基酸的成熟多肽,存在1个潜在跨膜区,基因随不同物种发育进化地位表现出种属间的差异性。在此基础上,合成1对引物,扩增梅花鹿IFN-α成熟肽核苷酸序列,构建pET28a-IFNα原核重组表达质粒并转化至大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞中。SDS-PAGE和Western blotting检测结果表明,在24 kd左右出现特异性蛋白带,表达产物主要为不溶性的包涵体,表达量占菌体总蛋白的34.04%,且表达产物与抗His标签抗体可发生特异性反应。将Ni柱纯化的pET28a-IFNα诱导表达产物复性后,细胞病变抑制法检测表明表达产物具抗病毒活性。研究结果为梅花鹿IFN-α蛋白抗病毒分子机制的研究及抗病毒药物的开发奠定了基础。     

从江香猪IFN-β基因的序列分析及原核表达

试验旨在探明从江香猪β-干扰素(interferon-beta,IFN-β)基因编码区分子序列及原核表达产物特征。以从江香猪为研究对象,提取肝脏总RNA并反转录为cDNA,设计特异性引物扩增IFN-β基因编码区,将目的基因片段克隆至原核表达质粒pET-28a上,获得重组质粒pET28a-CJpoIFN-β,并利用生物学软件对江香猪IFN-β基因编码区进行序列分析;将鉴定正确的重组质粒pET28a-CJpoIFN-β转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达、SDS-PAGE与Western blotting分析原核表达蛋白。结果表明,从江香猪IFN-β基因编码区长为561bp,编码186个氨基酸;该蛋白为分泌性蛋白,前21个氨基酸为信号肽序列;二级结构主要以α-螺旋(77.42%)和无规则卷曲(17.74%)为主。从江香猪与其他猪源IFN-β基因核苷酸序列同源性为99.5%～100.0%,与禽的同源性最低(35.2%);从江香猪与巴马猪、梅山猪IFN-β氨基酸同源性均为100.0%,但与贵州白香猪IFN-β同源性为99.5%,存在E43Q、K73R和C161R3处氨基酸的差异。Western blotting结果显示,带His标签的重组表达蛋白能被His单抗识别,条带大小约为24ku。本试验结果为进一步研究IFN-β基因生物学活性及加快从江香猪这一品种资源的有效利用提供参考依据。     

鲁西黄牛α干扰素基因的原核表达及其抗血清的制备

采用PCR方法从鲁西黄牛基因组DNA中克隆了α干扰素(BoIFN-α)基因,并插入到pET32a+中,构建成重组原核表达质粒pET32a+/BoIFN-α,进行测序和诱导表达.测序结果表明,鲁西黄牛IFN-α基因全长498 个核苷酸,含1个开放阅读框(ORF),编码166 个氨基酸的成熟蛋白,与已报道的牛α干扰素C亚型氨基酸组成同源性为97.6%.表达产物经SDS-PAGE分析,表达出40 ku的融合蛋白,表达量占菌体总蛋白的26.7%.表达产物经镍离子螯合次氨基三乙酸(Ni-NTA)亲和层析纯化,纯化产物进行复性后免疫昆明系小鼠2次,制备高滴度的牛IFN-α抗血清.结果从鲁西黄牛中克隆了IFN-α基因的一种新亚型,即BoIFN-α C2,实现了高效表达和纯化,并制备了鼠抗牛IFN-α,为重组牛干扰素的开发奠定了基础.     

猪白细胞介素-4基因的克隆与表达

利用RT-PCR技术,从被刺激诱导的PBMC中克隆IL-4基因,序列分析表明:克隆的猪IL-4基因序列与GenBank上登录的IL-4基因的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为99%和97.8%.然后用表达型引物从T载体上扩增IL-4基因,双酶切PCR产物后与表达载体pGEX连接,构建重组表达质粒pGEX-IL-4,用IPTG诱导表达,表达产物经SDS-PAGE分析表明,表达出38 ku融合蛋白,占菌体总蛋白的30%以上,并且以包涵体的形式存在,这为猪重组IL-4规模化生产和疫苗佐剂的研制奠定了基础.     

