京海黄鸡中HOXC10基因表达规律及其生物信息学分析

同源异型盒基因（homeobox genes,HOX）是在酵母乃至人类等几乎所有的真核细胞中均表达的一类基因。为了探究HOXC10基因表达规律及其生物信息学,采用qRT-PCR方法研究HOXC10基因在8周龄京海黄鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸肌、腿肌、下丘脑和卵巢组织中的表达规律,检测其在300日龄高、低产组卵巢组织的表达差异,并通过多种在线软件对原鸡HOXC10基因进行生物信息学分析。结果显示,HOXC10基因在京海黄鸡腿肌中表达丰度极显著高于其他组织（P < 0.01）,且300日龄高产组中HOXC10基因表达丰度显著低于低产组（P < 0.05）。原鸡HOXC10基因序列与火鸡、野鸽、绿头鸭、人、小鼠、牛、猪、山羊及非洲爪蟾的同源性分别为77.4%、94.8%、98.6%、68.3%、67.9%、66.0%、59.0%、68.1%和79.4%;HOXC10基因共编码354个氨基酸,其中丝氨酸的含量最高,潜在的磷酸化位点有24个,在280~342的氨基酸序列内存在一个同源结构域,蛋白质亚细胞主要定位在细胞核中,且不包含跨膜结构。HOXC10基因在京海黄鸡生长和繁殖的基因调控网络中发挥了重要作用。     

京海黄鸡G蛋白偶联受体1基因生物信息学及组织表达分析

试验旨在研究参与激素调节并调控卵巢功能的可能基因,挑选候选基因G蛋白偶联受体1（G protein-coupled receptor 1）,深入研究其是否参与激素调节。根据转录组测序获得的京海黄鸡GPR1基因的CDS序列设计一对引物,利用实时荧光定量RT-PCR方法,检测GPR1基因在高、低产京海黄鸡卵巢组织中的表达情况,并与生物信息学进行关联,使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析GPR1基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因所编码蛋白质的二、三级结构。结果显示,京海黄鸡与GenBank中原鸡、人、牛、野猪、黑猩猩、家兔、马、绵羊、藏羚羊、大鼠、小鼠、斑马鱼的同源性分别为100.0%、69.0%、69.1%、69.3%、68.9%、69.6%、69.2%、68.8%、68.9%、67.5%、69.0%和50.3%;氨基酸分析发现GPR1蛋白为疏水性蛋白,分子质量为40.41 ku,理论等电点为6.91,为7次跨膜蛋白;亚细胞定位显示,该蛋白属于非分泌蛋白;预测该蛋白含有25个潜在的磷酸化位点,1糖基化位点;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构为7次跨膜螺旋结构;组织表达分析显示,GPR1基因在低产组的表达情况极显著高于高产组（P<0.01）。本试验结果将有利于GPR1基因功能的进一步分析,为研究该基因对京海黄鸡产蛋性状的调控机理提供理论依据。     

京海黄鸡肌细胞生成素基因的克隆和生物信息学分析

本试验根据GenBank中公布的原鸡肌细胞生成素（myogenin,MyoG）基因序列设计1对引物,采用RT-PCR方法,从京海黄鸡肌肉组织中克隆MyoG基因的编码区序列,并使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析MyoG 基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因编码蛋白的二级结构和三级结构。最终获得了包括编码区在内的长754 bp的MyoG基因序列,生物信息学分析显示,京海黄鸡MyoG基因的保守性较低,与GenBank中原鸡、火鸡、鹌鹑、马、人、野猪、牛、山羊、大鼠、绵羊的同源性分别为99.7％、94.4％、92.0％、70.0％、70.0％、73.3％、69.0％、67.9％、67.8％、73.5％;氨基酸分析发现,MyoG蛋白为水溶性蛋白,分子质量为25854 u,理论等电点为5.46,不属于跨膜蛋白;亚细胞定位显示,大部分蛋白位于细胞质内,不属于分泌蛋白;预测含有6个潜在的磷酸化位点,1段碱性序列,1段HLH序列,1段低复杂度序列;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构显示MyoG蛋白的结构域呈螺旋状。     

