从江香猪PDK4基因干扰载体的构建与检测

为了进一步揭示PDK4基因在猪肌内前体脂肪细胞中的调控作用,本试验采集5日龄从江香猪背最长肌,采用Ⅱ型胶原酶进行消化,分离肌内前体脂肪细胞,进行原代和传代培养及形态学观察;根据克隆得到的PDK4基因序列,利用在线软件设计合成3对特异性单链siRNA序列和1对阴性对照序列,经退火后形成双链,连接pLVX-shRNA2-Puro载体,重组质粒采用双酶切及测序进行验证。针对干扰载体转染培养的从江香猪肌内前体脂肪细胞,采用实时荧光定量PCR方法筛选出最有效的干扰序列。结果显示,原代从江香猪肌内前体脂肪细胞约4 h开始贴壁,24 h后细胞形态均一,贴壁牢固,第5天汇合呈单层细胞,基本铺满培养板;重组质粒经双酶切及测序鉴定结果显示,设计合成的4对siRNA干扰序列与载体质粒均连接正确,表明成功构建了PDK4基因的干扰载体,并可成功转染猪肌内前体脂肪细胞;实时荧光定量PCR方法检测发现,干扰载体可有效减少从江香猪肌内脂肪前体脂肪细胞中PDK4基因mRNA的表达,最佳干扰效率可达81.90%。本试验成功培养了从江香猪肌内前体脂肪细胞,构建并得到了PDK4基因的最佳干扰载体,为进一步研究PDK4基因对脂肪代谢的调控机制奠定基础。     

Cloning and Tissue Expression Analysis of PDK4 and FGF10 Genes in Guizhou Congjiang Xiang Pig

The objective of this study was to clone PDK4 and FGF10 genes, and investigate the expression level of PDK4 and FGF10 genes mRNA in different tissues of Large White pig and Congjiang Xiang pig. The PDK4 and FGF10 genes were cloned by RT-PCR and analyzed by bioinformatics, the relative expression of PDK4 and FGF10 genes were detected by Real-time PCR. The results showed that the coding region of PDK4 gene was 1 224 bp, encoding 407 amino acids; The coding region of FGF10 gene was 636 bp and encoded 211 amino acids. The homologies of nucleotide sequences of PDK4 gene with sheep, horse and human were 93%, 92% and 91%,respectively. The homologies of nucleotide sequences of FGF10 gene with sheep, cattle, human and mouse were 94%,93%, 93% and 90%, respectively. The phylogenetic tree of PDK4 gene showed that the genetic relationship of Congjiang Xiang pig, cattle and sheep were very close, the phylogenetic tree of FGF10 gene indicated that the genetic relationship of Congjiang Xiang pig, cattle, sheep, human and macaque were very close, but the genetic relationship of Congjiang Xiang pig, rat and chicken were far away. Real-time PCR results showed that, in different tissues of Congjiang Xiang pig,PDK4 gene expression in kidney tissue was higher than other tissues, with a higher expression in stomach and adipose as well,FGF10 gene expression in stomach tissue was higher than other tissues, with a higher expression in kidney and adipose as well, but both of PDK4 and FGF10 genes expression were the lowest in longissimus dorsi. In different tissues of Large White pig, both of PDK4 and FGF10 genes were expressed the highest in adipose than other tissues, PDK4 gene expression in longissimus dorsi was the lowest, while the FGF10 gene expression the lowest in heart. This study successfully cloned the PDK4 and FGF10 genes of Large White pig and Congjiang Xiang pig,and detected the relative expression of PDK4 and FGF10 genes in different tissues of Large White pig and Congjiang Xiang pig, and also provided scientific basis for further study on regulation of PDK4 and FGF10 genes on lipid metabolism and deposition.     

贵州从江香猪基因组中CNVR36的多态性与产仔数和体尺相关分析

为了研究拷贝数变异与香猪生长及产仔数之间的关系,采用荧光定量PCR方法,测定香猪高、低产群体基因组中CNVR36的拷贝数变化,并与柯乐猪、荣昌猪、大白猪和糯谷猪4个猪品种相比较,进而分析拷贝数变异与香猪生长及产仔数性状之间的关系。结果显示,从香猪基因组中检测到CNVR36的拷贝数存在多态性变化:高产群体中以拷贝数增加为主,低产群体中以拷贝数缺失为主,经卡方检验,两个群体间的拷贝数变异频率差异极显著(P0.01)。柯乐猪、荣昌猪、大白猪和糯谷猪4个猪品种的CNVR36拷贝数以增加为主,相关性分析结果表明,香猪CNVR36拷贝数与胸围之间存在弱的负相关关系,糯谷猪CNVR36的拷贝数与其体宽和胸围有一定的相关关系,荣昌猪的CNVR36拷贝数与体高有一定的负相关关系。推测香猪CNVR36的拷贝数变异可能与生长发育有一定的联系。     

