miR-141-3P和miR-346在对靶基因FSHR的识别与验证

为探索miRNA-141-3P和miRNA-346在大鼠腺垂体中的靶基因,并对其进行识别与验证。本研究利用PCR方法,根据Fshr(Rattus)3′UTR野生型载体序列信息设计突变引物将靶序列CAGTGTT(78-85)突变为GTCACAA和GGCAGAC(127-133)突变为CCGTCTG,以野生型载体为模板PCR扩增Fshr基因的3′UTR突变序列,将其克隆到pmiR-RB-REPORTTM双荧光素酶报告载体中。由于miRNA是通过3′UTR区作用于靶基因,因此将miRNA与构建好的报告基因载体共转,通过报告基因相对荧光值的下调来印证miRNA与靶基因的相互作用。双荧光素酶报告基因表达分析显示,rno-miR-141-3p mimic对Fshr野生型载体的报告荧光没有明显下调作用;rnomiR-346mimic对Fshr野生型载体的报告荧光有明显下调作用,相应结合位点突变后,突变型载体中的报告荧光与野生型相比有所恢复;rno-miR-141-3p mimic和rno-miR-346mimic同时处理,对野生型载体的报告荧光有一定的下调作用。在体外,rno-miR-141-3p可能不能通过Fshr上相应的3UTR位点调控报告基因的表达;rno-miR-346有可能通过Fshr上相应的3′UTR位点调控报告基因的表达。本试验为FSHR的转录后调控研究提供了理论依据。     

荣昌猪miR-182基因序列多态性分析

实验旨在研究免疫相关基因miR-182的序列多态性,以期为荣昌猪抗病育种提供新的遗传变异素材。利用PCR、测序、序列多重比对、计算机模拟miRNA折叠、qRT-PCR等方法,分析了275头荣昌猪新生小猪的miR-182基因序列,计算了miR-182基因在荣昌猪群体中各基因频率和基因型频率,检验了miR-182基因在荣昌猪群体中的遗传平衡状态,并检测了miR-182基因序列突变对其成熟体和靶基因表达量的影响。结果表明:miR-182前体第95位发生了一个G/A突变,该位点在哺乳动物中是高度保守;荣昌猪群体中G、A基因频率分别为0.5945、0.4055,GG、AA、GA,基因型频率分别为0.3535、0.1644、0.4821,且该突变在群体内已处于平衡状态;该突变能影响miR-182的空间结构,导致前体自由能升高9.86%,显著影响其成熟体在皮下脂肪组织中的表达量。     

马身猪MEF2A基因4种可变剪接体的克隆和生物信息学分析

本研究旨在克隆马身猪肌细胞增强因子2A（myocyte enhancer factor 2A,MEF2A）基因的不同剪接体类型。依据转录组测序对可变剪接的预测结果,试验扩增MEF2A基因第5~8外显子之间的编码区,用生物信息学软件分析了马身猪MEF2A基因不同剪接体的序列特性,预测保守结构域,构建系统进化树,比对不同物种MEF2A的氨基酸同源性。结果显示,获得了4个MEF2A基因的剪接体,MEF2A1的第5~8外显子正常剪接;MEF2A2缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp,第7外显子的3'端多出102 bp;MEF2A3缺失了第5外显子,第6外显子的5'端多出138 bp;MEF2A4第7外显子的3'端多出102 bp。插入的138 bp序列编码的蛋白质中存在1个保守结构域HJURP_C,这可能与MEF2A参与肝细胞纤维化作用有关。MEF2A1和MEF2A4与猪MEF2A1（GenBank登录号:NP_001090890.1）同属于一个亚群,同源性高达98.9%,MEF2A2和MEF2A3与猪MEF2A2（GenBank登录号:NP_001093168.1）同属于一个亚群,同源性分别为98.2%和98.9%。本试验成功克隆了4个MEF2A基因的剪接体,为进一步研究其蛋白功能奠定基础。     

