利用mRNA差异显示技术筛选丝羽乌骨鸡肝脏差异表达序列标签

为了找出可能与丝羽乌骨鸡独特性状形成相关的基因,本研究运用差异显示PCR技术等对丝羽乌骨鸡与快大型肉鸡肝脏组织中差异表达的基因进行筛选,并通过生物信息学方法对所筛选出的差异表达序列标签进行分析。结果,本研究共筛选得到10条丝羽乌骨鸡与快大型肉鸡肝脏差异表达序列标签(dbEST登录号:CN606328~CN606329、CN606331~CN606338)。生物信息学分析结果显示:10条ESTs中,CN606332和CN606336是家鸡的18S rRNA基因部分序列,CN606333与编码家鸡热休克蛋白70的基因(HSPA5)同源,CN606328、CN606331与家鸡已有核酸数据库中的cDNA克隆或EST具有较高相似性,但功能未知。其他5条表达序列标签在家鸡核酸数据库中未发现相似序列,但分别与其他物种的细胞膜蛋白基因、γ-谷氨酰转肽酶(gamma-glutamyl transpeptidase)基因、ATP-binding cassette transporter基因、推定蛋白MGC27019基因以及异常纺锤型小脑畸形症(abnormalspindle microcephaly,ASPM)蛋白基因有不同程度的相似性。本研究结果表明,丝羽乌骨鸡与快大型肉鸡可能在多种代谢途径上都存在差异表达的基因,通过进一步深入研究这些差异表达基因,可以为研究丝羽乌骨鸡独特性状的形成提供重要的信息。     

鹅卵泡选择过程中差异表达基因的初步探索

采用银染mRNA差异显示技术筛选并克隆鹅卵泡选择过程中差异表达的基因片段,测序后在Genbank中进行Blast检索分析其同源性.共获得5个差异片段(EST,表达序列标签),经Blast同源性分析发现1个与人甲硫氨酸腺苷基转移酶Ⅱβ亚基(MAT Ⅱβ)同源,同源性为95%,另一个与鸡mKIAA0840基因同源,同源性为94%,其余3个与已知基因或序列无任何同源性,可能是尚未发现的新基因.本研究结果显示鹅卵泡选择过程中的基因表达存在差异,筛选出的5个EST的全序列和功能有待于进一步深入研究.     

异龄蒙古羊肌肉组织中差异表达基因的研究

本研究旨在筛选不同年龄蒙古羊肌肉组织中的差异表达基因,以3日龄、5年龄蒙古羊相同部位的肌肉组织为实验素材,采用mRNA差异显示技术检测蒙古羊肌肉组织中表达差异的基因,实验获得9条差异表达条带;对其中1条差异表达显著的片段进行测序,获的一段长度为241 bp的mRNA序列,与牛的TMP1基因同源性为97%,实时定量PCR技术进一步检测发现TPM1在3日龄羊肌肉中的相对表达量为5年龄羊中的2.675倍。     

山羊合子基因组激活期基因差异表达的研究

本研究用mRNA差异显示技术对山羊体内发育和体外培养的8～16细胞期的胚胎基因差异表达进行研究。结果表明:8～16细胞期共检测到14条特异性表达的基因片段克隆测序,其中11条为体内发育胚胎特异性表达,3条为体外培养胚胎特异性表达。通过GenBank/Blast数据库同源性检索发现,3个基因片段在EST库中可以找到同源的表达标签,11个未见同源片段,是首次发现其在山羊植入前发育阶段表达。体内发育胚胎特异性表达的片段在合子型基因激活过程中起着重要作用,体外培养胚胎的这些基因不表达,是导致胚胎发育阻滞的原因。     

