从江香猪SIM1基因SNPs筛查及生物信息学分析

本研究以从江香猪为研究对象,二元杂交猪(从江香猪×野猪)、外三元杂交猪(杜×长×大)为对照,采用DNA池和直接测序技术对3个群体的SIM1基因7个外显子、部分内含子以及3'非翻译区序列进行多态性检测;利用生物信息学软件预测多态位点对SIM1基因mRNA二级结构和蛋白质一级、二级结构的影响。结果表明,在3个群体的SIM1基因中筛查到12个SNPs,C77T位于第5外显子,T29186C、A29195C位于第9内含子,C63T、C225T位于第10外显子,C107T、A426G、T583C、A586C、A605C、A615C位于第11外显子,G267T位于3'非翻译区。其中C77T、T29186C、A29195C、C63T、C225T、C107T、G267T为同义突变,A426G、T583C、A586C、A605C、A615C为错义突变;5个错义突变分别导致异亮氨酸(Ile)变为缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)变为脯氨酸(Pro)、谷氨酸(Glu)变为丙氨酸(Ala)、谷氨酸(Glu)变为天冬氨酸(Asp)、天冬酰胺(Asn)变为组氨酸(His);根据在线软件预测,突变前后的SIM1基因mRNA二级结构和蛋白质一级、二级结构均会发生改变。     

利用DNA池和测序技术快速筛查SNPs及估算基因频率

选取具有明显品种差异的3个猪品种(可乐猪、白香猪和大约克)构建品种DNA池,采用PCR产物直接测序法研究公猪外周致密纤维(ODFP)基因3'UTR、CDS、5'UTR序列(994 bp)的多态性,快速筛查到2个可能与精液品质相关的SNPs(C675T、C786T);其中,C675T导致天冬氨酸变成异亮氨酸。进一步利用测序图中SNPs等位基因峰高的比值估算各猪品种等位基因的频率。     

狮头鹅ASTN2基因SNPs位点筛选及生物信息学分析

为探究狮头鹅的星形肌动蛋白2(ASTN2)基因单核苷酸多态性(SNPs)位点的蛋白和mRNA二级结构及生物学特性,以在同一环境下饲养的200只500日龄正处于繁殖期的健康狮头鹅为试验对象,构建DNA混合池,采用PCR扩增和直接测序技术对该基因进行单核苷酸多态性(SNPs)筛查,利用生物信息学方法从分子水平对狮头鹅ASTN2蛋白和ASTN2基因的mRNA结构进行功能预测。结果显示,在狮头鹅群体中共筛选出3个SNPs位点,分别位于外显子Exon2的71、104和146处,其中g.3682861 G>A偏离哈代-温伯格平衡(P<0.05)。狮头鹅ASTN2基因编码区序列全长3 939 bp,编码1 312个氨基酸,突变位点均未改变编码区氨基酸的编码,理论等电点为5.58,是一种酸性不稳定亲水性跨膜分泌蛋白,有信号肽存在。亚细胞定位结果显示,其分布概率为质膜(39.1%)、内质网(26.1%)、细胞核(13%)、细胞质(8.7%)、细胞壁(4.3%)和细胞架(4.3%),主要在质膜发挥生物学作用;3种特殊结构(EGF＿like、MACPF、FN3),蛋白二级结构主要由α-螺旋和无规...     