从江香猪CAST基因的组织时序表达规律分析

为探究钙蛋白酶抑制蛋白(CAST)基因在从江香猪组织中的时序表达规律,实验采用实时荧光定量PCR技术检测1、3、6、9、12月龄从江香猪心肌、肝脏、骨骼肌、背最长肌和脂肪5个组织中CAST基因mRNA的表达情况,并采用RT-PCR方法对贵州从江香猪CAST编码区基因进行克隆.结果表明:CAST基因在不同年龄阶段从江香猪...     

从江香猪肌内前体脂肪细胞分化过程中相关基因的表达研究

试验旨在探讨从江香猪肌内前体脂肪细胞分化过程中相关基因的表达。采集3日龄从江香猪背最长肌,采用Ⅱ型胶原酶消化法分离肌内前体脂肪细胞,进行原代和传代培养,并对其进行形态学观察。诱导培养后,利用油红O染色法对其进行鉴定。采用实时荧光定量PCR方法检测细胞诱导分化0、24、48、72和144 h时脂肪相关基因丙酮酸脱氢酶激4（PDK4）、成纤维细胞生长因子10（FGF10）、脂联素（ADIPOQ）、脂肪酸合成酶（FAS）、脂蛋白脂酶（LPL）、CCAAT增强子结合蛋白α（C/EBPα）、脂肪细胞脂肪酸结合蛋白4（FABP4）、蛋白激酶B（AKT2）的表达,选择诱导0 h作为对照组。结果显示,分离的肌内前体脂肪细胞5 h开始贴壁,贴壁的细胞呈圆形,胞体透明,经传代后,细胞形态均一,经诱导培养后,油红染色呈红色。实时荧光定量PCR结果显示,PDK4、ADIPOQ、C/EBPα、FAS、FABP4和AKT2基因mRNA表达水平在诱导48 h时均呈现较高表达,极显著高于其余各阶段（P<0.01）;FGF10基因mRNA表达水平在诱导24和48 h时均较高;LPL基因mRNA表达水平在诱导72 h时极显著高于对照组（P<0.01）,之后明显下降;PDK4、ADIPOQ和FGF10基因mRNA表达水平在诱导144 h时均极显著低于对照组（P<0.01）;C/EBPα基因mRNA表达水平在诱导144 h时显著高于对照组（P<0.05）;FAS基因mRNA表达水平在诱导144 h时显著低于对照组（P<0.05）;AKT2和LPL基因mRNA表达水平在诱导144 h时与对照组差异不显著（P>0.05）。本试验成功培养了从江香猪肌内前体脂肪细胞,并检测了不同诱导阶段脂肪相关基因的表达情况,为进一步研究从江香猪脂肪代谢和沉积提供参考依据。     

从江香猪IFN-β基因的序列分析及原核表达

试验旨在探明从江香猪β-干扰素(interferon-beta,IFN-β)基因编码区分子序列及原核表达产物特征。以从江香猪为研究对象,提取肝脏总RNA并反转录为cDNA,设计特异性引物扩增IFN-β基因编码区,将目的基因片段克隆至原核表达质粒pET-28a上,获得重组质粒pET28a-CJpoIFN-β,并利用生物学软件对江香猪IFN-β基因编码区进行序列分析;将鉴定正确的重组质粒pET28a-CJpoIFN-β转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经IPTG诱导表达、SDS-PAGE与Western blotting分析原核表达蛋白。结果表明,从江香猪IFN-β基因编码区长为561bp,编码186个氨基酸;该蛋白为分泌性蛋白,前21个氨基酸为信号肽序列;二级结构主要以α-螺旋(77.42%)和无规则卷曲(17.74%)为主。从江香猪与其他猪源IFN-β基因核苷酸序列同源性为99.5%～100.0%,与禽的同源性最低(35.2%);从江香猪与巴马猪、梅山猪IFN-β氨基酸同源性均为100.0%,但与贵州白香猪IFN-β同源性为99.5%,存在E43Q、K73R和C161R3处氨基酸的差异。Western blotting结果显示,带His标签的重组表达蛋白能被His单抗识别,条带大小约为24ku。本试验结果为进一步研究IFN-β基因生物学活性及加快从江香猪这一品种资源的有效利用提供参考依据。     

