梅山与杜洛克母猪发情前期卵巢组织差异表达基因的分离与鉴定

为了探讨梅山与杜洛克母猪卵巢差异表达基因对猪排卵与繁殖性状的影响,应用mRNA差异显示技术研究梅山猪与杜洛克猪卵巢中基因表达的差异性,分离9条在纯种梅山猪与纯种杜洛克猪卵巢中差异表达的表达序列标签(ESTs),并用半定量RT-PCR鉴定。通过BLAST比对发现,其中有3条EST与GenBank序列同源性较高。组织表达谱分析揭示了这些ESTs在梅山猪心脏、肝脏、肺脏、肾脏、肌肉、脂肪、小肠、大脑、卵巢、子宫、脾脏、输卵管等各个组织中的表达有不同程度的差异。研究结果表明,梅山猪和杜洛克猪卵巢之间的不同基因差异表达的方向存在差异,这些差异表达的基因可能在某种程度上导致猪繁殖力的差异,进而为研究影响猪排卵数的分子机理调控网络打下基础。     

猪SKP1基因的克隆及其在梅山猪与杜洛克猪卵泡中的表达研究

为探索SKP1(S-phase kinase association protein 1)基因在猪卵泡中的表达规律,本试验从猪卵泡组织中克隆了猪SKP1基因CDS区全长序列,采用Real-time PCR方法检测SKP1基因在不同组织中的表达谱,进一步分析了该基因在梅山猪和杜洛克猪S卵泡、M1卵泡、M2卵泡、L卵泡中的表达。结果表明,经克隆测序,得到了猪SKP1基因492 bp编码区全长序列,与羊、人、黑猩猩、牛、大鼠的同源性分别为93.10%、92.90%、92.29%、91.89%、89.86%。SKP1基因在各组织中均有不同程度的表达(肌肉、脂肪、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胃、十二指肠、卵巢、输卵管、子宫、子宫角、垂体、黄体、大脑、下丘脑),其中在子宫、脾脏、输卵管中表达量较高。SKP1基因的表达量在梅山猪S卵泡、M1卵泡和M2卵泡中的表达量均高于杜洛克猪,特别是在梅山猪M1卵泡和M2卵泡中SKP1基因的表达量极显著高于杜洛克猪(P<0.01),分别达到了2.39、2.82倍,而在L卵泡中的表达量却是杜洛克猪高于梅山猪,结果提示SKP1基因可能参与猪卵泡发育过程。     

猪卵泡发育过程中差异表达miRNA的鉴定

本研究旨在探讨miRNAs对猪卵泡发育过程的影响。以卵泡期第4天杜洛克猪中等M1卵泡(直径3.0~4.9 mm)与M2卵泡(直径5.0~6.9 mm)为试验材料,通过miRNA芯片杂交检测筛选到在杜洛克母猪中等M1卵泡与M2卵泡之间的差异表达miRNAs,随机抽选若干个检测到的miRNA用Q-PCR的方法对芯片结果进行验证,并预测差异表达miRNA的靶基因,进行GO及KEGG分析。结果表明:芯片检测出347个猪miRNA的表达,筛选得到表达量高且差异大的34个miRNA;随机筛选出6个差异表达的miRNA经Q-PCR验证,与基因芯片结果一致;分析得到的靶基因涉及最多的为Jak-STAT、细胞因子及其受体的相互作用信号通路,且两个信号通路均与卵泡发育相关。结果提示:检测筛选得到的差异表达miRNA可能对猪的卵泡发育过程具有调控作用。     

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.     

Identification of Differentially Expressed Genes in Medium-sized Ovarian Follicles between Meishan and Duroc Sows

To reveal the molecular mechanism involved in different number of ovulation between hyperprolific and ordinary sows, forward and reverse subtracted cDNA libraries were constructed to screen differentially expressed genes in medium ovarian follicles at 4th day during follicular phase of estrous cycle between Meishan and Duroc sows. The differentially expressed genes selected were demonstrated by Real-time PCR and cluster analysis was performed through DAVID. The results showed that a total of 148 and 75 non-redundant ESTs were isolated from the SSH library of Meishan and Duroc sows M2 follicles, including 125 and 60 known genes, respectively. The results of Real-time PCR were consistent with the screening results. GO analysis indicated that these genes were involved in regulation of metabolic process, cell cycle, biosynthetic process, intracellular transport, steroid hormone receptor and stimulus. KEGG pathway analysis defined 6 genes involved in TGF-beta signaling pathway, 5 genes in oocyte meiosis pathway, 7 genes in steroid hormone receptor signaling pathway. Genes controlling TGF-beta signaling pathway were considered to play an important role in regulating follicle development. The research would be helpful for further studying the follicular development and the genetic mechanism on reproductive traits.     