绵羊NYD-SP27基因的原核表达及生物信息学分析

本研究旨在对绵羊NYD-SP27基因进行克隆和原核表达,并对其表达的蛋白进行生物信息学分析。根据GenBank中绵羊NYD-SP27基因序列（登录号：KX905090）设计1对特异性引物,通过PCR方法扩增目的基因片段,构建pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒并转化E.coli DH5α感受态细胞,提质粒进行双酶切鉴定,将鉴定正确的pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒转化E.coli BL21（DE3）感受态细胞,经IPTG诱导表达,对融合蛋白进行SDS-PAGE及Western blotting鉴定,并利用生物信息学方法对NYD-SP27基因编码的氨基酸序列进行分析。结果显示,试验成功扩增出大小为1 617 bp的NYD-SP27基因片段,并经NdeⅠ和Xho Ⅰ双酶切获得大小为5 400和1 617 bp的两条片段,表明成功构建了pET-22b（+）-NYDSP27重组质粒,诱导表达重组蛋白大小约60 ku,主要以包涵体的形式存在。NYD-SP27蛋白分子式为C₂₇₉₈H₄₃₁₉N₇₃₇O₈₁₉S₁₉,原子总数为6 892,理论等电点（pI）为6.16,为酸性蛋白,不稳定系数为46.96,属于不稳定蛋白,总平均亲水性为-0.403。该蛋白无跨膜结构,无信号肽,含有45个潜在的磷酸化位点和24个抗原表位;NYD-SP27蛋白二级结构中的α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲分别占26.21%、3.90%、18.03%和51.86%。本试验结果可为深入研究绵羊NYD-SP27蛋白的作用机理提供理论依据。     

3个贵州地方鸡种NKX2-5基因多态性及生物信息学分析

以高脚鸡、威宁鸡、乌蒙乌骨鸡(含白壳蛋鸡和绿壳蛋鸡)3个贵州地方鸡种为研究对象,构建品种DNA池,扩增NKX2-5基因第1外显子全部序列及第2内含子部分序列,采用直接测序法对3个品种(4个群体)的NKX2-5基因进行单核苷酸多态性检测,利用生物信息学软件预测不同多态性位点对NKX2-5基因mRNA二级结构、蛋白质二级结构的影响.结果表明,在3个品种(4个群体)中共检测到G108A、T288C、C400T、T420G和G429A 5个SNPs位点,其中,G108A位于非编码区;T288C、C400T位于第1外显子区;T420G和G429A位于内含子区.T288C和C400T均为错义突变,T288C突变导致丝氨酸(Ser)变为脯氨酸(Pro)、C400T突变导致丙氨酸(Ala)变为缬氨酸(Val),SNPs位点对于NKX2-5基因mRNA二级结构、蛋白质二级结构有一定影响.     

黔北麻羊TYR基因多态性及生物信息学分析

为研究黔北麻羊毛色形成的遗传机制,本实验对黔北麻羊哺乳动物酪氨酸酶(TYR)基因外显子区域运用混合DNA池结合PCR产物直接测序方法进行多态性分析,在TYR基因外显子区域共筛选出5个SNPs,分别为Exon1-G617A、Exon1-G685T、Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)、Exon5-T1862C;进而利用生物信息学分析软件对PCR扩增所获序列进行m RNA二级结构及蛋白质二级结构和三级结构分析,发现Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)引起m RNA二级结构的改变,其中Exon1-G685T、Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-T1862C突变导致其m RNA二级结构最小自由能增大,即二级结构稳定性降低,其错义突变位点Exon3-C1236T(Asn-Lys)、Exon5-C1578T(Gly-Glu)均引起蛋白质二级结构和三级结构的改变。     

贵州地方黄牛GH基因多态性及生物信息学分析

为分析贵州地方黄牛GH基因多态性,筛选出对本地黄牛生长性状有显著影响的SNPs位点,本研究以贵州4个地方牛种(关岭牛、思南牛、威宁牛、黎平牛)为研究对象,采用直接测序法检测贵州地方黄牛GH基因多态性,利用生物信息学软件对贵州黄牛GH基因进行分析。结果显示:4个地方牛种中共发现2个SNPs,分别为Exon5-G1570C和Exon5-A1720C,Exon5-G1570C为错义突变,Exon5-A1720C为同义突变;其中黎平牛仅存在1个SNPs位点(Exon5-A1720C),其余3个品种均有2个SNPs位点;生物信息学分析表明,牛GH蛋白相对分子质量为27 385.45,理论等电点为6.90,疏水值最大为3.133,亲水值最小为-2.767,属于跨膜蛋白,稳定性较高;突变前后GH基因mRNA二级结构发生改变,Exon5-G1570C位点mRNA自由能升高,稳定性降低;Exon5-A1720C位点mRNA自由能降低,稳定性升高。本实验成功筛选出贵州地方黄牛GH基因的多态位点,可为筛选贵州地方黄牛与生长相关的分子遗传标记奠定理论基础。     