绵羊FGF10基因克隆、序列分析及其在毛囊发育中的表达分析

本试验旨在获得中国美利奴羊成纤维细胞生长因子10（fibroblast growth factor 10,FGF10）基因的编码区（CDS）全长序列并进行生物信息学分析,随后对FGF10基因在中国美利奴羊毛囊发育过程中的表达特征进行分析,明确其在中国美利奴羊毛囊发育过程中的表达模式,为进一步研究FGF10 mRNA表达水平与中国美利奴羊毛囊生长发育的表达调控机制奠定理论基础。采用PCR扩增获得中国美利奴羊FGF10基因CDS,并克隆到zero PCR@^TM-Blunt进行测序验证;利用实时荧光定量PCR技术检测FGF10在中国美利奴羊毛囊发育过程中的表达差异。结果表明,绵羊FGF10基因CDS长度为696 bp（序列上传GenBank,获得登录号：MT872422）,编码231个氨基酸,与牛和山羊的氨基酸序列同源性达100%,存在1个信号肽和1个跨膜结构域,其为分泌通路信号蛋白;实时荧光定量PCR分析表明,FGF10基因在中国美利奴羊毛囊发育过程中均表达,在毛囊发育第85天表达最高,显著高于其他毛囊发育时期（P<0.05）。本研究获得中国美利奴羊FGF10基因完整的编码区序列和毛囊发育过程中的表达特征,生物信息学分析发现,FGF10基因编码区序列具有物种间的保守性,同时FGF10在绵羊毛囊不同发育阶段的皮肤组织中表达,由此表明,FGF10基因可能在绵羊毛囊的生长发育过程中发挥重要的生物学作用。     

从江香猪IFN-β基因的序列分析及原核表达

试验旨在探明从江香猪β-干扰素（interferon-beta,IFN-β）基因编码区分子序列及原核表达产物特征。以从江香猪为研究对象,提取肝脏总RNA并反转录为cDNA,设计特异性引物扩增IFN-β基因编码区,将目的基因片段克隆至原核表达质粒pET-28a上,获得重组质粒pET28a-CJpoIFN-β,并利用生物学软件对江香猪IFN-β基因编码区进行序列分析;将鉴定正确的重组质粒pET28a-CJpoIFN-β转化大肠杆菌BL21（DE3）感受态细胞,经IPTG诱导表达、SDS-PAGE与Western blotting分析原核表达蛋白。结果表明,从江香猪IFN-β基因编码区长为561 bp,编码186个氨基酸;该蛋白为分泌性蛋白,前21个氨基酸为信号肽序列;二级结构主要以α-螺旋（77.42%）和无规则卷曲（17.74%）为主。从江香猪与其他猪源IFN-β基因核苷酸序列同源性为99.5%~100.0%,与禽的同源性最低（35.2%）;从江香猪与巴马猪、梅山猪IFN-β氨基酸同源性均为100.0%,但与贵州白香猪IFN-β同源性为99.5%,存在E43Q、K73R和C161R 3处氨基酸的差异。Western blotting结果显示,带His标签的重组表达蛋白能被His单抗识别,条带大小约为24 ku。本试验结果为进一步研究IFN-β基因生物学活性及加快从江香猪这一品种资源的有效利用提供参考依据。     

猪FoxO4基因cDNA部分序列的克隆及其组织表达

为探究FoxO4基因序列和组织表达特征,采用RT-PCR法从猪肝脏中克隆FoxO4基因c DNA的部分序列,采用荧光定量PCR对大白猪、从江香猪2个猪品种的不同组织m RNA表达进行了相对定量分析。结果:获得猪FoxO4基因615 bp编码区序列;FoxO4基因m RNA在大白猪所检测的9个组织样中均有表达,在肺中表达量最高,在脂肪中表达量次之;FoxO4基因m RNA在从江香猪所检测的9个组织样中也均有表达,在脂肪中表达量最高,在肺中表达量次之;在2个品种中FoxO4基因在肺、肾、大肠、脂肪中m RNA表达水平差异极显著(P0.01)。     

从江香猪miR-143-3P克隆及组织表达

为探究miR-143-3P对从江香猪的表达调控作用,本研究通过SWChen 2.3程序筛选出PRKAA1基因3'-UTR相关的miRNAs,利用生物信息学软件分析其保守性,采用茎环法设计引物克隆miR-143-3P序列,运用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测该miRNA在从江香猪各组织中的表达水平.结果表明:...     

