甘南牦牛CYGB基因的克隆及生物信息学分析

【目的】探讨甘南牦牛CYGB基因的分子结构特征及生理功能。【方法】提取甘南牦牛血样基因组DNA,以其为模板PCR分段扩增后拼接得到CYGB基因,测序后进行生物信息学分析。【结果】克隆出甘南牦牛CYGB基因,其长度为8 484bp,含有4个外显子和3个内含子,外显子长度分别为143,232,164和34bp,内含子长度分别为5 175,280和2 379bp,可编码190个氨基酸残基,氨基酸编码存在明显的密码子偏倚现象。与普通牛相比较,甘南牦牛CYGB基因存在73处核苷酸变异位点,其中2处发生在外显子2区域,氨基酸序列未发生改变;71处发生在内含子区域。甘南牦牛CYGB拥有"three-over-three"类型的螺旋"三明治"折叠结构。系统发育树分析表明,甘南牦牛CYGB与黄牛、绵羊等物种之间存在较高的同源性。【结论】成功克隆了甘南牦牛CYGB基因,为进一步研究牦牛CYGB的遗传特性和生理机制奠定了基础。     

麦洼牦牛H-FABP、HSL基因多态性及与生长性状的相关分析

【目的】探讨心脏脂肪酸结合蛋白（heart fatty acid-binding protein,H-FABP）、激素敏感脂肪酶（hormone-sensitive lipase,HSL）基因在牦牛中的遗传多态性,进一步揭示牦牛各品系间的遗传分化以及候选基因与牦牛生长性状间的关联性,同时为2个候选基因在牦牛中的表达调控等研究提供理论依据,寻找可用于辅助选择的分子标记。【方法】采用PCR-SSCP技术和DNA测序技术对共100头麦洼牦牛个体的H-FABP、HSL基因的外显子部分进行遗传多态性分析,统计基因和基因型频率,进行Hardy-Weinberg平衡性检测,计算纯合度、杂合度、多态信息含量和有效等位基因数等遗传多态指标,分析候选基因不同基因型与体高、体重、体斜长、胸围、管围等生长性状的关联性。【结果】①麦洼牦牛H-FABP、HSL基因外显子部分均存在多态性,多态性检验均存在3种基因型;②适合性检验表明仅HSL基因外显子8上多态位点处于Hardy-Weinberg平衡状态,其余多态位点均偏离;③测序分析表明,H-FABP基因外显子4第7 339位（与原序列相比）发生单碱基突变（T→C）,该突变属同义突变;HSL基因外显子7第6 883位发生G→C转换,以及第6816处发生碱基A→G突变,并导致编码氨基酸由天冬氨酸（D）转变为甘氨酸（G）;外显子8第10 183 bp处发生A→G碱基突变,编码氨基酸由半胱氨酸（C）变为甘氨酸（G）;④对各标记基因型生长发育指标（体高、体斜长、胸围、管围、体重）进行差异显著性检验,仅HSL基因外显子7上A6816G基因座差异极显著（P﹤0.01）。【结论】麦洼牦牛H-FABP、HSL基因存在遗传多态性,且HSL基因外显子7上A6816G基因座表现的多态有可能作为一种遗传标记。     

甘南牦牛CYGB基因第4外显子的多态性分析

为研究甘南牦牛CYGB基因第4外显子的遗传多态性及变异特征,本实验采用PCR-SSCP方法检测了300头甘南牦牛的CYGB基因。结果显示,甘南牦牛CYGB基因第4外显子存在AA、AB和AC 3种基因型,其基因型频率分别为0.800、0.100和0.100,由A、B和C 3个等位基因控制。序列分析表明,甘南牦牛CYGB基因第4外显子3'UTR区的等位基因B处发生了A→C突变;在外显子4的第25bp的等位基因C处发生了A→G突变,但该突变发生并未引起氨基酸水平的变化。统计结果表明,甘南牦牛CYGB基因呈低度多态,该牦牛群体处于平衡状态。     