哈萨克羊DRB1基因外显子3多态性及生物信息学分析

试验旨在研究白细胞表面抗原DRB1基因外显子3多态性与哈萨克羊布鲁氏菌病易感性的相关性。运用混合DNA池结合PCR产物直接测序方法,对哈萨克羊DRB1基因外显子3进行多态性分析,经卡方检验分析每个SNP位点的等位基因频率、基因型频率及其多态性与布鲁氏菌病易感性的相关性,利用生物信息学分析软件对PCR扩增所获序列进行RNA二级结构及蛋白质的二级结构和抗原表位分析。结果表明,在282 bp的外显子3序列中共检测到7个SNPs,分别为：T10C、C119T（Trp→Arg）、G215C（Gln→Glu）、A238G、T245G（Ser→Ala）、G256A、C259T,这些位点在病例组和对照组之间的等位基因频率及各基因型间不存在显著性差异（P > 0.05）;进一步分析发现,各突变位点均引起RNA二级结构和最小自由能的改变,各错义突变位点均未引起蛋白质二级结构和抗原表位的改变。由此得出,DRB1基因外显子3的7个SNPs位点（T10C、C119T、G215C、A238G、T245G、G256A和C259T）与哈萨克羊布鲁氏菌病易感性无相关性。     

家蚕27、28号染色体基因的生物信息学分析

利用家蚕基因组精细图分析第27、28号染色体上的基因结构及其编码蛋白的功能结构域,可为在家蚕资源库中鉴定这两条染色体上的突变基因以及发现新的形态标记提供重要线索。基因预测及结构分析显示:家蚕第27和28号染色体是基因数目最少的两条染色体,预测基因数目分别是241个和288个,平均每个基因分别具有7.7和5.3个外显子;蛋白质全长编码区序列(CDS)长度主要分布于400-800 bp之间;CDS的GC含量分别是49.72%和46.54%。蛋白质功能结构域分析发现,家蚕第27、28号染色体上基因所编码的蛋白分别具有76和92种结构域,其中最多的3种结构域分别为Sugar_tr、MFS_1、zf-C2H2和UDPGT、DUF、Serpin。将家蚕第27、28号染色体上的预测基因与果蝇突变基因进行同源检索的结果显示,家蚕第27、28号染色体上分别有16和15个基因具有明显的可能突变表型。     

细毛羊LAMB1基因外显子多态性及其与羊毛纤维直径的关联性分析

试验旨在研究LAMB1基因外显子在细毛羊中的多态性及其与羊毛纤维直径的关联性。基于DNA池重测序技术获得的SNPs数据,共筛选LAMB1基因外显子区域20个SNPs,利用直接测序法、PCR-SSCP及生物信息学软件对10个错义突变SNPs的准确性进行验证,利用SAS 8.1的GLM程序分析其对新疆巩乃斯种羊场育种核心群300只细毛羊的遗传效应及与被毛纤维直径的关联性。结果表明,20个SNPs中10个是同义突变SNPs;10个错义突变SNPs验证后7个发生错义突变,导致蛋白性质改变,3个呈假阳性。突变后LAMB1蛋白疏水性更强,预测是不可溶性蛋白。SNP5中TT基因型个体纤维直径显著高于TC和CC基因型个体（P<0.05）,SNP9中GG和TT基因型个体纤维直径显著高于GT基因型个体（P<0.05）。虽然DNA混池全基因组重测序技术完整地检测到基因的SNPs,并将假阳性最小化,但还需要对结果进行验证。研究揭示LAMB1基因外显子多态性丰富,突变SNPs在外显子中分布不平衡,LAMB1基因SNP5（rs159769941）和SNP9（rs159769901）可以考虑作为影响细毛羊被毛纤维直径的有效遗传标记。     