山羊高繁殖力相关基因的筛选与分析

为查找与山羊繁殖力相关的基因,进一步研究繁殖力调控的遗传机制,本研究选用12只冀中山羊,按照其繁殖记录分为高产和低产2组,应用差异显示反转录PCR(DDRT-PCR)技术,分析了山羊在发情期卵巢组织基因表达的差异。经二次扩增、反式Northern以及半定量PCR验证分析,最终得到4个表达量差异的阳性片段。所得片段经克隆测序提交至GenBank,并进行BLAST分析。结果,4个差异片段中2条为新发现的表达片段,在NCBI中未发现高度同源序列。1条与野猪中获得的克隆片段THY010003E05同源性为81%,但功能未知。另1条差异片段的序列与牛PCNP的mRNA序列的同源性为94%。结果提示,该片段所属基因应属于PCNP基因,结合对其功能的分析结果,推测PCNP可能通过参与卵细胞生成过程中的细胞周期调控影响山羊繁殖力。     

山羊卵巢组织繁殖力相关差异表达基因片段的生物信息学分析

为考察山羊多羔性的遗传基础,以不同繁殖力的河北中部本地固有山羊为研究对象,在发情期卵巢组织用差异表达PCR方法筛查到4条基因差异片段作为山羊繁殖力性状候选基因。对这些候选基因进行同源性和转录因子结合位点分析,发现4个差异片段中2条为新发现的表达片段。1条与野猪中获得的克隆片段THY010003E05的同源性为81%,但功能未知。另1条差异片段的序列与牛pcnp的mRNA序列的同源性为94%,并据此对山羊pcnp基因进行PCR扩增、克隆及序列测定。应用生物信息学的相关软件和方法,对山羊PC-NP蛋白的理化性质、二级结构、信号肽、核定位序列、磷酸化位点、跨膜区域以及蛋白质功能域等进行预测。结果,山羊pcnp基因完整CDS序列与牛的pcnp基因完整CDS序列同源性为100%,编码区为537bp,编码179个氨基酸;推测与其他已报道的物种一样,山羊PCNP蛋白也是主要位于细胞核中的亲水蛋白,二级结构以无规则卷曲和α螺旋为主,局部为延伸链和β转角;预测出与PCNP蛋白相互作用的5种蛋白,另外还发现了3个LCR(Lowcomplexity region)区域。由此推测,PCNP在物种间相对保守,而且其最可能在细胞核中行使功能,对细胞周期或某些基因的表达产生影响,进而影响山羊繁殖力。     

不同发育阶段草原红牛背最长肌FABP4基因表达水平研究

实验采用实时荧光定量PCR技术对FABP4 mRNA在1、6、12和24月龄草原红牛背最长肌组织中的表达情况进行研究。结果表明:FABP4 mRNA在所检测的4个不同发育阶段均有表达,6月龄草原红牛背最长肌组织中FABP4 mRNA与另外3个时期差异极显著(P<0.01),而另外3个阶段之间差异不显著(P>0.05)。本实验为深入研究牛FABP4基因与肉质性状的相关关系奠定基础,为牛肉质性状候选基因的选择提供理论依据。     

牛体外受精早期胚胎发育基因差异表达的研究

应用mRNA差异显示技术,对牛卵母细胞、体外培养的牛早期8细胞期和囊胚期胚胎的基因表达进行了研究。选取4条mRNA表达量存在差异的基因条带进行测序和同源性分析,并利用RT-PCR技术粗略检测其在卵母细胞、8细胞和囊胚中的表达水平。结果表明:4个基因分别与核糖体蛋白S4,Y连接1(RPS4Y1)、末端脱氧核苷酰转移酶作用因子2(DNTTIP2)、剪接和多聚腺苷酸化特异因子3(CPSF3)和转录因子AP-2γ(TFAP2C)高度同源。RPS4Y1、DNTTIP2、CPSF3和TFAP2C在牛卵母细胞和早期胚胎发育过程中mRNA表达量存在时间性差异,可能与其参与不同的生理活动有关。     

柞蚕蛹全长cDNA文库的构建和随机EST测序

采用RNA转录5′末端转换(SMART)技术构建了柞蚕(Antheraea pernyi)蛹的全长cDNA文库。所构建cDNA文库的容量为5×105个独立克隆,插入片段长800~2500 bp,且90%的插入片段大于1 kb。随机挑取288个克隆进行表达序列标签(EST)测序,有效序列为250条,根据EST测序结果计算文库重组率达95%。经序列拼接得到175个unigenes,通过序列比对发现其中97个unigenes与GenBank中的已知基因高度同源,且有88条全长序列,基因的完整性比率达90%。在随机EST测序中获得了具有5′端和3′端非编码区的延伸因子-1α基因(Gen-Bank登录号:FJ788508),该基因cDNA全长1743 bp,有一个1392 bp的开放阅读框,编码含463个氨基酸残基的蛋白,蛋白的理论分子质量为50.4 kD,等电点8.96。EST测序分析表明,柞蚕蛹cDNA文库符合构建基因文库的质量要求,该文库的构建将有助于柞蚕功能基因的克隆和研究。     