藏鸡NSTN基因克隆与mRNA组织表达谱分析

肌肉生长抑制素(MSTN)是骨骼肌发育的负性调控因子,本研究用RT-PCR方法克隆藏鸡MSTN编码基因,用半定量RT-PCR方法检测MSTN mRNA在藏鸡腿肌等10个组织的表达情况.结果显示,藏鸡MSTN DNA长1128 bp,编码375个氨基酸.藏鸡与原鸡氨基酸序列一致率为99.7％,有6个同义突变和1个非同义突变的氨基酸差异.MSTN mRNA在腿肌、胸肌、心脏、肾脏、睾丸、卵巢、胃中均检测到表达,脂肪、肝脏、肺中未检测到MSTN mRNA表达.MSTN mRNA表达水平由高到低的顺序为:腿肌、胸肌、心脏、肾脏、睾丸、卵巢和胃.     

京海黄鸡促性腺激素释放激素1基因克隆与原核表达研究

本试验根据GenBank公布的原鸡（Gallus gallus）促性腺激素释放激素1(gonadotropin releasing hormone 1,GnRH1)基因mRNA序列设计1对引物,采用RT-PCR方法,从京海黄鸡下丘脑组织克隆GnRH1基因编码区序列,对其进行生物信息学分析,并构建原核表达载体pET32a-GnRH1,在大肠杆菌BL21感受态细胞中表达。最终获得了包括编码区、大部分启动子区和部分3′区域在内的长度为352 bp京海黄鸡GnRH1基因序列,该核酸序列与火鸡、鸽子、人、牛、野猪、山羊、绵羊、藏羚羊、马和大鼠的GnRH1基因序列同源性分别为93%、81%、54%、58%、61%、76%、76%、59%、76%和66%。酶切测序鉴定结果显示,成功构建了原核表达载体pET32a-GnRH1;SDS-PAGE检测结果显示,构建的重组质粒在大肠杆菌BL21感受态细胞中成功表达,分子质量为25～28 ku,且上清表达量高于沉淀;Western blotting检测结果显示,在大肠杆菌BL21感受态细胞中表达的蛋白为目的蛋白,且主要为可溶性表达。结果表明,成功克隆了京海黄鸡GnRH1基因,构建了GnRH1原核表达体系,并成功表达目的蛋白,为后续相关研究打下了基础。     

京海黄鸡甲状腺激素应答蛋白Spot14α基因外显子1多态性与屠体和腹脂性状的相关性分析

本研究旨在寻找甲状腺激素应答蛋白Spot14α(thyroid hormone responsive Spot14α,THRSPα)基因的多态位点,并分析其对京海黄鸡屠体和腹脂性状产生的影响。针对THRSPα基因外显子区,利用PCR-SSCP结合测序技术对379只140日龄京海黄鸡进行SNP检测,结果发现,该基因第1外显子区存在9 bp插入缺失多态位点,形成3种基因型：AA、AB和BB,2种等位基因：A、B,基因频率分别为0.4485、0.5515。相关分析结果表明,该位点对京海黄鸡140日龄活重、屠体性状（包括屠体重、头重、脚重、翅重、胸肌重、腿肌重、全净膛重、半净膛重）和腹脂性状均没有显著影响(P>0.05)。因此推断该多态位点在京海黄鸡分子辅助标记育种中不能作为屠体和腹脂性状筛选的候选分子辅助标记。     