SNPs Screening and Bioinformatics Analysis of SIM1 Gene in Congjiang Pigs

In this study, Congjiang pig was served as a research object, crossbred pigs (Congjiang pig×boar), outside crossbred pigs (Duroc×Landrace×Yorkshire) as controls.Using DNA pools and direct sequencing detected polymorphism of 7 exons, part of introns and 3'untranslated region (3'-UTR) sequences of SIM1 gene for three groups.Bioinformatics software predicted what impact polymorphic loci had to mRNA secondary structure and protein primary, secondary structure of SIM1 gene.The results showed that 12 SNPs were screened in SIM1 gene of three groups, C77T located in exon 5, T29186C and A29195C located in intron 9, C63T and C225T located in exon 10, and C107T, A426G, T583C, A586C, A605C and A615C located in exon 11, G267T located in 3'-UTR. C77T, T29186C, A29195C, C63T, C225T, C107T and G267T were silent mutations, A426G, T583C, A586C, A605C and A615C were missense mutations.The five missense mutations respectively led to isoleucine (Ile) into valine (Val), leucine (Leu) into proline (Pro), glutamate (Glu) into alanine (Ala), glutamic (Glu) into aspartic (Asp), asparagine (Asn) histidine (His), and according to online software forecast, mRNA secondary structure and protein primary, secondary structure of SIM1 gene changed in mutations before and after.     

江苏地方山羊品种H-FABP基因的SNPs检测及群体遗传学分析

采用PCR-SSCP和DNA测序技术对2个江苏地方山羊品种的心脏型脂肪酸结合蛋白(heart fatty acid binding protein,H-FABP)基因进行单核苷酸多态性(SNP)检测和群体遗传学分析。结果表明,在所扩增的片段中,仅在H-FABP基因外显子2的第132位检测到G/C碱基突变,形成GG和GC基因型,2个山羊群体均是纯合GG基因型占主导优势,且该位点处于Hardy-Weinberg平衡状态;黄淮山羊群体的杂合度、有效等位基因数和多态信息含量指标均高于长江三角洲白山羊群体,表明其群体内的遗传变异程度相对较大、遗传多样性也更为丰富。     

阿勒泰羊Fsp27基因5'UTR区g.16767667位点G>A突变与其尾脂沉积能力关联性分析

Fsp27基因在动物脂肪代谢过程中发挥着重要的调控作用。为了研究Fsp27基因5'UTR区g.16767667位点G>A突变与绵羊尾脂沉积能力的关联性,以尾脂沉积能力极强的脂尾(臀)型绵羊品种阿勒泰羊(Ovis aries)为研究对象,采用PCR-SSCP及测序技术研究了该SNP位点不同基因型在阿勒泰羊群体中的分布,并通过比较不同基因型个体尾形数据的差异,评估其与阿勒泰羊尾脂沉积能力的关联性。结果表明,在阿勒泰羊群体中Fsp27基因5'UTR区g.16767667位点G>A突变可以检测到GG、AG和AA三种基因型,基因型频率分别47.2%、38.4%和14.4%;卡方检验结果表明该位点在阿勒泰羊群体中处于Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05)。通过250只不同基因型阿勒泰羊尾形数据对比发现,GG和AG基因型个体脂尾(臀)的长、宽和厚3项数据均显著高于AA基因型个体(P<0.05),GG基因型个体亦略高于AG基因型个体,但差异不显著(P>0.05),推断G等位基因有利于阿勒泰羊尾脂沉积。     

3个绵羊品种MSTN基因多态性的比较分析

对杜泊绵羊、小尾寒羊和晋中绵羊3个品种的MSTN基因编码序列进行克隆测序,并比较分析该基因编码区的SNPs。结果表明：在引物P1、P2、P3扩增的MSTN基因片段中存在10个SNPs,其中4个SNPs位于非编码区,6个SNPs位于编码区;编码区中有2个SNPs为无义突变,其他4个为错义突变。因此,绵羊MSTN基因在进化过程中保守性不强,可能存在较多的变异位点,为进一步群体遗传分析提供了基础。     