蒙古冰草肌动蛋白基因片段的克隆与组织表达分析

本研究利用同源序列法分离蒙古冰草Actin基因同源片段,并分析蒙古冰草Actin基因在根、茎、叶中的表达特征。根据禾本科植物小麦Actin基因的保守序列设计1对引物A1,经RT-PCR扩增,从蒙古冰草cDNA中克隆到1个长度为541 bp的Actin基因片段,使用DNAman和DNAUSER等分子生物学软件进行序列分析,结果表明,该序列编码179个氨基酸,并推测该片段具有Actin超基因家族的保守结构域,含有1个ATP结合位点,抑制蛋白结合位点和胶溶蛋白结合位点;该基因片段的氨基酸序列与小麦Actin基因的同源性为99%,与玉米同源性为96%,与水稻同源性为93%。组织器官特异性表达分析结果表明,该基因在根、茎、叶中的表达量恒定。将该基因片段命名为MwACT1,并在GengBank中登记注册,登录号为FJ490410。     

如皋鸡不同时期肌肉组织生长相关基因的表达谱分析

旨在了解如皋鸡不同时期肌肉生长发育机制。本研究利用基因芯片技术,分析在不同生长阶段下(2～12周龄)如皋鸡肌肉组织基因的表达情况。获得了13 379个基因的差异表达动态图谱。在不同生长阶段下肌肉组织生长基因的表达发生变化,与2周龄相比,4和12周龄下调表达的基因数量多于上调表达的基因数量,6、8和10周龄下调表达的基因数量少于上调表达的基因数量。同时对杂交数据进行多种聚类分析。利用实时荧光定量PCR验证4个基因的差异表达,其结果和芯片杂交分析的结果基本一致。初步建立了不同时期肌肉生长应答基因的动态表达谱,比较全面地获得了肌肉生长应答基因,初步揭示了如皋鸡不同时期肌肉生长发育机制。     

MSTN基因对牛肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响

为探究肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究前期利用定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析野生型蒙古牛（MG.WT）和MSTN^+/-蒙古牛（MG.MSTN^+/-）腿臀肌肌肉组织中蛋白质水平和磷酸化修饰水平的差异变化,使用已建立的牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,检测设计合成的MSTN siRNA （si-MSTN）干扰效果;采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测转染si-MSTN的增殖期（GM）和分化第3天（DM3）牛骨骼肌卫星细胞中肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的mRNA和蛋白水平的表达变化,研究敲低MSTN表达对肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响。结果显示,在MSTN^+/-蒙古牛肌肉组织中共鉴定到16个肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因表达丰度上调;转染si-MSTN细胞中的MSTN表达水平极显著降低（P<0.01）;在转染si-MSTN的GM期牛骨骼肌卫星细胞中,肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因ENAH、ACTN4和Cdc42的mRNA水平均显著升高（P<0.05）,PFN1、RhoA和ACTN4的蛋白水平均显著或极显著升高（P<0.05;P<0.01）;在转染si-MSTN的DM3牛骨骼肌卫星细胞中,ENAH、CFL1、SCIN和Cdc42基因mRNA水平均显著升高（P<0.05）,RhoA基因mRNA水平极显著升高（P<0.01）,PFN1和ACTN4的蛋白水平均显著升高（P<0.05）。结果表明,干扰MSTN可以促进肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的表达,探明了MSTN可能通过介导肌动蛋白细胞骨架调节通路影响牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的分子机制,为进一步研究MSTN对牛成肌分化的调控机制提供参考。     