猪2型圆环病毒ORF1基因的克隆及表达

根据GenBank中猪圆环病毒2型(PCV-2)的ORF1基因序列，设计合成了1对引物，对PCV-2广东株(GD)ORF1基因进行PCR扩增，将扩增的ORF1基因克隆入pMD18～T载体，获得的重组质粒命名为pMD-ORF1。将ORF1的Kpn Ⅰ和Xba Ⅰ双酶切产物插入原核表达载体pBAD／gⅢ C得到重组子，命名为pBAD／gⅢ—ORF1。序列分析表明，克隆的ORF1与德国分离株AF201897核苷酸序列的同源性高达99．5％；与其他PCV-2株的核苷酸序列同源性为92．1％～99．9％，推导的氨基酸序列同源性为90．2％～99．5％。同时，测序结果表明，克隆的ORF1准确插入了pBAD／gⅢC的多克隆位点，未改变读码框。用L-阿拉伯糖诱导表达，收集菌液进行SDS-PAGE和Western—blotting分析，结果表明PCV-2ORF1在pBAD／gⅢC中获得了高效融合表达，其表达蛋白的分子质量约为41ku。     

蛋鸡α-干扰素基因的克隆及其在大肠杆菌中的高效表达与复性研究

根据GenBank中鸡IFN—α序列设计引物对，利用PCR技术克隆并测定了莱航鸡（SPY）的IFN-α基因，命名ChIFN-S1，与GenBank中IFN-α比较，ORF长度均为582个核苷酸，其成熟肽包含162个氨基酸，相互间同源性在98．8％-99．8％。将其成熟肽基因序列克隆入pQE30表达载体后，通过ITPG诱导，收集菌体高压破碎后提取包涵体并进行初步纯化，利用胱氨酸．半胱氨酸再氧化还原法对纯化后的变性液进行分段稀释法复性。细胞病变抑制法（CEF-VSV为检测系统）测定复性液的抗病毒比活性高达10^9U／mg以上．     

高原牦牛乳铁蛋白素基因克隆及序列分析

利用PCR技术从高原牦牛基因组DNA中获得了乳铁蛋白素(lactoferricin,Lfcin)基因序列;将Lfcin基因连接于pGEM T easy载体,送至生物公司测序;将高原牦牛与奶牛的Lfcin基因序列进行比对;同时,对牦牛、奶牛、人、小鼠等物种的Lfcin蛋白序列进行分析。结果表明：克隆获得了含高原环湖牦牛LF(lactoferrin)第2外显子的DNA序列,共778 bp,其中Lfcin基因编码区长75 bp,编码25个氨基酸; 序列分析显示,克隆获得的牦牛DNA序列与奶牛这一序列存在9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。     

晋南黄牛IFN-α基因的克隆、表达及抗病毒活性研究

本研究通过PCR从晋南黄牛(Yellow cattle)基因组DNA中克隆了IFN-α(BoIFN-α)基因,PCR产物酶切后直接与载体PQE30连接,构建重组质粒PQE30/BoIFN-α,进行测序和诱导表达.测序结果表明,晋南黄牛IFN-α基因全长498个核苷酸,含一个开放阅读框(ORF),编码166个氨基酸的成熟蛋白,与所报道的BoIFN-α 8个亚型中D亚型最接近,氨基酸序列同源性为97.0%.表达产物经SDS-PAGE和Western blot分析,表达出20kD的融合蛋白,表达量占菌体总蛋白的20%,表达产物以包涵体形式存在,包涵体占沉淀蛋白的35%.包涵体提取物用8 M尿素溶解变性,经尿素和PBS透析复性后初步纯化.重组牛IFN-α(rBoIFN-α)初提物在MDBK-VSV和CEF-VSV上的活性分别为2.3～6.5×106U/mg和1.3～4.1×105U/mg,对牛传染性鼻气管炎病毒(IBRV)有一定的抑制作用,抗病毒效价达到8.2×105U/mg.结果显示大肠杆菌可以高效表达具有生物学活性的rBoIFN-α.     