绵羊Fsp27基因组织表达、多态性及其与不同绵羊品种尾脂沉积能力的关联性分析

旨在研究绵羊Fsp27基因的组织表达/多态性及其与不同绵羊品种尾脂沉积能力的关联性。本研究采用qRT-PCR检测了营养充足期阿勒泰羊不同组织中Fsp27基因的表达情况,同时对营养充足期和营养匮乏期阿勒泰羊尾脂组织中Fsp27基因的表达情况进行了定量分析,采用PCR-SSCP结合测序技术检测了5个不同尾脂沉积能力绵羊品种Fsp27基因的突变情况,并分析了相关突变与绵羊尾脂沉积能力的关联性。结果表明,Fsp27基因在营养充足期阿勒泰羊尾脂中高表达,其表达量极显著高于其他组织（P<0.01）,在肾周脂肪和皮下脂肪组织中的表达量也较高,极显著高于心、肝、脾、肺、肾、胃、肠、皮肤和骨骼肌组织（P<0.01）。在心、肝、脾、肺、肾、胃、肠、皮肤和骨骼肌组织中呈微量表达,且各组织间差异不显著（P>0.05）。另外,营养充足期阿勒泰羊尾脂中Fsp27基因的表达量极显著高于营养匮乏期（P<0.01）。绵羊Fsp27基因在不同尾脂沉积能力品种群体中共检测到25个突变位点,其中位于第3外显子g.16771741的G/A突变以及第5外显子g.16774969的C/T突变均为错义突变,且与绵羊尾脂沉积能力高度相关。g.16771741的G/A突变在尾脂沉积能力较强的阿勒泰羊、小尾寒羊和湖羊群体中以G等位基因为主,分别占到86.8%、83.7%和85.7%,而尾脂沉积能力较差的中国美利奴细毛羊和萨福克羊群体中G等位基因分别仅占30.3%和11.1%。g.16774969的C/T突变在阿勒泰羊群体中以T等位基因为主,TT基因型占84.7%,CT基因型占15.3%,没有检测到CC基因型;在短脂尾型的小尾寒羊和湖羊群体中,TT和CT基因型也分别占到65.9%、50.4%和22.7%、41.1%,而在长瘦尾的中国美利奴细毛羊和萨福克羊群体中则以CC基因型为主,分别占到97.4%和69.4%,没有检测到TT基因型。以上研究结果表明,Fsp27基因在阿勒泰羊尾脂中高表达,且其在尾脂中的表达量与阿勒泰羊的营养状态密切相关,Fsp27基因第3外显子g.16771741的G/A突变以及第5外显子g.16774969的C/T突变与绵羊尾脂沉积能力高度相关,可以作为理想的分子标记用于低脂肪绵羊品种的选育。     

撒坝猪SPDEF基因克隆及其生物信息学分析

为明确猪SPDEF基因的遗传特性,试验对不同猪种SPDEF基因的CDS区进行序列扩增、测序、拼接,并对撒坝猪SPDEF基因CDS序列进行生物信息学分析。采用PCR直接测序法测定猪SPDEF基因外显子序列,运用SeqMan进行序列拼接。采用生物信息学软件分析撒坝猪SPDEF基因开放阅读框及其编码蛋白的基本理化性质、疏水性、信号肽、跨膜区、亚细胞定位、磷酸化位点、糖基化位点、二级结构、三级结构、功能结构域,并构建系统进化树。结果表明,各猪种SPDEF基因编码区仅在外显子1、2分别检测到1个同义突变(C13971T、C16541T),表明该基因编码区在所检测的猪群中高度保守。生物信息学分析发现,该基因有1个长1 092 bp的完整开放阅读框;SPDEF蛋白中丝氨酸(Ser)含量最高(10.7%),体外理论半衰期为30 h,属于不稳定的亲水性蛋白;该蛋白不存在信号肽及跨膜结构,存在39个潜在的磷酸化位点和1个糖基化位点,亚细胞定位于细胞质;二级结构预测中,参与无规则卷曲的氨基酸最多(55.10%),其次是α-螺旋(28.37%);功能结构域预测发现,该蛋白存在1个ETS功能结构域和1个SAM-PNT功能结构域。系统进化树结果显示,撒坝猪与牛、绵羊和山羊的亲缘关系较近。本研究为进一步分析撒坝猪SPDEF基因的功能奠定了一定的理论基础。