鸭极低密度脂蛋白受体和载脂蛋白E受体2在肌肉组织中的发育性表达模式研究

To identify the possible role of very low density lipoprotein receptor (VLDLR) and apolipoprotein E receptor 2 (ApoER2) genes in duck muscles, the developmental changes of VLDLR and ApoER2 mRNA level in breast muscle, leg muscle and cardiac muscle during duck early growth stages were investigated using Real-time fluorescent quantity PCR. The results showed that VLDLR and ApoER2 mRNA expression level was different in different muscle tissues from 1 to 8 week in duck and had tissue-dependent. Three expression patterns of VLDLR mRNA during growth were found: Fluctuating expression as up-down (breast muscle), as down-up-down-up (leg muscle) and as down-up-down (cardiac muscle). For ApoER2 mRNA expression level, in breast muscle, the mRNA expression level was the highest (P<0.01) in 3 week old duck. In leg muscle, the mRNA expression level kept a low level in the first 6 weeks, then had a significant increase in 7 and 8 weeks, which was significantly higher than that of other weeks (P<0.01). During the cardiac tissue development, the mRNA expression level presented as up-down with growing, and had a higher expression level in the first 2 weeks (P<0.01). In the same week VLDLR and ApoER2 mRNA expression level had tissue-dependent in muscles of three different sites in duck. Our results indicated that VLDLR and ApoER2 genes could play an important role in intramuscular fat accumulation with spatial and temporal specificity during duck early growth stages.     

牦牛酪蛋白基因家族的克隆及组织表达分析

本研究旨在克隆牦牛酪蛋白基因家族(CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3)的CDS区序列,鉴定其在牦牛不同组织中的表达水平。选取4岁龄左右处于泌乳期的健康类乌齐母牦牛3头,屠宰后分别采集乳腺、心脏、肝脏、骨骼肌组织,分别提取组织总RNA并反转录为cDNA,设计酪蛋白基因家族特异性引物扩增酪蛋白基因家族序列,进行生物信息学分析,并利用实时荧光定量PCR法分别检测酪蛋白家族基因mRNA水平。结果显示,克隆得到CSN1S1、CSN1S2、CSN2和CSN3基因cDNA序列分别为919、832、805和715bp,其CDS区全长分别为645、669、690和585bp,分别编码214、222、259和194个氨基酸残基。类乌齐牦牛酪蛋白基因家族与黄牛亲缘关系最近,其次是印度水牛,而与单胃动物猪的亲缘关系最远。组织表达结果显示,酪蛋白基因家族在组织中广泛表达,其中在乳腺组织中的表达量最高,其次是骨骼肌组织。在乳腺组织中CSN1S1、CSN1S2、CSN2基因之间表达量差异不显著(P>0.05),但CSN2基因表达量显著高于CSN3基因(P<0.05)。以上结果为酪蛋白基因家族在牦牛乳腺蛋白质代谢调控机制的研究提供了参考依据。     

阿勒泰羊羔羊MSTN mRNA表达的发育性变化

肌肉生长抑制素（MSTN）是一种骨骼肌生长发育的负调控因子.试验以不同生长阶段的阿勒泰羊羔羊为研究对象,采用实时荧光定量PCR技术测定了肌肉和脂肪组织中MSTN mRNA相对表达量.比较该基因在不同月龄阿勒泰羊羔羊肌肉和脂肪组织中的表达差异.结果表明：阿勒泰羊0～6月龄羔羊MSTN mRNA在肌肉和脂肪组织中均有表达.4月龄羔羊MSTN mRNA表达量在肌肉中最高,0～4月龄的表达量逐渐上升,4～6月龄逐渐下降.6月龄羔羊脂肪中的MSTN mRNA表达量最高.不同月龄阶段阿勒泰羊羔羊肌肉和脂肪MSTN mRNA表达量存在差异,这些差异可能会影响其生长发育和产肉性能等指标,这对进一步理解MSTN基因的调控作用奠定了基础.     