民猪HB-EGF基因第4内含子的克隆与分析

为了研究民猪肝素结合EGF样生长因子(heparin-binding EGF-like growth factor,HB-EGF)第4内含子的序列及其突变位点,试验采用PCR鉴定及基因克隆测序的方法对民猪HB-EGF基因第4内含子序列进行克隆与分析。结果表明:在民猪的HB-EGF基因第4内含子序列中共发现3个点突变,即第27个碱基处插入1个T,78A→78G,101T→101C;第27个碱基处插入的T造成了NlaⅢ酶切位点的改变。     

民猪HB-EGF基因第4内含子的克隆与分析

为了研究民猪肝素结合EGF样生长因子(heparin-binding EGF-like growth factor,HB-ECF)第4内含子的序列及其突变位点,试验采用PCR鉴定及基因克隆测序的方法对民猪HB-EGF基因第4内合子序列进行克隆与分析.结果表明:在民猪的HB-EGF基因第4内含子序列中共发现3个点突变,即第27个碱基处插入1个T,78A→78G,101T→101C;第27个碱基处插入的T造成了NlaⅢ酶切位点的改变.     

猪GV/MⅡ期卵母细胞miRNAs表达谱及Npm2基因相关miRNAs筛选

旨在探索体外成熟前后猪卵母细胞miRNAs表达谱，并筛选参与调控Npm2基因表达的miRNAs。本试验回收屠宰场猪卵巢，收集GV期卵母细胞，经体外成熟培养后获得MⅡ期卵母细胞，分别提取约130个GV期和MⅡ期卵母细胞总RNA进行Illumina HiSeqTM 2500测序，获取miRNA测序数据，每个处理重复3次，筛选差异表达microRNAs并进行靶基因GO和KEGG聚类分析。结果表明，本研究成功构建了GV期和MⅡ期猪卵母细胞miRNAs表达谱，GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs有95个，具有相似表达模式的miRNA聚为一类，对95个差异表达miRNAs进行靶基因预测，共得到3 967个靶基因，经GO和KEGG富集分析表明，这些靶基因被富集于5 194个GO条目和212个信号通路，其中参与卵母细胞减数分裂成熟的信号通路有2个。在差异表达miRNAs中筛选到5个与Npm2基因相关的miRNAs。采用qRT-PCR对其中2个miRNAs进行验证，证实其表达趋势与测序结果一致。本研究筛选了GV期和MⅡ期卵母细胞差异表达miRNAs，推测差异表达的miRNAs可能通过代谢、卵母细胞减数分裂相关通路、孕激素介导的卵母细胞成熟通路等途径在卵母细胞体外成熟过程中发挥作用，并筛选出调控Npm2基因表达的miRNAs，研究结果可为进一步阐明miRNA对Npm2基因的调控及其在卵母细胞成熟过程中的作用提供依据。     

抗体信号肽基因的克隆和序列测定及真核表达载体的构建

根据抗体重链与轻链基因的核苷酸序列设计并合成了1对引物,以猪外周血淋巴细胞基因组mRNA为模板,通过RT_PCR方法获得了一大小约85bp的DNA片段,并将其克隆到pGEM_T载体上进行序列测定,测序结果显示,猪抗体信号肽基因核苷酸序列长度为57bp,编码19个氨基酸,核苷酸及推导的氨基酸序列与已发表的抗体信号肽基因序列一致,同时在信号肽基因3’端下游提供可供肽酶切割的窗口和外源基因的克隆位点。然后将信号肽基因亚克隆到真核表达载体pcDNA3.1( )中,成功构建了一含信号肽序列的真核表达载体3.1_SFc,为外源基因在pcDNA3.1( )中的表达与分泌提供了一有效的信号肽,也为研究基因的功能奠定了基础。     

