山羊先天免疫基因BCL10克隆、组织表达及真核载体构建分析

本研究旨在探索作为先天免疫相关分子的BCL10蛋白对山羊的免疫调控。实验采用RT-PCR、3'RACE和5'RACE克隆方法,以NCBI中山羊BCL10预测基因序列为模板,克隆初生羔羊脾脏组织BCL10基因cDNA序列,并进行生物信息学分析;采用qRT-PCR技术检测羔羊BCL10基因各免疫相关组织转录表达谱;鉴定p EGFP-N1-BCL10重组质粒在细胞的真核表达效果。结果表明:克隆得到BCL10基因cDNA全长1 023 bp,其中CDS为693 bp,编码230个氨基酸;生物信息学分析结果发现山羊BCL10蛋白是一种N端存在CARD结构域、非分泌、非膜结合的胞内蛋白,氨基酸序列与水牛、绵羊的亲缘关系最为接近;颌下腺中BCL10基因表达量显著高于肺脏、肝脏、脾脏、肾脏及血液(P0.05),胸腺中BCL10基因表达量显著高于血液(P0.05),血液表达最少;成功构建了BCL10基因完整CDS序列的p EGFP-N1-BCL10重组载体,并在HEK293T真核细胞正常表达。本研究首次克隆出羊BCL10基因cDNA全长序列,检测了基因表达分布情况,构建了重组载体,为进一步探索山羊BCL10基因功能及蛋白免疫机制提供理论基础。     

努比亚山羊UCP1基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】试验旨在克隆努比亚山羊解偶联蛋白-1(uncoupling protein-1,UCP1)基因并进行生物信息学分析,检测其在努比亚山羊不同组织中的表达差异,为研究努比亚山羊UCP1基因功能及进一步解析其在脂肪代谢中的调节作用提供数据。【方法】以努比亚山羊皮下脂肪组织cDNA为模板,采用PCR扩增并克隆UCP1基因CDS区序列后,与其他物种进行相似性比对及系统进化树构建,并对UCP1蛋白进行生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR方法检测UCP1基因在努比亚山羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、背最长肌、皮下脂肪、腹脂中的相对表达量。【结果】努比亚山羊UCP1基因CDS区全长918 bp,编码305个氨基酸。相似性比对发现,努比亚山羊UCP1基因氨基酸序列与绵羊、瘤牛×普通牛、水牛、羚羊、马鹿、双峰驼、驴、大熊猫、人的相似性分别为98.1%、97.0%、96.5%、96.1%、95.8%、91.0%、87.0%、86.5%和83.8%。系统进化树表明,努比亚山羊与绵羊亲缘关系最近,与人的亲缘关系最远。生物信息学分析表明,努比亚山羊UCP1蛋白的分子质量为32.97 ku,等电点为9.29,属...     

山羊 Notch1基因的表达及细胞定位

为了进一步了解Notch1蛋白,本研究用BLAST方法对不同动物Notch1基因的同源性及遗传进化情况进行了分析,通过PCR扩增获得Notch1基因,并构建了与GST标签融合表达的原核表达载体、与GFP标签融合表达的真核表达载体。将双酶切和测序鉴定的阳性克隆分别转化BL21感受态细胞和转染BHK21细胞进行原核和真核表达,并用Western blot和荧光显微镜鉴定。同时,与GFP标签对照确定其在细胞中的定位情况。结果显示,扩增的Notch1基因片段约780 bp,为Notch1基因的部分序列,Notch1在不同动物间的基因序列同源性为94%以上,遗传进化关系上分为3个分支。Western blot检测结果显示,构建的原核表达pGEX-KG-Notch1能够表达预期大小为56 kDa的融合蛋白;荧光显微镜检测显示Notch1与GFP的融合蛋白分布在整个细胞中,但主要集中于细胞核,而GFP空白对照仅分布于细胞质中,说明Notch1主要定位于细胞核中。本研究为进一步探索Notch1与KLP1的相互作用及其功能奠定了基础。     