猪新基因CFL2真核表达载体的构建及在C2C12细胞中的瞬时表达

从猪的股二头肌中提取总RNA,利用RT-PCR技术从猪骨骼肌中获得CFL2基因的编码区序列,T-A克隆至PMD-18T载体,经HindⅢ和XhoⅠ酶切后定向克隆至真核表达载体pCDNA3.1(+)中。获得的重组质粒pCDNA3.1(+)/CFL2用限制性内切酶酶切分析和DNA测序分析鉴定,并经脂质体瞬时转染C2C12细胞,最后利用PCR检测转基因细胞中CFL2基因的存在及其表达情况。结果显示:猪CFL2基因已克隆到真核表达载体pCDNA3.1(+)中,转染的C2C12细胞中检测到细胞内较高量CFL2的表达。pCDNA3.1(+)/CFL2真核表达载体的成功构建,为深入研究CFL2基因在猪肌肉细胞中的功能奠定基础,为猪肉质品质的改良提供了新的思路。     

干扰lnc721对牛骨骼肌卫星细胞增殖与分化的影响

【目的】 探究对牛骨骼肌发育具有调控作用的长链非编码RNA （long non-coding RNA,lncRNA）,研究其在牛骨骼肌卫星细胞增殖期和分化期的表达量变化,为牛肌肉发育相关机制方面的研究提供参考依据。【方法】 选取实验室前期高通量测序获得的1条lncRNA （lnc721）,通过NCBI数据库和CPC网站分析其生物学信息并预测其编码能力,通过核质分离试验确定其亚细胞定位。设计并合成lnc721的siRNA转染牛骨骼肌卫星细胞,通过成熟的体外成肌细胞诱导分化模型培养牛骨骼肌卫星细胞并进行诱导分化。分别采用EdU试验、实时荧光定量PCR和Western blotting分析lnc721在细胞发育不同时期表达量的变化情况。【结果】 lnc721位于牛全基因组的18号染色体上,其蛋白编码能力为―1.33129,主要定位于细胞质内。在干扰lnc721表达量后发现,EdU阳性细胞比率极显著上升,细胞增殖标志因子Pax7和Ki-67基因的mRNA表达水平极显著上调（P<0.01）;Western blotting结果进一步证明,干扰lnc721后极显著促进了Pax7蛋白的表达（P<0.01）,在细胞分化期干扰lnc721表达后,细胞分化标志因子MyHC基因的mRNA和蛋白表达水平均极显著下调（P<0.01）。【结论】 干扰lnc721表达可促进牛骨骼肌卫星细胞的增殖并抑制成肌分化进程。     

阳原驴MSTN基因生物信息学分析及组织表达研究

【目的】试验旨在分析阳原驴肌生长抑制素(myostatin,MSTN)基因CDS序列特征及其在不同生长发育时期和不同组织中的表达水平。【方法】采集6、12、18、24月龄阳原驴的血样及不同组织样,提取其基因组DNA及不同组织样总RNA。利用PCR技术扩增阳原驴MSTN基因CDS序列,并对其进行生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术检测MSTN基因在阳原驴不同生长发育时期背最长肌、腿肌和18月龄不同组织(心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏)中的表达水平。【结果】阳原驴MSTN基因CDS序列长1 128 bp,编码375个氨基酸,与马的核苷酸序列相似性最高(99.9%),编码蛋白属于不稳定的亲水性蛋白,含有转化生长因子-β(TGF-β)超家族结构域,不含跨膜区,存在1个信号肽区域,包含6个O-糖基化位点、1个N-糖基化位点和34个磷酸化位点,主要分布于细胞核中(39.1%),二级结构中无规则卷曲占比最高(50.93%)。MSTN基因在18月龄阳原驴背最长肌和腿肌中的表达水平显著高于6、12、24月龄(P＜0.05);MSTN基因在18月龄阳原驴不同组织中均有表达,其中背最长肌中的表达水平显著高于其他组织(P＜0.05),其次是腿肌、肺脏、脾脏、肾脏和肝脏,心脏中的表达水平最低。【结论】试验成功扩增出阳原驴MSTN基因CDS序列,MSTN基因在阳原驴不同生长发育时期背最长肌和腿肌中的表达水平均以18月龄最高,且在18月龄不同组织中以背最长肌和腿肌中表达水平较高。研究结果为进一步探讨MSTN基因在阳原驴骨骼肌生长发育中的作用机制提供参考。