牦牛LHB基因的分子克隆与序列分析

采用PCR法成功克隆出牦牛LHB基因的序列,在NCBI上的登录号为DQ508150。牦牛LHB基因的cds长426bp,编码141个氨基酸的产物。同源性分析,多个物种间LHB基因编码区的序列相似性在80％以上。通过牦牛与奶牛在LH的氨基酸序列上的比对发现,存在三处残基的差异,精氨酸-谷氨酰胺、甲硫氨酸-缬氨酸、苏氨酸-丙氨酸。     

牦牛IL-4基因的克隆及其遗传演化关系分析

克隆牦牛白细胞介素-4（IL～4）基因,并对其进行遗传演化分析。从刀豆素（ConA）和脂多糖（LPS）联合刺激培养的牦牛外周血淋巴细胞提取总RNA．利用RT—PCR方法扩增牦牛IL-4全长cDNA,将其克隆到pMD18～T载体上,测序后进行序列分析。成功克隆到牦牛IL-4基因全序列,序列分析表明,克隆的牦牛IL-4基因序列与GenBank所登录的牛IL-4核苷酸序列及推导的氨基酸序列的同源性分别这99．8％和100％,与人、猕猴、猪、山羊、马等物种的核苷酸及其推导氨基酸序列的同源性分别在44．4％～96．3％和27．4％～91．1％之间。在国内首次成功地从牦牛外周血淋巴细胞中克隆到IL-4的基因,其ORF为408bp,推导编码135个氨基酸。     

甘南牦牛Lfcin基因克隆及序列分析

利用PCR技术从甘南牦牛基因组DNA中扩增获得了含乳铁蛋白素（lactoferricin,Lfcin）基因的DNA序列,将该DNA序列连接于pGEM-Teasy载体并测序,将甘南牦牛含Lfcin基因的DNA序列与奶牛相应序列进行比对,同时对牦牛、人、小鼠等物种的Lfcin蛋白进行序列分析和进化树分析。结果：试验首次克隆获得了含甘南牦牛乳铁蛋白（lactoferrin,LF）第二外显子的DNA序列（在Gen-Bank中获得登陆号EU247256）,共778 bp,其中LF基因第二外显子长165 bp,编码55个氨基酸,Lf-cin蛋白占25个氨基酸;序列分析结果显示,克隆获得的牦牛DNA序列与奶牛相应序列存在3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,Lfcin蛋白进化树符合物种进化规律。     

鸡γ-干扰素基因的克隆及原核表达

参照Digby发表的鸡γ-干扰素的核苷酸序列，设计一对引物，应用RT-PCR．技术，从ConA诱导过的鸡脾淋巴细胞中特异性地扩增出大小约为500bp的基因片段。将该扩增基因进行克隆测序，结果表明其序列与Digby报道的CHIFN-γ基因序列的同源性达100％。将该基因插入原核表达载体pGEX-4T-1中构建成重组表达载体pGEX-CHIFN-1，并将其导入大肠杆菌BL21中，诱导表达的重组蛋白经SDS-PAGE分析，分子量约为43ku，表明所克隆的CHIFN-γ基因在原核细胞中得到了表达。     

鸭MHCⅡα基因的表达纯化与抗体制备

根据NCBI上已发表的序列自行设计引物,通过RT-PCR从北京鸭脾脏的总RNA中扩增得到鸭MHCⅡα基因,将其克隆至pMD18-T,经酶切分析及序列测定鉴定后,进一步亚克隆至原核表达载体pET-28a.转化大肠杆菌BL21中诱导表达.电洗脱纯化蛋白,用于免疫昆明小鼠制备多克隆抗体.结果表明:克隆了鸭MHCⅡα基因,大小为633 bp,经核苷酸测序与已登录的基因序列同源性为99%;成功构建了原核表达载体,融合蛋白得到了高效表达且纯化后纯度可达90%,制备的鼠抗鸭MHCⅡα多克隆抗体经酶联免疫吸附试验(ELISA)与免疫印迹法(Western-blot)证实了抗体的效价高、特异性强,研究结果为研究鸭MHCⅡ分子奠定了基础.