托佩克猪SLA-1-632-TPK基因的矫正及重组质粒SLA-1-TPK/pMD19-T的构建

猪白细胞抗原（swine leukocyte antigen,SLA）在猪免疫系统中起递呈抗原作用,对其展开研究可为猪相关传染病的预防提供依据。研究发现,托佩克猪SLA-1-632-TPK基因编码序列发生碱基缺失（距离SLA-1-632-TPK基因5'端632 bp处丢失1个碱基"C"）,导致移码突变。为矫正SLA-1-632-TPK基因,设计2对矫正引物,以原重组质粒SLA-1-632-TPK/pMD18-T为模板,利用剪切重叠延伸PCR（splicing overlap extention PCR,SOE-PCR）技术分别扩增SLA-1-632-TPK 5'和3'端,之后进行拼接,最后扩增全序列从而矫正目的基因,并进一步连接pMD19-T Simple载体,通过单菌落PCR筛选阳性克隆并测序,并通过GENETYX version 9.0软件对所测序列进行分析。结果显示,SOE-PCR成功扩增得到5'和3'端片段,大小约为650和590 bp,与理论设计值大小（648和585 bp）接近,经过拼接以后,得到全长约1 200 bp,与理论设计值1 223 bp接近。菌落PCR结果显示,矫正基因成功克隆入pMD19-T Simple载体。序列分析结果显示,托佩克猪SLA-1-632-TPK基因距离5'端632 bp处丢失的碱基"C"得到矫正并正确编码。本研究成功矫正了SLA-1-632-TPK基因,并构建其重组质粒SLA-1-TPK/pMD19-T,为下一步研究SLA-1-TPK蛋白表达和相关功能奠定基础。     

microRNA在猪中的研究进展

microRNA（miRNA）是一类在真核生物中广泛存在的非编码小RNA，通过与目标基因的3'端非编码序列结合，在转录后水平上调控基因的表达，参与许多生物学过程，包括细胞生长、分化、增殖和凋亡等。miRNA的生物合成始于细胞核，分为3个阶段，即pri-miRNA、pre-miRNA、成熟的miRNA分子。前两个阶段在细胞核中完成，第三阶段转移到细胞质中完成。miRNA具有在真核细胞中广泛存在、长度21~24 nt、序列具有高度保守性3个特点。研究表明，miRNA参与调控猪胚胎期肌肉发育、胚后期肌肉生长及肉质性状形成，猪前体脂肪细胞分化和脂质沉积，猪体的免疫应答，以及影响病原与机体的相互作用等过程。因此，了解更多的猪miRNA研究进展，可以加深对猪肌肉发育、脂肪代谢、疾病免疫等分子机制的理解，为生猪的健康养殖提供参考。     

藏猪天然抗性相关巨噬细胞蛋白基因克隆及变异研究

采用克隆及测序相结合的方法,研究了藏猪、甘肃黑猪、大白猪、约克夏猪和杜洛克五个猪种天然抗性相关巨噬细胞蛋白(natural resistance associated macrophage protein,NRAMP1)基因全序及其结构和变异。分析表明,猪NRAMP1基因全长12779bp,其中包含14个内含子、15外显子,编码区全长1614bp,编码538个氨基酸。5'端非编码区存在2个核苷酸突变,3'端非编码区存在有10个核苷酸突变和1个碱基缺失,14个内含子存在11个变异位点。外显子有18个碱基突变,仅有4个有义突变位点(T2551G、A2552T、C4881A、T12113C),分别导致四个氨基酸(100(V→G)、100(V→G)、137(P→T)、471(L→P))的改变,有可能引起NRAMP1基因编码所蛋白质的跨膜结构域、三级结构或更高级结构以及其空间排列发生变化,导致藏猪和其他猪种抗病性存在差异,为揭示猪NRAMP1基因抗病性的分子机理奠定了理论基础。     

MicroRNA对皮肤毛囊发育调控的研究进展

miRNA是一类由19～25个核苷酸组成的内源性非编码单链小分子RNA,通过与靶基因mRNA3’端非编码区配对结合,降解靶mRNA或阻碍其翻译,进而调节靶基因的表达。文章综述了miRNA的生源说及功能、miRNA在皮肤毛囊中的表达检测以及miRNA对皮肤毛囊发育的调控。     