原鸡与文昌鸡杂交F1和F2代肉质性状比较研究

本试验通过比较原鸡（♂）与文昌鸡（♀）杂交F1和F2代肉质性状,探讨原鸡与文昌鸡杂交改良肉质的效果。选用健康、体重相近的1日龄原鸡（♂）与文昌鸡（♀）杂交F1代和杂交F1代（♂）与文昌鸡（♀）杂交F2代肉鸡各60只,随机分为2组,每组3个重复,每个重复20只鸡。饲喂相同日粮,试验第90、120 天时,每个重复随机取10只鸡进行屠宰,取胸肌和腿肌样本测定肉质性状相关指标。结果表明,除90日龄F1和F2代胸肌和腿肌pH、胸肌剪切力及120日龄F1和F2代胸肌和腿肌24 h的滴水损失、剪切力和腿肌pH_{24 h}差异不显著外（P＞0.05）,其他肉质物理性状指标均差异显著（P＜0.05）;而对肌肉组织学而言,除120日龄F1和F2代腿肌的肌纤维直径和肌纤维密度差异不显著外（P>0.05）,其他处理间均差异显著（P＜0.05）,F2代肌纤维密度高于F1代,尤其母鸡杂交优势更明显;在肌肉化学方面,除120日龄腿肌粗脂肪含量各杂交后代差异显著外（P＜0.05）,90和120日龄杂交后代胸肌和腿肌的干物质、粗蛋白质、粗脂肪和胆固醇含量均无显著差异（P＞0.05）,无显著杂交优势。提示,原鸡与文昌鸡杂交F2代更适合作为优质肉鸡开发利用,120日龄出栏较适宜。     

鸡催乳素基因外显子5的多态性及Taq Ⅰ位点与边鸡繁殖性状的相关性分析

研究采用DNA池直接测序法寻找边鸡催乳素基因外显子5区域的多态位点。用PCR-RFLP技术检测发现的Taq I位点在边鸡以及3个对照鸡品种(京海黄鸡、尤溪麻鸡和AA鸡)中的单核苷酸多态性,并与边鸡的繁殖性状进行相关性分析。结果表明:在外显子5区域检测到3个突变位点(C5749T、T5821C、C5956T)。T5821C位点经Taq I酶切显示3种基因型(AA、AB和BB)。在4个鸡品种中都以A等位基因为优势等位基因。最小二乘分析表明,边鸡3种基因型个体的繁殖性状无显著差异(P>0.05)。     

MC4R基因表达及其与鸡屠宰性状的相关分析

根据鸡MC4R mRNA和看家基因β-actin mRNA序列,分别设计1对引物,以半定量RT-PCR法研究不同品种鸡肾上腺中MC4R基因mRNA表达水平,并分析了其与屠宰性状间的相关关系。结果表明,京海黄鸡公鸡MC4R基因在肾上腺中的表达水平显著高于尤溪麻鸡公鸡（P＜0.05）;京海黄鸡公鸡的胴体重、胸肌重、腿肌重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在极显著相关（P＜0.01）;尤溪麻鸡公鸡的胴体重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在极显著相关（P＜0.01）,胸肌重、腿肌重与MC4R基因在肾上腺中表达水平存在显著相关（P＜0.05）。     

京海黄鸡卵巢转录组研究:基因结构分析与新基因发掘注释

本试验通过对京海黄鸡卵巢组织进行转录组分析,旨在为完善京海黄鸡部分基因结构和发掘新基因提供参考。选取高、低产京海黄鸡各4只,利用转录组测序(RNA-Seq)技术对其卵巢转录组进行测序,然后对得到的测序数据进行生物信息学分析。测序数据经过质量控制后,8个样品共得到484 992 074条有效数据(Clean Reads),总计61.09 Gb。筛选出1 445 264个京海黄鸡品种内SNP位点,其中位于基因区的SNP位点916 108个,位于基因间区的SNP位点552 168个。8个样品中平均新预测的可变剪接12 883个,并对7 481个基因结构进行了优化。与所选的参考基因组序列对比分析,共发掘4 431个新基因,通过与各数据库进行序列对比,1 809个新基因得到功能注释。本研究通过转录组测序技术检测了京海黄鸡卵巢组织的基因结构,为进一步完善京海黄鸡的基因结构信息及发掘潜在的新基因提供分子水平的依据。     

京海黄鸡禽流感抗病性状的全基因组关联分析

试验旨在寻找影响京海黄鸡禽流感抗病性状的分子标记.本研究以京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了血清中的禽流感(H5亚型)抗体滴度,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联分析(genome-wide association studies,GWAS),检测与禽流感抗体滴度相关的SNP位点.结果发现2个在染色体水平上与禽流感抗病性状显著相关的SNPs位点,分别位于4号和10号染色体上,其中10号染色体上的SNP位于RNA甲基转移酶家族基因Nsun7内部.该基因与细胞增殖和分化、蛋白质的生物合成密切相关,具有重要的生物学功能,推断其可作为影响京海黄鸡禽流感抗病性状的新的候选基因.     