从江香猪γ干扰素基因克隆与序列分析

试验旨在研究从江香猪γ干扰素（interferon gamma,IFN-γ）基因克隆与序列分析。试验提取贵州从江香猪肝脏组织总RNA,反转录生成cDNA,采用2对特异性引物进行巢式PCR扩增从江香猪IFN-γ（CJ-poIFN-γ）基因编码区,将其克隆至pUCm-T载体上,获得重组质粒pUCm-CJpoIFN-γ,并测序鉴定;利用NCBI、SOPMA、SignalP-4.1等在线服务器软件、DNAStar软件对CJ-poIFN-γ进行序列分析。结果表明,CJ-poIFN-γ基因编码区长501 bp,编码166个氨基酸;核苷酸序列比对结果显示,CJ-poIFN-γ与梅山猪、剑白猪、藏猪、成华猪、荣昌猪、印度猪、长白猪、内江猪同源性为99.4%~100.0%;进化树分析结果显示,CJ-poIFN-γ与梅山猪、剑白猪、藏猪、成华猪亲缘关系较近;CJ-poIFN-γ基因编码蛋白不存在跨膜结构,为分泌蛋白,前23个氨基酸为信号肽序列;CJ-poIFN-γ基因编码蛋白二级结构主要以α-螺旋（50.60%）和无规则卷曲（33.14%）为主,B细胞表位主要位于62-65、84-87、113-115、144-156和162-166位氨基酸。试验结果为进一步研究IFN-γ的生物活性、加快从江香猪品种资源的有效利用奠定基础。     

从江香猪基因组中2个拷贝数变异区的多态性研究

为了研究从江香猪生长和繁殖差异与拷贝数变异拷贝数变异(copy number variation,CVN)之间的关系,采用实时荧光定量PCR方法,对从江香猪和大白猪基因组中的CNVR100与CNVR373的拷贝数进行了测定,并分析了从江香猪拷贝数与生长繁育性状之间的相关性。结果表明,从江香猪和大白猪基因组中都检测到CNVR100和CNVR373;与大白猪相比,从江香猪的CNVR100拷贝数较低,CNVR373拷贝数较高;相关性分析结果显示,从江香猪2个CNVRs与其体长和胸围有一定的负相关关系,表明这2个CNVRs的多态性可能对从江香猪的生长有一定的影响。     

从江香猪ApoA1基因的克隆及亚细胞定位研究

试验旨在克隆从江香猪载脂蛋白A1（apolipoprotein A1,ApoA1）基因,研究ApoA1基因在真核细胞中的亚细胞定位情况。通过提取从江香猪总RNA,采用RT-PCR、目的基因的连接、转化等方法构建携带有绿色荧光蛋白的pEGFP-C1-ApoA1重组质粒,并经菌落PCR、双酶切及测序鉴定正确后,转染HEK-293T细胞,36 h后观察荧光,分析ApoA1蛋白在真核细胞中的亚细胞定位情况。结果表明,从江香猪ApoA1基因与GenBank上公布的野猪序列相比,有6处发生了碱基突变,其中5处为有义突变,分别导致180位氨基酸由丙氨酸变为谷氨酸、185位氨基酸由组氨酸变为谷氨酰胺、186位氨基酸由缬氨酸变为亮氨酰胺、209位氨基酸由天冬氨酸变为甘氨酸;PSORT Ⅱ Prediction和荧光共定位试验结果均表明,ApoA1蛋白的表达主要集中在细胞外基质,约占总表达量的77.8%。本试验成功克隆了从江香猪ApoA1基因CDS区,且ApoA1蛋白的表达主要集中在细胞外基质中,为进一步构建ApoA1基因转基因动物模型、开展ApoA1基因与人类因肥胖引起的相关疾病关系的研究奠定基础。     