利用生物信息学方法预测家蚕核型多角体病毒基因组编码的miRNA

microRNAs(miRNAs)是长度为18～25 nt的非蛋白质编码小RNA分子,可以通过抑制有关基因mRNA的翻译从而调控机体的生长发育、疾病发生等过程。在很多病毒中发现有miRNA的存在,这些miRNA可能在病毒基因的表达以及与宿主的相互作用中发挥作用。利用vMir软件预测家蚕核型多角体病毒(BmNPV)基因组可能编码的miRNA前体序列,对BmNPV基因组扫描分析后,得到7条能形成发夹结构的可能是miRNA的候选前体序列。以BmNPV添食感染5龄起蚕,72 h后取幼虫血淋巴提取总RNA,对这7条序列进行反转录PCR验证,其中扩增出的5条序列在BmNPV基因组中有相同的序列,推测这5条序列为BmNPV基因组编码的miRNA前体序列。进一步分析5条miRNA前体序列的发夹结构,并用反转录PCR的方法验证其成熟体序列,结果在5条miRNA前体序列共扩增出6条在BmNPV基因组中有相同序列的成熟体序列,它们分别位于不同的ORF之间,是BmNPV基因组编码的miRNA。利用在线靶基因预测程序RNAhybrid和RNA22预测到6条miRNA在BmNPV中的13个可能的靶基因,其中有6个靶基因是病毒的结构蛋白基因,2个为晚期表达因子基因,5个为未知功能基因。推测这些BmNPV基因组编码的miRNA可能与病毒感染宿主有关。     

靶向猪ATGL基因的miRNA预测及鉴定

本试验旨在初步筛选出调控猪脂肪甘油三酯脂肪酶基因(ATGL)的miRNA。利用生物信息学分析预测10条靶向ATGL基因的猪miRNAs,然后通过装载含猪ATGL基因3′UTR序列来构建pMIR-Luc报告基因载体,以及通过装载含反向miRNA种子区对应的3′UTR序列来构建3个突变载体作为阴性对照,以pRL-TK载体作为内参,与候选miRNA模拟物共转染HEK 293T细胞,最终利用双荧光素酶报告基因法来检测荧光素酶活性。试验成功构建了含猪ATGL基因3′UTR序列的重组载体pMIR-ATGL-3′UTR,双荧光素酶报告基因试验显示sscmiR-769-3p、ssc-miR-1343、ssc-miR-7137-3p、ssc-miR-671-5p、ssc-miR-149能下调293T细胞中pMIR-ATGL-3′UTR的荧光素酶活性,而点突变试验证实了ssc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p能通过与猪ATGL基因3′UTR上预测的种子区结合下调荧光素酶活性。结果表明,sc-miR-1343与ssc-miR-7137-3p通过靶向结合3′UTR对猪ATGL基因有下调作用。     

五指山猪肌肉和脂肪组织miRNA的鉴定与分析

为了鉴定和分析五指山猪不同部位肌肉和脂肪组织中差异表达的微小RNA (miRNA),采用高通量测序和生物信息学方法对五指山猪肌肉和脂肪组织中的miRNA进行分析筛选,运用DESeq分别鉴定背最长肌和半腱肌、背部和腹部皮下脂肪组织间差异表达的miRNA,并对miRNA进行靶基因预测分析。结果:在五指山猪肌肉组织中共鉴定出344个miRNA,其中已知miRNA 256个、新预测miRNA 88个,肌肉组织中预测到靶基因9 712个;在五指山猪皮下脂肪组织中共鉴定出447个miRNA,其中已知miRNA 279个、新预测miRNA 168个,脂肪组织中预测到靶基因11 510个;五指山猪背最长肌与半腱肌间存在41个差异表达的miRNA,腹部皮下脂肪与背部皮下脂肪间存在83个差异表达的miRNA。本试验为进一步研究miRNA调控猪骨骼肌和皮下脂肪发育的分子机制提供科学依据。     