山羊CREM基因的克隆与生物信息学分析

研究旨在克隆山羊睾丸CREM基因cDNA全序列并进行生物信息学分析。通过提取山羊睾丸总RNA,利用qPCR和RACE技术,扩增山羊PHGPx基因cDNA序列。结果表明,山羊睾丸CREM基因cDNA全长序列为1 183bp(登录号:HM 802260),包含有960bp的开放阅读框,编码319个氨基酸;山羊CREM蛋白二级结构功能区域属于bZIP转录因子家族,在319个氨基酸的序列中,73到115之间有一个"pKID"区域,259~316之间含有一个典型的"BRLZ"结构。构建蛋白质氨基酸分子进化树,结果显示山羊与牛亲缘关系最近。该研究结果将为CREM基因表达分子调控研究提供一定的理论依据。     

山羊ACSS2基因的克隆、序列分析及组织表达研究

本研究旨在对山羊乙酰辅酶A合成酶2（acetyl-CoA synthetase 2,ACSS2）基因进行克隆和生物信息学分析,并检测其在山羊不同泌乳时期乳腺组织中的表达量变化。以山羊乳腺组织RNA为模板,采用RT-PCR方法扩增并克隆山羊ACSS2基因完整CDS区序列,对测序结果进行生物信息学分析,并对ACSS2基因在山羊不同泌乳时期乳腺组织中的表达量进行分析。结果显示,山羊ACSS2基因CDS区序列长2 106 bp,编码701个氨基酸;山羊ACSS2基因与牛、马、人、犬、猪、小鼠和鸡的同源性分别为97.8%、92.0%、91.3%、91.3%、91.1%、88.1%和73.3%。蛋白理化性质分析结果表明,ACSS2蛋白分子质量为78.72 ku,理论等电点为6.03,属于酸性蛋白;跨膜结构和信号肽分析表明,ACSS2蛋白不含跨膜结构和信号肽;结构域分析表明,该蛋白含有1个乙酰辅酶A合成酶N端结构域。亚细胞定位分析结果表明,该蛋白主要分布在内质网（44.4%）、线粒体（33.3%）、细胞质（11.1%）和细胞核（11.1%）中。蛋白质结构预测发现ACSS2蛋白含有α-螺旋（29.10%）、延伸链（21.54%）、β-转角（9.84%）及无规则卷曲（39.52%）。实时荧光定量PCR分析结果表明,ACSS2基因在不同泌乳时期均有表达,其中在泌乳中期表达量最高,在干奶期表达量最低。本试验结果为进一步研究山羊ACSS2基因在脂质代谢过程中的功能及转录调控机制提供了参考。     

牛干扰素刺激基因15的生物信息学分析

为了研究牛干扰素刺激基因15编码ISG15蛋白的结构及功能特性,笔者采用生物信息学方法对ISG15基因的开放阅读框进行分析,对ISG15蛋白的氨基酸组成、理化性质、二级结构、三级结构、互作蛋白、亲疏水性、跨膜区、信号肽、亚细胞定位、抗原表位进行分析预测,选取不同动物ISG15蛋白氨基酸序列构建系统进化树。结果表明,该基因全长591bp,开放阅读框全长465 bp,编码154个氨基酸;ISG15蛋白由20中氨基酸构成,分子量为17.31 ku,等电点为6.73,属于酸性蛋白;不稳定系数为50.87,属于不稳定蛋白;二级结构分析显示,ISG15以β-折叠、无规则卷曲为主,均为31.82%;互作蛋白分析显示,ISG15与干扰素、干扰素刺激基因密切相关;ISG15是亲水蛋白,无跨膜结构及信号肽,主要分布于细胞质,细胞核、线粒体、内质网内亦有分布,并预测到7个潜在抗原表位。牛ISG15氨基酸序列与同属偶蹄目的牦牛、瘤牛关系最近,与灵长目类关系最远。     

紫花苜蓿MADS-box基因NMH7的亚细胞定位与表达分析

通过构建NMH7基因与绿色荧光蛋白基因融合的植物表达载体GFP- NMH7研究紫花苜蓿基因编码蛋白的亚细胞定位.用基因枪轰击洋葱表皮细胞的方法进行瞬时表达,结果表明:NMH7基因编码蛋白定位于细胞核;半定量RT- PCR分析紫化苜蓿NMH7基因的组织表达特性,结果表明:其在根、花蕾、花、荚果中都有表达,在花中表达量高于其他组织;NMH7基因的表达不受赤霉素诱导,脱落酸和茉莉酸甲酯能抑制其表达.     