牦牛CYGB基因CDS区克隆与生物信息学分析

【目的】丰富牦牛CYGB基因研究的基础数据,对牦牛CYGB基因的CDS区进行克隆和生物信息学分析。【方法】提取牦牛大脑海马区组织的总RNA并运用RT-PCR技术反转录为cDNA,并根据GenBank中普通牛CYGB基因cDNA序列（GenBank登录号：DV874786.1）,使用Primer3.0在线软件设计特异性引物,运用PCR扩增技术、TA克隆技术和核酸测序技术获得CYGB基因的完整CDS区序列及部分5′端和3′端UTR区,并使用ProtParam、PredictProtein、SWISS-MODEL等在线分析软件与Lasergene7.1软件包分析CYGB的一级结构、二级结构、三级结构与理化性质,并进行同源性分析及构建系统进化树;利用PyMol软件修饰并输出三维结构;使用在线亚细胞定位工具PSORT II Prediction预测蛋白质的亚细胞定位;使用Protfun软件对蛋白质的功能进行预测分析。【结果】克隆获得牦牛CYGB基因650 bp,包括CDS区573 bp(GenBank登录号：KF669898),碱基组成为A 20.59%、T 16.40%、G 33.33%、C 29.67%,编码190个氨基酸残基组成的蛋白质。与普通牛比对,牦牛CYGB基因在CDS区存在4个碱基突变,同源性为99.3%,这个突变未导致氨基酸序列的改变,4个突变均属同义突变。牦牛CYGB基因编码蛋白的分子式为C964H1513N263O278S7,分子量约为21.5 kD,理论等电点（pI）为6.32,消光系数为24075,不稳定系数为48.43,疏水指数为83.63,平均亲水性为-0.301,属不稳定可溶性酸性蛋白质,在哺乳动物网织红细胞内的半衰期为30 h。二级结构以α-螺旋和无规卷曲为主,其中α-螺旋占64.21%,无规卷曲占35.79%,属全α类蛋白质。三级结构是一个呈“three-over-three”三明治夹心型的α-螺旋折叠结构。亚细胞定位CYGB分布在细胞质(65.2%)、细胞核(17.4%)、线粒体(13.0%)、分泌系统的囊泡(4.3%)中,主要在细胞质,推测可能在能量代谢和辅因子的生物合成过程中发挥信号转导和转录因子调控的作用。牦牛CYGB氨基酸序列与普通牛、绵羊、家犬、小鼠、褐家鼠、原鸡、猴、黑猩猩、人的CYGB氨基酸序列的同源性分别为100%、98.9%、97.8%、95.3%、93.7%、78.8%、98.4%、95.8%和96.8%,物种之间同源性较高,系统进化情况与其亲缘关系远近一致,说明CYGB基因编码区在进化过程中比较保守。【结论】通过RT-PCR与TA克隆技术及核酸测序技术获得了牦牛CYGB基因全长573 bp的CDS区,并对其核苷酸序列和编码蛋白氨基酸序列及其蛋白结构和功能进行了分析,得知牦牛的CYGB是一个由190个氨基酸残基构成的可溶酸性蛋白质,在能量代谢和辅因子生物合成过程中发挥重要作用。CYGB基因编码区在长期生物进化过程中具有较强的保守性。该基因的成功克隆及分析为揭示牦牛CYGB基因的遗传特性提供了理论依据。     

甘南牦牛NGB基因的克隆及序列分析

【目的】对甘南牦牛NGB基因进行克隆和序列分析,同时探讨NGB的生理功能。【方法】采用TA克隆法克隆甘南牦牛NGB基因,运用多种软件对其基因序列及编码产物的结构、功能进行了生物信息学分析。【结果】甘南牦牛NGB基因全长3 844bp,包括4个外显子和3个内含子,其内含子中存在2个反向重复序列和1个正向重复序列;牦牛NGBCDs区全长456bp,其编码产物是由151个氨基酸残基组成的可溶性蛋白质,分子质量约为16 876.36u,理论等电点为4.86,推测NGB编码产物可能在牦牛物质运输和结合、能量代谢等过程中发挥着重要作用;系统发育树分析表明,甘南牦牛NGB与牛、藏羚羊等物种之间存在较高的同源性。【结论】甘南牦牛NGB基因的成功克隆,为进一步研究牦牛NGB的遗传特性和生理功能奠定了基础。     