绵羊miRNA-1185-5p的基因组定位、靶基因预测和功能分析

miRNAs是一类小分子非编码RNAs,在机体许多生理及病理过程中发挥调控作用。该课题组前期研究发现,miRNA-1185-5p在经产双羔母羊卵巢中表达水平显著低于经产单羔母羊。为进一步深入挖掘miRNA-1185-5p在绵羊生殖过程中的作用,利用生物信息学手段分析了miRNA-1185-5p的基因组定位,预测其靶基因,并对靶基因进行GO功能分析。结果表明,miRNA-1185-5p是位于绵羊18号染色体的内含子miRNA;利用miRDB和microT 2种方法预测获得miRNA-1185-5p的23个靶基因,这些靶基因主要参与细胞增殖、分化和凋亡过程以及代谢等生物学过程,其中,靶基因AhR直接参与生殖过程。该研究说明miRNA-1185-5p可能通过作用于AhR等靶基因对绵羊生殖过程发挥调控作用。     

副猪嗜血杆菌aroA基因自杀载体的构建

为了构建副猪嗜血杆菌aroA基因插入突变自杀载体,试验采用自杀质粒介导的同源重组方法首先构建了自杀质粒pSD,根据副猪嗜血杆菌aroA基因设计PCR特异性引物,上游引物5'末端加BamHⅠ位点,下游引物5'末端加SalⅠ位点,PCR扩增aroA基因后连接到T载体,经酶切位点分析发现在aroA中有1个HindⅢ位点,将氯霉素表达盒通过该位点,构建T-aroA-cm载体,再通过BamHⅠ和SalⅠ将aroA-cm定向克隆到自杀质粒pSD中。结果表明:成功获得aroA基因插入突变自杀载体。说明进一步进行同源重组,从而构建副猪嗜血杆菌aroA基因插入突变株。     

猪Lmbr1基因部分cDNA序列的克隆及序列分析

利用RT—PCR和RACE方法克隆了正常猪和全同胞多趾猪Lmbr1基因部分cDNA序列并进行了序列分析。结果表明,正常猪该序列长1797bp,其中CDS序列1178bp,3’UTR序列619bp。全同胞多趾猪该序列长1069bp,其中CDS序列768bp,3’UTR序列301bp。正常猪与多趾猪Lmbr1基因的CDS序列相似性近77％,而3’UTR序列相似性不足20％。两者的CDS序列在755～768bp间,共发生13个核苷酸突变：G755C、A756T、A757G、T758C、C759A、A760G、C761T、T762G、A763C、G764T、A765G、T767G、T768A。其中,前11个突变属于错义突变,导致相应的氨基酸序列中4个氨基酸发生变化：G突变为A、I突变为A、T突变为V、R突变为L;后2个突变属于无义突变,导致阅读框提前终止。猪Lmbrl基因发生突变能引起SHH的异常表达,这可能是导致猪多趾发生的根本原因。     

猪IP-10蛋白真核表达载体的构建

根据GenBank上发表的猪IP-10蛋白的核苷酸序列设计并合成1对特异性引物,采用RT-PCR方法扩增出目的片段,将扩增产物连接到表达载体pcDNA3.1上,进行序列测定和分析。结果表明,所克隆的目的基因的核苷酸长为312bp,共编码104个氨基酸。该基因片段与已发表的猪IP-10蛋白基因核苷酸序列同源性为100%,氨基酸同源性为100%。本试验为重组猪IP-10蛋白的生产及功能研究奠定了基础。     

中国荷斯坦牛C4A基因5'侧翼区功能分析

利用在线预测软件对牛C4A基因的5'侧翼区序列进行生物信息学分析,成功构建了一系列表达载体,利用双荧光素酶报告基因检测系统分析牛C4A基因的5'侧翼区启动活性。分别通过定点突变技术构建突变质粒,研究调控C4基本表达和诱导表达的转录因子结合位点。利用EMSA技术验证转录因子在研究细胞系中存在与否。结果显示,C4A基因启动子序列转录起始位点上游169 bp为报告基因荧光值最高的片段,即为启动子核心区;其中SP1(-169~-158)、E-box(-122~-117)和AP-1(-80~-71)是调控C4基本表达的主要转录因子结合位点,且3个转录因子在Hep G2细胞系中真实存在。