努比亚山羊LMCD1基因生物信息学分析、真核表达载体的构建及表达

【目的】 扩增努比亚山羊LIM结构域基因1（LIM domain gene 1,LMCD1）并进行生物信息学分析,构建真核表达载体并检测LMCD1基因的表达情况,为研究努比亚山羊LMCD1基因功能及探究LMCD1基因在山羊骨骼肌肉发育中的作用提供依据。【方法】 从努比亚山羊背最长肌组织中提取总RNA,应用RT-PCR方法扩增LMCD1基因CDS区序列,并进行生物信息学分析;将LMCD1基因以同源重组的方式连接pEGFP-N1载体,经酶切、测序鉴定后重组阳性质粒命名为pEGFP-N1-LMCD1;将pEGFP-N1-LMCD1重组质粒转染至山羊骨骼肌卫星细胞,通过实时荧光定量PCR检测努比亚山羊LMCD1基因的表达情况。【结果】 努比亚山羊LMCD1基因CDS区序列全长1 092 bp,编码363个氨基酸。LMCD1蛋白分子式为C₁₇₇₅H₂₈₁₈N₅₀₈O₅₃₃S₂₉,分子质量为40.73 ku。努比亚山羊LMCD1基因CDS区序列与山羊相似性最高（99.8%）,与斑马鱼相似性最低（55.4%）,与其他物种的相似性在87.0%~98.8%之间。LMCD1蛋白无信号肽,不存在跨膜结构域,为亲水性蛋白。通过构建努比亚山羊pEGFP-N1-LMCD1真核表达载体并转染至骨骼肌卫星细胞,过表达LMCD1基因,产生绿色荧光信号。【结论】 试验成功扩增LMCD1基因CDS区序列,构建了pEGFP-N1-LMCD1真核表达载体,并分析了生物学功能,为后续开展LMCD1基因在山羊骨骼肌肉发育中的机制研究提供了理论基础。     

猪白细胞介素-15基因的克隆及生物信息学分析

参照GenBank登录的猪白细胞介素-15(IL-15)基因序列自行设计1对特异性引物，运用RT PCR技术从由刀豆蛋白A(ConA)诱导培养的荣昌猪外周血淋巴细胞扩增出猪IL-15基因的完整CDS序列，全长489 bp。同源比对结果表明，荣昌猪IL-15基因与已公布的2个猪种IL-15基因核苷酸同源性均为99.4%,与哺乳动物的同源性较高，与鸡的同源性较低。密码子偏爱性分析显示，荣昌猪IL-15基因在密码子使用上存在一定的偏爱性；分子进化分析结果表明其与人及哺乳动物IL-15基因的进化关系较近，而与禽类鸡的IL-15基因进化距离较远；结构域预测分析显示其与人的IL-15存在很大的相似性，可能在功能上有相似性。     

文山牛SIRT2基因的克隆、表达及亚细胞定位

试验旨在克隆文山牛SIRT2基因,检测SIRT2基因在文山牛不同组织中的表达谱并进行序列分析,鉴定其在293A细胞系中的亚细胞定位。参照GenBank中牛SIRT2基因序列（登录号：NM_001113531.1）,在其保守区设计1对特异性引物,以cDNA为模板克隆文山牛SIRT2基因,进行同源性和系统进化分析;以GAPDH基因为内参分析SIRT2基因在文山牛心脏、肝脏、肾脏、肺脏、胃、结肠、肌肉、脂肪8个组织中的表达水平;构建pDsRed-SIRT2真核表达载体并转染到293A细胞系中表达,观察融合蛋白的亚细胞定位。结果表明,文山牛SIRT2基因开放阅读框全长1 173 bp,编码390个氨基酸,分子质量为43.3 ku,理论等电点为4.985;SIRT2编码蛋白整体表现为亲水性,带有负电荷。文山牛与水牛、白豚、蹄蝠等哺乳动物具有较高的同源性,在系统发育树中距离最近,但与树袋熊距离稍远,推测有袋目哺乳动物在进化过程中过早地与其他哺乳动物产生了遗传差异,在哺乳动物遗传相关的研究中需特殊考虑有袋目哺乳动物。实时荧光定量PCR结果显示,SIRT2基因在文山牛8个组织中均有表达,在肌肉和肝脏中的表达水平较高,与其他组织存在显著差异（P<0.05）。pDsRed-SIRT2融合蛋白主要定位于293A细胞的细胞质中,可能参与部分细胞器的运作及细胞内物质的运输,调节细胞稳态并在细胞繁殖过程中提供必要的能量物质。本试验结果为进一步探究牛SIRT2基因功能提供了一定的理论依据。     