鹅FoxO1基因cDNA序列的克隆及组织表达

为了研究鹅FoxO1（forkhead box O1）基因的功能,根据GenBank已收录的鸡（Gallus gallus）、人（Homo sapiens）和小鼠（Mus musculus）等物种FoxO1基因序列的同源保守区域,设计特异性引物,利用RT-PCR技术克隆鹅FoxO1基因cDNA序列,并对基因序列进行了生物信息学分析。结果表明,成功克隆得到了鹅FoxO1基因cDNA序列,通过BLAST比对,鹅FoxO1基因与原鸡、人、小鼠的核苷酸序列同源性分别为97%、83%、82%,FoxO1基因在四川白鹅中表达水平总体表现为：皮脂＞腹脂＞腿肌＞胸肌＞肝脏。因此,FoxO1基因在多个组织中都有表达,且表达差异较大。     

Genetic Effects of IGF-Ⅰ Gene on the Growth and Reproductive Traits in Jinghai Yellow Chicken

The aim of this study was to analyze the association of SNPs in insulin like factor-Ⅰ（IGF-Ⅰ） gene with chicken growth and reproductive traits. PCR-SSCP approach was applied to assess the single nucleotide polymorphisms(SNPs) and the general linear model was used to analyze genetic effects between genotypes and growth traits of the Jinghai Yellow chicken. For the IGF-Ⅰ gene, three genotypes(AA, AB and BB) were detected in Jinghai Yellow chicken population, the frequency of A and B alleles were 0.613 and 0.387. Sequencing revealed one mutation(A60G) of IGF-Ⅰ gene in BB genotype in comparison to AA genotype. The results showed that BB genotype of the IGF-Ⅰ gene had higher bodyweight at 4 weeks compared to AA and AB genotypes(P<0.05);AA genotype of the IGF-Ⅰ gene had significantly higher bodyweight at 300 day-age-weight compared to BB genotype(P<0.05). Polymorphisms in exon 3 of IGF-Ⅰ gene had certain effect on growth and reproductive traits in Jinghai Yellow chicken. However, whether these polymorphisms were important genetic markers, which related with IGF-Ⅰ gene and reproduction traits in Jinghai Yellow chicken, were needed to be further studied.     

京海黄鸡γ-干扰素水平的全基因组关联分析

试验旨在寻找影响京海黄鸡γ-干扰素(IFN-γ)水平的分子标记。本研究以京海黄鸡核心群母鸡为基础,测定了血清中INF-γ的浓度,利用简化基因组测序技术进行全基因组关联分析(GWAS),检测与INF-γ浓度相关的SNPs位点。结果共检测到1个在基因组水平上与其潜在显著相关的SNP位点,并达到染色体显著水平。该SNP位于2号染色体上MYOM1基因内部。使用GO数据库对该基因的细胞组分、分子功能和参与的生物进程进行分析,由结果推断MYOM1基因可能为影响京海黄鸡细胞因子INF-γ水平的重要候选基因。     

Cloning,tissue expression and polymorphisms of chicken Krüppel‐like factor 7 gene

Krüppel‐like factor 7 (KLF7) has been extensively studied in mammalian species, but its role in birds is still unclear. In the current study, cloning and sequencing showed that the full‐length coding region of chicken KLF7 (Gallus gallus KLF7, gKLF7) was 891 bp long, encoding 296 amino acids. In addition, real‐time RT‐PCR analysis showed that gKLF7 was broadly expressed in all 15 chicken tissues selected, and its expression was significantly different in spleen, proventriculus, abdominal fat, brain, leg muscle, gizzard and heart between fat and lean broilers at 7 weeks of age. Additionally, one novel single nucleotide polymorphism (SNP), XM_426569.3: c. A141G, was identified in the second exon of gKLF7. Association analysis showed that this locus was significantly associated with fatness traits in Arbor Acres broiler random population and the eighth generation of Northeast Agricultural University broiler lines divergently selected for abdominal fat content (NEAUHLF) population (P < 0.05). These results suggest that gKLF7 might be a candidate gene for chicken fatness traits.     