Cloning and Subcellular Localization of ApoA1 Gene in Congjiang Xiang Pig

This experiment was aimed to clone apolipoprotein A1(ApoA1) gene of Congjiang Xiang pig, and study the subcelluar localiztion of ApoA1 gene in eukaryocyte. The recombination plasmid pEGFP-C1-ApoA1 was constructed with RT-PCR and other methods, and detected by colony PCR,double digestion and sequencing, after successful construction of the recombination plasmid pEGFP-C1-ApoA1,the subcellular localization of ApoA1 protein were analyzed by fluorescence co-localization technique in the 36 h-transfected HEK-293T cells. Compared with ApoA1 gene of Sus scrofa submission in GenBank, the results showed that six base mutations were found in ApoA1 gene of Congjiang Xiang pig, five of above mentioned mutations were sense mutations, causing alanine to glutamic acid, histidine to glutamine, valine to leucine and aspartic acid to glycine in 180,185,186 and 209 amino acid residues, respectively. Using PSOR Ⅱ Prediction and fluorescence co-localization, it was found that the expression of ApoA1 protein was observed mainly in the extracellular matrix (77.8%). In conclusion, ApoA1 gene of Congjiang Xiang pig was cloned successfully, and the expression of ApoA1 protein was mainly concentrated in the extracellular matrix. These results would provide a knowledge for further constructing the ApoA1 gene transgenic animal models, and contribute to understanding the relation between ApoA1 gene and the human obesity-induced diseases.     

巴马香猪CIDEa基因克隆及组织表达分析

本试验旨在对巴马香猪CIDEa基因序列进行克隆,预测其蛋白结构和功能,并进行组织表达分析。根据NCBI已经公布猪的CIDEa基因序列(登录号:NM_001112696.2),利用Oligo 7.0软件设计引物,采用RT-PCR法扩增并克隆巴马香猪CIDEa基因序列,利用生物信息学软件分析其核苷酸序列及编码蛋白的疏水性、理化性质、跨膜结构域、二级结构、三级结构及互作蛋白,并采用实时荧光定量PCR方法检测CIDEa基因在巴马香猪皮下脂肪、肝脏、肾脏、肺脏、脾脏、背最长肌及心脏的表达规律。结果显示,试验成功获得巴马香猪CIDEa基因CDS区序列,全长660 bp,编码219个氨基酸,与GenBank中猪、牛、马、犬、人、猕猴和家鼠的核苷酸相似性分别为99.4%、84.7%、81.5%、80.9%、79.7%、78.9%和76.1%。与GenBank中野猪CIDEa基因核苷酸序列比对发现,发生4处碱基突变,其中A609G和T627C位点为同义突变,C173T(Pro→Leu)和C631T(Arg→Cys)位点为错义突变。巴马香猪CIDEa蛋白分子质量为24 483.57 u,等电点为9.48,不稳定指数为52.86,属于不稳定蛋白;该蛋白中亮氨酸(Leu)含量最高(13.2%),色氨酸(Trp)含量最低(0.5%)。巴马香猪CIDEa蛋白为膜外亲水性蛋白,包含1个超家族结构域(CIDE-N)。二级结构预测发现,巴马香猪CIDEa蛋白包含α-螺旋(45.66%)、β-转角(5.94%)、延伸链(14.61%)和无规则卷曲(33.79%),三级结构预测结果与二级结构一致。蛋白互作分析结果表明,巴马香猪CIDEa蛋白与PPARG、PPARGC-1、COX8H、PRDM16、DIO2、TMEM26、ELOVL3、COX7A1、CIDEC、DFFB蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR结果显示,CIDEa基因在巴马香猪皮下脂肪中表达量最高,且显著高于其他组织(P<0.05),心脏中表达量最低。研究结果为进一步探讨CIDEa基因对巴马香猪脂肪沉积的调控机制提供理论依据。     

从江香猪基因组甲基化修饰与体重之间的相关性研究

为了探索从江香猪生长慢的表观遗传学机理,本试验应用甲基化敏感扩增多态性(methylation-sensitive amplifying polymorphism,MSAP)技术,将60头20 d从江香猪分为高体重组和低体重组,研究血液和肝脏基因组DNA中胞嘧啶的甲基化程度,并测定差异的甲基化片段核苷酸序列.结果发现,MSAP分析得到5 977条带;与低体重组相比,高体重组的血液和肝脏总甲基化水平较低,两组的血液半甲基化水平均较肝脏中的高,全/总甲基化水平较低.提示香猪血液和肝脏基因组的总甲基化程度随体重的增加而下降.经克隆测序得到5条有差异的甲基化条带A1-A5,其中A1和A2源自血液,A3-A5来自肝脏;A1和A4片段为高体重组特有,其余3条片段为低体重组特有;A3片段未找到相关基因,其他4个片段处于代谢或免疫相关的基因内部或5'侧翼区.提示从江香猪基因组的甲基化水平存在个体差异,并与20 d体重相关;得到的4条甲基化片段,将有助于香猪甲基化调控机制的研究.