关中奶山羊FGF2基因克隆、生物信息学分析及组织表达研究

【目的】对关中奶山羊成纤维细胞生长因子2（fibroblast growth factor 2,FGF2）基因进行克隆及生物信息学分析,并检测其在山羊各组织中的表达差异,为后续探究该基因的功能奠定基础。【方法】以关中奶山羊乳腺cDNA为模板,采用RT-PCR技术扩增并克隆关中奶山羊FGF2基因完整CDS区序列,进行相似性比对、系统发育树构建及生物信息学分析;运用实时荧光定量PCR方法检测FGF2基因在关中奶山羊心脏、肝脏、脾脏、肾脏、背最长肌、肺脏、乳腺和卵巢组织中的表达情况。【结果】关中奶山羊FGF2基因编码区长468 bp,可编码155个氨基酸,分子质量为17.26 ku,理论等电点为9.58,其中含量最高的是甘氨酸,占10.3%。相似性比对结果表明,关中奶山羊FGF2氨基酸序列与人、牛、马、兔、绵羊、虎鲸和野猪的相似性分别为98.7%、99.4%、100.0%、98.7%、99.4%、99.4%和62.6%。系统进化树显示,FGF2基因在不同物种间具有高度保守性,与马的亲缘关系最近。关中奶山羊FGF2蛋白不稳定指数为38.39,属于稳定亲水性蛋白质,不含跨膜结构和信号肽;FGF2蛋白二级结构含有α-螺旋、β-转角、延伸链、无规则卷曲,分别占比10.32%、14.19%、30.97%、44.52%。蛋白质互作预测分析显示,FGF2蛋白与FGFR、KDR、FGF1、FGFR4、MET和FGFR1等与乳腺生长发育相关的蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR检测到关中奶山羊FGF2基因在心脏、肝脏、脾脏、肾脏、背最长肌、肺脏、乳腺和卵巢中均有表达,在乳腺中表达水平最高,其次为卵巢,在背最长肌中的表达水平最低。【结论】关中奶山羊FGF2基因CDS区序列长468 bp,编码155个氨基酸,为亲水蛋白,二级结构以延伸链和无规则卷曲为主。FGF2基因在关中奶山羊泌乳高峰期的不同组织中均有表达。本试验结果为进一步探究FGF2基因在关中奶山羊乳腺发育中的作用及其具体功能提供了参考。     

西农萨能奶山羊SERPINA1基因克隆、生物信息学及组织表达分析

本研究旨在克隆西农萨能奶山羊SERPINA1基因的CDS区,采用生物软件和在线预测工具进行生物信息学分析,通过实时荧光定量PCR技术检测SERPINA1基因在西农萨能奶山羊各组织间mRNA的表达水平。根据GenBank中山羊SERPINA1基因CDS区序列（登录号：XM_018066209.1）,利用Primer Premier 5.0软件设计特异性引物,RT-PCR扩增目的基因,构建原核表达载体测序后对序列进行生物信息学分析;采集西农萨能奶山羊心脏、肝脏、脾脏、肺脏、乳腺、肾脏、肌肉、瘤胃和小肠组织,提取组织RNA,反转录为cDNA模板,设计特异性定量引物,进行实时荧光定量PCR,检测SERPINA1基因在不同组织中的表达差异。结果显示,西农萨能奶山羊SERPINA1基因CDS区全长1 326 bp,编码441个氨基酸;同源性比对分析显示,西农萨能奶山羊与山羊、绵羊、牛和小鼠SERPINA1基因核苷酸序列同源性分别为100%、98.6%、95.7%和71.6%,与山羊亲缘关系最近,其次是绵羊。SERPINA1蛋白分子质量为48.71 ku,等电点为5.71,为跨膜亲水蛋白;SERPINA1氨基酸序列分别有62个磷酸化位点,3个跨膜区结构。组织表达分析显示,SERPINA1基因在西农萨能奶山羊肝脏组织中显著高表达（P<0.05）,其次是乳腺组织,在肺脏组织中表达量最低。研究结果为进一步探究SERPINA1基因在奶山羊乳蛋白合成代谢中的作用提供理论依据。     