牦牛心脏脂肪酸结合蛋白(H-FABP)基因的克隆及序列分析

【目的】对牦牛H-FABP基因进行克隆和序列分析，以期为进一步开展牦牛该基因与其肉质性状的相关分析，进行分子标记辅助选择以及基因定位、表达等研究提供理论基础。【方法】用特定引物对牦牛H-FABP基因进行PCR扩增并进行T-A克隆和测序，在此基础上使用RepeatMasker、DNAMAN4.0、BioEdit4.8.10、Clustal W1.81等生物信息学软件进行序列分析。【结果】牦牛H-FABP基因(已在NCBI上登录，登录号为DQ026674)由4个外显子和3个内含子组成，CDS序列全长为402 bp，前体氨基酸数为133个。4个外显子大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp；3个内含子大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp；外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。外显子和内含子个数与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种相同。牦牛H-FABP基因序列中，重复序列所占比率为13.07%。内含子Ⅰ含有5个重复元件，包括1个SINE/Artiodactyls元件、1个SINE/MIR3元件、1个SINE/Bov-tA1元件和2个SINE/MIR元件；内含子Ⅱ无重复元件；内含子Ⅲ有3个重复元件，其中SINE/MIR元件、LINE/L2元件、SINE/Artiodactyls元件各1个。SINEs短重复序列所占比率为11.85%，哺乳动物分散性重复序列MIRs比率为6.44%。LINEs所占比率为1.22%，小于SINEs元件。其中，LINE1、BovB/Art2、L3/CR1重复元件以及LTR类反转录元件和DNA转座子元件在牦牛该基因区域中不存在。不同物种间在该基因编码区核苷酸序列和氨基酸序列上有较高的保守性。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼各物种在H-FABP基因编码区核苷酸序列上同源性大小分别为99.8%、97.8%、97.0%、92.8%、88.8%、83.3%、83.1%、76.4%、68.7%；相应的氨基酸序列间同源性大小为100%、96.9%、96.9%、92.4%、88.7%、85.7%、85.7%、77.4%、69.9%。【结论】牦牛H-FABP基因由4个外显子和3个内含子组成，其中外显子I、外显子Ⅱ、 外显子Ⅲ 和外显子Ⅳ大小分别为73 bp、173 bp、102 bp和54 bp，内含子I、内含子Ⅱ和内含子Ⅲ大小分别为3 460 bp、1 892 bp和1 495 bp。牦牛该基因区域含有较为丰富的重复序列元件且外显子与内含子的连接区序列遵循通常的基因组成规律。牦牛与普通牛、绵羊、山羊、猪、人、大鼠、小鼠、鸡、斑马鱼9个物种在H-FABP基因编码区核苷酸及氨基酸序列上具有较高的保守性。     

牦牛MT-3基因生物信息学分析

利用生物基因组学数据库,对牦牛金属硫蛋白3基因进行生物信息学分析,从而预测MT-3基因编码产物的理化性质以及功能结构域,并构建MT-3同源基因的系统进化树。结果表明,牦牛MT-3基因含有1个513 bp的ORF,编码170个氨基酸。MT-3蛋白分子质量约为17 556.37 Da,理论等电点为5.68。MT-3编码产物的二级结构主要以β折叠和无规则卷曲为主,推测是非酶类蛋白质。MT-3具有神经生长抑制活性,通过清除自由基和NO,从而起到保护脑细胞的作用。     

牦牛GH基因多态性的PCR-SSCP分析

采用PCR-SSCP技术对天祝白牦牛和青海高原牦牛的生长激素基因(GH基因)5个外显子及部分内含子序列进行遗传变异分析,以探讨牦牛GH基因的遗传特性.结果表明:2个牦牛群体GH基因第1、第2和第4外显子无多态性,第3内含子1694bp处均发生T→C转换,形成A、B2个等位基因,并检测到AA、AB和BB共3种基因型;天祝白牦牛第5外显子2373bp处发生G→T碱基颠换,形成C、D2个等位基因,检测到CC和CD2种基因型,但碱基改变并未引起氨基酸变化,因此这种碱基转换为沉默突变;天祝白牦牛和青海高原牦牛均为低度多态,经Hardy-Weinberg平衡检验2个牦牛群体均处于非平衡状态.     