IGF-I与IGFBP-1基因对京海黄鸡生长性状的遗传效应分析

旨在对IGF-I和IGFBP-1基因部分SNPs与鸡生长性状进行关联分析。试验以京海黄鸡为材料,采用PCR-SSCP方法检测2个候选基因的单核苷酸多态性(SNPs),采用一般线性模型(GLM)分析基因型与生长性状的遗传效应。结果表明,IGF-I基因外显子3序列的60bp处有A→G的点突变,在京海黄鸡中检测到AA、AB、BB 3种基因型,A等位基因频率为0.613,B等位基因的频率为0.387;IGFBP-1基因外显子2序列的21bp处有A→T的点突变,104bp处有T→C的突变,在京海黄鸡中检测到CC、CD和DD 3种基因型,C等位基因频率为0.558,D等位基因频率为0.442。IGF-I基因BB基因型个体4周龄体质量显著高于AA和AB型个体(P<0.05);IGFBP-1基因DD基因型个体8周龄体质量显著高于CC基因型个体(P<0.05),4、12和16周龄体质量差异极显著(P<0.01)。因此,推测这些SNPs对京海黄鸡生长性状具有一定的影响,应用于鸡育种过程中的标记辅助选择可以加快育种进程。     

两品种鹌鹑IGF-1基因的克隆测序及序列分析

根据GenBank中鸡胰岛素样生长因子(insulin-like growth factor-1,IGF-1)基因序列设计1对引物,对北京白羽蛋用鹌鹑和法国沙维玛特肉用鹌鹑IGF-1基因部分序列进行PCR扩增及克隆测序,获得的序列长度分别为806和804 bp。结果表明,所测的两段序列经GenBank中的BLAST分析与鸡(Gallus gallus)IGF-1基因同源性均为93%;在IGF-1基因核苷酸水平上,北京白羽蛋用鹌鹑与法国沙维玛特肉用鹌鹑的同源性为99.38%。     

新西兰白兔MSTN基因克隆、生物信息学分析及表达谱构建

肌肉生长抑制素（MSTN）是骨骼肌发育的主要调控因子，为获得新西兰白兔MSTN基因序列及其表达规律，试验通过RT-PCR技术从新西兰白兔腿肌组织中扩增并克隆得到MSTN基因序列，利用在线网站对其进行生物信息学分析，并采用实时荧光定量PCR技术检测MSTN基因在新西兰白兔同一时期不同组织及不同时期腿肌组织中的表达量。结果显示，新西兰白兔MSTN基因CDS区序列长1 128 bp，编码375个氨基酸，其核苷酸序列与GenBank上公布的人、猪、马、小鼠、犬、牛和鸡的核苷酸序列相似性分别为95.9%、94.9%、94.9%、91.7%、91.5%、91.3%及84.2%。新西兰白兔MSTN蛋白属于酸性、亲水性分泌蛋白，且具有不稳定性，不含跨膜结构，含有1个信号肽，主要分布在内质网和线粒体中。MSTN蛋白二级结构和三级结构预测结果一致，以无规则卷曲为主，其次是α-螺旋、延伸链，为混合型蛋白。蛋白质互作关系预测发现，MSTN蛋白与PAX7、MYOG、IGF1、FST、Smad3及Smad2等与肌肉生长发育有关的蛋白之间存在相互作用。不同组织表达分析结果表明，新西兰白兔MSTN基因在心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、腿肌、子宫和胃中均有表达，在腿肌中表达量最高，极显著高于其他组织（P<0.01），其次是肾脏，在肝脏中的表达量最低。不同时期腿肌组织中的表达量分析结果显示，新西兰白兔MSTN基因在180日龄腿肌组织中的表达量显著高于90和240日龄（P<0.05）。研究结果为深入探讨MSTN基因对家兔肌肉生长发育的调控机制奠定了基础。