关中奶山羊CSN1S1基因克隆、生物信息学及组织表达谱分析

【目的】通过分析关中奶山羊αs1-酪蛋白(alpha-s1 casein, CSN1S1)基因组织表达谱及其生物信息学功能,初步探究CSN1S1基因在奶山羊乳成分合成中发挥的作用。【方法】以关中奶山羊为研究对象,利用PCR扩增并克隆CSNIS1-1和CSN1S1-2 2个突变形态,并利用ProtParam、NetPhos、SingalP 4.1 Server、NPS和Phyre2等多种生物信息软件和在线工具对CSN1S1基因及其突变形态的蛋白质结构、理化性质、磷酸化位点等进行分析,通过实时荧光定量PCR检测CSNIS1-1和CSN1S1-2在关中奶山羊肝脏、脾脏、乳腺、肾脏、子宫、输卵管6个组织中的相对表达量。【结果】关中奶山羊乳腺上皮细胞中存在CSN1S1-1和CSN1S1-2 2种突变形态。对测序结果比对显示,CSN1S1-1存在3个碱基的突变,CSN1S1-2不仅存在3个碱基的突变,还存在6个碱基的缺失。CSN1S1-1与CSN1S1蛋白相似性为99.07%,CSN1S1-2与CSN1S1蛋白相似性为97.20%。蛋白理化性质分析显示,CSN1S1-1中碱基的突变导致第31位亮氨...     

藏羊MSTN基因克隆、生物信息学及组织表达分析

【目的】对藏羊肌肉生长抑制素(myostatin, MSTN)基因进行克隆和生物信息学分析,检测其在藏羊不同组织中的表达,为探究MSTN基因在藏羊中的生物学功能提供参考。【方法】以藏羊背最长肌组织cDNA为模板,克隆藏羊MSTN基因完整CDS区序列并测序,用SeqMan程序对测序结果进行拼接,并用BLAST在线程序对组装后的序列进行分析鉴定。用生物信息学软件进行相似性比对、系统进化树构建及生物信息学分析,用实时荧光定量PCR检测MSTN基因在藏羊不同组织中的表达量。【结果】藏羊MSTN基因CDS全长为1 128 bp,编码375个氨基酸。藏羊MSTN基因氨基酸序列与绵羊、牦牛、牛、猪、恒河猴、人、黑猩猩、犬、鸡及斑马的相似性依次为100.0%、93.4%、93.4%、95.2%、94.4%、94.2%、94.4%、93.1%、87.8%和87.5%;系统进化树分析结果表明,藏羊与绵羊的亲缘关系最近,与斑马和鸡的亲缘关系最远。藏羊MSTN蛋白属于亲水性分泌蛋白,且具有不稳定性,不含跨膜结构,含1个信号肽,存在31个潜在的磷酸化位点、2个N-糖基化修饰位点,主要分布在线粒体和细胞质中;MS...     