牦牛SLC25A6基因的CDS序列及其表达蛋白生物信息学分析

通过RT-PCR技术克隆牦牛SLC25A6基因的cDNA序列,并利用DNAMAN、MAGA 6、SWISS-MODEL、ExPASy等生物信息学软件系统对其进行分析。结果表明,扩增出的牦牛SLC25A6基因的编码区长897 bp,编码298个氨基酸;与普通牛、绵羊和人的相应基因核苷酸序列进行比对,序列一致性分别为99.33%、98.22%、91.86%;其编码蛋白分子量为32.821 ku,含多个修饰位点。     

天祝白牦牛Lfcin基因克隆及生物信息学分析

利用PCR技术从天祝白牦牛基因组DNA中获得乳铁蛋白素(Lactoferricin,Lfcin)基因序列,将Lfcin基因连接于pGEM-T easy载体进行测序后,与奶牛的Lfcin基因序列进行比对;对牦牛、奶牛、人、小鼠等物种的Lfcin蛋白序列进行比对和进化树分析.结果表明:克隆获得了含天祝白牦牛乳铁蛋白第二外显子的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序列与奶牛该序列存在9个碱基的变异,其中Lfcin基因编码区内有1个变异,为同义突变;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.     

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。     

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。     

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...     

对甘南牦牛血清生化指标的测定

牦牛Bos gruniens是世界上广大高寒草甸生态系统中的特殊家畜,能在其它牛种难以生存的高寒、低氧环境中健康生长和繁衍后代,在经过长期的自然选择和人工选育下,形成了许多优良的种群。关于牦牛血液生理生化指标方面的报道较多,如卢福山等对青海高原型牦牛、李莉等对互助牦牛、     

天祝白牦牛KA P1.1 基因的克隆及生物信息学分析

以牦牛的角蛋白关联蛋白1.1（KAP1.1）基因为研究对象,根据GenBank收录的黄牛KAP1.1基因的mRNA序列（登录号:NM₀01105369.1）设计特异性引物,通过反转录PCR、PCR以及克隆方法首次获得牦牛的KAP1.1完整CDS区,将所得序列提交到NCBI,登录号为KJ095199,并对其进行生物信息学分析。结果表明,牦牛KAP1.1基因的CDS区全长为501bp,共编码166个氨基酸;编码的蛋白质属于亲水性蛋白质。二级结构含有α螺旋区、延伸链、β转角和无规卷曲4种。氨基酸序列与黄牛的同源性最高,具有High sulphur keratin-associated protein家族蛋白的完整结构域。     

牦牛CAPN1基因intron 1多态性及其与胴体和肉质性状的关联性

采用PCR SSCP技术检测甘南牦牛、天祝白牦牛及大通牦牛钙蛋白酶1（CAPN1）基因单核苷酸多态性（SNPs）,并分析SNPs对甘南牦牛部分胴体及肉质性状的影响。结果表明,3类群牦牛在CAPN1基因第1内含子区检测到g.100+606G>T突变,形成了AA、BB和AB 3种基因型,检测区域表现为中度多态; CAPN1基因第1内含子突变影响不同年龄段甘南牦牛肌肉嫩度、失水率和眼肌面积,AA基因型个体嫩度剪切力值较低而眼肌面积较高,其中3岁和5岁牦牛AA型个体嫩度剪切力显著低于BB或AB型（P<005）,4岁和5岁牦牛AA型个体眼肌面积显著高于BB或AB型（P<005）;另外6岁牦牛AA型个体失水率显著高于BB和AB型（P<005）。CAPN1基因g.100+606G>T突变可用为甘南牦牛此类性状潜在的遗传标记之一。     

麦洼牦牛Toll样受体1基因的克隆及生物信息学分析

【目的】克隆并分析高原牦牛Toll样受体1基因(TLR1)的特点。【方法】提取麦洼牦牛脾脏RNA,反转录合成cDNA,以其为模板分段扩增后拼接获得麦洼牦牛TLR1基因编码区序列,采用相关分析软件对基因进行序列分析,并对其编码的蛋白质进行基本理化性质分析及预测。【结果】分段扩增获得了TLR1基因1 484bp的上游序列和823bp的下游序列,拼接后获得2 287bp的cDNA序列。TLR1基因系统进化树及同源性比对结果表明,TLR1基因极其保守,牦牛TLR1基因与黄牛、绵羊等哺乳动物遗传距离很近。预测TLR1基因含有1个2 184bp的开放阅读框,编码727个氨基酸,其编码蛋白的分子质量为83.148 7ku;预测TLR1蛋白在第500~600位氨基酸区域含有1个疏水区域,结合跨膜区预测认为该疏水区域可能是TLR1蛋白的一个跨膜区,TLR1蛋白二级结构主要以α-螺旋及自由卷曲为主。【结论】TLR1基因在高原牦牛与平原哺乳动物之间存在较高的同源性,这可能与TLR1蛋白重要的生理功能相关。