山羊生物钟基因CLOCK真核表达载体的构建和生物信息学分析

试验旨在构建山羊昼夜运动输出周期蛋白(circadian locomotor output cycles kaput,CLOCK)基因真核表达载体,系统分析山羊CLOCK蛋白的生物学特性。从山羊卵巢组织中提取总RNA,反转录成cDNA后经PCR扩增山羊CLOCK基因CDS区序列,并以同源重组的方式将其连接至pcDNA3.1-Puro-N-3HA载体;经PCR、酶切和测序鉴定后,将阳性质粒命名为pcDNA3.1-3HA-gCLOCK;将pcDNA3.1-Puro-N-3HA和pcDNA3.1-3HA-gCLOCK质粒分别转染至HEK293T细胞中,通过实时荧光定量PCR和Western blotting检测山羊CLOCK基因的表达效果,并对山羊CLOCK基因进行系统的生物信息学分析。结果显示,山羊CLOCK基因CDS区片段长2 538 bp,将其与线性化的pcDNA3.1-Puro-N-3HA载体重组连接并通过酶切和测序鉴定后,成功构建了pcDNA3.1-3HA-gCLOCK真核表达载体;实时荧光定量PCR和Western blotting检测结果显示,pcDNA3.1-3HA-gCLOCK转染组CLOCK基因在mRNA和蛋白水平的表达量均极显著高于pcDNA3.1-Puro-N-3HA对照组(P<0.01)。生物信息学分析结果表明,山羊CLOCK基因CDS区序列与绵羊、牛和马的相似性分别为99.4%、98.7%和95.6%。山羊CLOCK蛋白是一种不稳定蛋白,具有一定的亲水性,无跨膜区和信号肽。二级结构由α-螺旋、延伸链、β-转角和无规则卷曲组成;三级结构与小鼠和人的CLOCK蛋白相比具有极高的相似性。本研究成功构建了山羊生物钟基因CLOCK真核表达载体,并进行了生物信息学分析,为进一步研究山羊CLOCK基因的生物学功能及山羊生物钟的转录调控机制提供了材料。     

奶山羊ACSL6基因克隆及表达调控分析

研究旨在获得西农萨能奶山羊长链脂酰CoA合成酶6（long-chain acyl-CoA synthetase 6,ACSL6）基因CDS序列,初步探究其对奶山羊乳腺上皮细胞脂质代谢的影响。以西农萨能奶山羊原代乳腺上皮细胞为试验材料,对ACSL6基因进行扩增和克隆,并利用实时荧光定量PCR方法对ACSL6基因进行组织表达分析,针对ACSL6基因的碱基序列利用在线软件进行生物信息学分析,采用RNA干扰技术改变奶山羊乳腺上皮细胞中ACSL6基因mRNA的表达水平。结果显示,ACSL6基因CDS区全长为2 169 bp,编码722个氨基酸;生物信息学分析表明ACSL6蛋白为碱性不稳定蛋白。组织表达分析显示,ACSL6基因在奶山羊乳腺组织中高度表达,其次为脾脏。将设计合成的siRNA转染乳腺上皮细胞,发现干扰ACSL6基因的表达使脂质代谢相关基因乙酰辅酶A羧化酶（acetyl CoA carboxylase,ACC）、硬脂酰辅酶A去饱和酶1（stearyl-CoA dehydrogenase 1,SCD1）、脂肪酸转运蛋白36（cluster of differentiation 36,CD36）、固醇调节元件结合蛋白1（sterol regulatory element binding proteins 1,SREBP1）的mRNA表达水平极显著下调（P<0.01）。本研究结果为从蛋白及个体水平上研究ACSL6基因对奶山羊乳腺脂质代谢的影响提供理论依据。     

牦牛死亡结构域蛋白(FADD)基因克隆与生物信息学分析

死亡结构域蛋白(FADD)是在生物细胞里起到信号转导作用的一种蛋白,在胚胎发育、细胞凋亡过程中发挥重要的生物学活性。实验以成年母牦牛的卵巢RNA为模板,利用RT-PCR技术克隆牦牛FADD基因,并进行了生物信息学分析。结果表明:牦牛FADD基因CDS区长度630 bp,编码209个氨基酸,蛋白分子式C996H1632N300O307S7,整个蛋白质带负电荷,总共原子数量3 242;分子质量23.0 ku,半衰期30 h;理论等电点6.11;消光系数18 240;不稳定指数49.08,属于不稳定蛋白;脂肪系数104.64,平均亲水系数-0.168,预测FADD蛋白为亲水蛋白。系统进化树表明,牦牛与哺乳动物亲缘关系近,与鱼亲缘关系最远,符合物种进化规律。FADD蛋白质的二级结构α螺旋、自由卷曲、β-转角和延伸链,占靶蛋白的比例分别为71.29%、22.97%、3.83%和1.91%,与三级结构相符。牦牛FADD蛋白有13.0%位于细胞核、52.2%位于细胞质、8.7%位于细胞外、13.0%位于线粒体、4.3%位于高尔基体和8.7%位于细胞骨架。该研究成功克隆出牦牛FADD基因CDS区,为进一步研究其功能提供了一定理论依据。