二花脸猪和杜洛克猪的RAPD分析

利用６０个随机引物对二花脸猪（太湖猪的一个类群）和杜洛克猪的基因组ＤＮＡ进行ＲＡＰＤ分析,其中４８个引物可扩增出清晰的ＲＡＰＤ带型,８个引物可扩增出多型式片段。一个引物（ＯＰＢ１３）可在两品种间扩增出一条稳定的重复性好的多态片段,其大小约为１８９０ｂｐ。结果表明,二花脸猪、杜洛克猪群内遗传距离指数分别为０．０３７１、０．０３４５,遗传多样性指数分别为０．４８６、０．４３１,两品种间存在着ＤＮＡ分子     

梅山猪β干扰素基因的克隆、原核表达及生物活性

利用PCR技术从中国梅山猪白细胞总DNA中扩增出猪β干扰素基因(MS-IFNβ)。将PCR产物克隆至pMD18-T载体，利用双脱氧末端终止法测定了全基因的核苷酸序列。序列分析表明，β干扰素基因全长561bp，编码186个氨基酸，与GenBank中S41178的序列同源性达99％，在128、177位核苷酸处发生了点变异，由G变为A，T变为C，但仅导致43位氨基酸由G变为E。在此基础上，合成了1对引物，通过PCR方法将编码成熟蛋白基因亚克隆到pGEX-KG表达载体，转化宿主菌BL2，(DE1)，经IPTG诱导后，得到高效表达，所表达蛋白质的大小约为47000，占总蛋白的23%。表达产物主要为不溶性的包涵体，包涵体经提纯后，能够抑制口蹄疲病毒(FMDV)增殖。     

杜洛克猪PRLR基因的多态性分析

为检测杜洛克猪PRLR基因的多态性分布情况,试验采用PCR-RFLP方法对51头杜洛克猪的PRLR基因多态性进行了检测。结果表明:在杜洛克猪群体中,PRLR基因B等位基因的频率为0.049 0,其基因型分布均符合哈代-温伯格平衡(P0.05)。     

梅山猪UBE2b基因的克隆及组织表达特征的研究

UBE2b基因编码的泛素结合酶参与的泛素-蛋白酶通路(UPP)在哺乳动物精子发生中起着重要作用。本研究根据相关ESTs拼接的序列采用PCR扩增鉴定的方法获得梅山猪UBE2b基因cDNA全序列,对其序列进行生物信息学分析,利用半定量RT-PCR的方法研究150日龄梅山公猪UBE2b基因的组织表达特征和不同日龄(2、30、60、90、150日龄)公猪睾丸的表达规律。结果表明:梅山猪UBE2b基因cDNA全长1 329 bp,编码153个氨基酸,具有UBCc家族的保守结构域。该基因编码氨基酸序列在不同物种间具有较高的保守性,根据编码氨基酸序列构建的分子进化树显示猪与牛的亲缘关系最近,与斑马鱼的关系最远。UBE2b基因在梅山公猪各组织中广泛表达,其中睾丸为高丰度表达。该基因在梅山猪睾丸中的表达随日龄增加呈显著上升趋势,与睾丸发育显著相关(r=0.82,P<0.01),推测UBE2b可能在梅山猪精子发育和性发育中起重要作用。     

小梅山猪促卵泡素β基因多态性及其与繁殖性能的关系

用PCR SSCPs法检测小梅山猪母猪群促卵泡素 (FSH) β基因的多态性 ,分析该基因与产仔数和仔猪体重的关系。小梅山猪母猪群FSH β基因N基因频率为 0 .4 14 1,n基因频率为 0 .5 85 9,该基因处于遗传非平衡状态。nn基因型母猪的总产仔数和产活仔数比NN型母猪的分别多 0 .7头和 1.1头 (P <0 .0 5 )。小梅山猪产仔数曲线是开口向下的二次曲线 ,其中nn型母猪具有较理想的产仔模型 ,其拟合的最高产仔数最大 ,且产仔数达高峰后下降较慢。nn型母猪的仔猪初生重比NN基因型母猪的重 (P <0 .0 5 )。杂合型母猪的总产仔数 (12 .38)、产活仔数 (11.6 9)、仔猪初生重 (1.72 )和 35日龄断奶重 (2 0 .16 )比纯合型母猪的大 ,表现出一定的杂合效应。这些结果提示母猪的n等位基因对产仔数和仔猪初生重有利 ,该基因可望用于猪的标记辅助选择     

高通量筛选差异表达基因技术及其在家畜中的应用

差异表达基因筛选技术是研究生物重要经济性状相关基因或抗病相关基因的有力工具。作者总结了近年来发展起来的几种高通量筛选差异表达基因的技术,并对其原理、流程及在家畜中的应用作了简要介绍。     

消减cDNA文库差异表达基因检测分析方法的研究进展

同已有的差异表达基因分离方法相比,抑制消减杂交以其快速、高效及假阳性率低等优点被广泛应用,并形成了反向Northern斑点杂交和表达谱基因芯片技术2种差减cDNA文库筛选方法,同时,快速发展的生物信息学为文库中大量阳性差异表达片段的序列分析提供了最有力的技术手段,而RT-PCR和实时荧光定量PCR为进一步在mRNA水平验证基因的表达差异性和初步揭示基因功能奠定了技术基础。作者在简要综述上述各方法的原理、特点及应用基础上指出,先测序后筛库的研究策略可以在成本增加较低的前提下大幅度提高差异表达基因的研究效率。     

几种基因差异表达筛选技术在动物发育与繁殖中的最新进展

抑制性消减杂交(SSH)、DNA芯片和基因表达系列分析(SAGE)技术都是高效鉴别不同细胞群之间差异表达基因的方法。作者对这3种方法在动物发育与繁殖领域中的最新应用进展作了简要阐述。     

Identification of Differentially Expressed Genes and Lipid Metabolism Signaling Pathways between Muscle and Fat Tissues in Broiler Chickens

In this study, signaling pathways and key differentially expressed genes (DEGs) involved in lipid metabolism in muscle and fat tissues were investigated. Muscle and abdominal fat tissues were obtained from 35-day-old female broilers for RNA sequencing. DEGs between muscle and fat tissues were identified. Gene ontology (GO) and Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes pathway enrichment analyses of DEGs were performed. A total of 6130 DEGs were identified to be significantly enriched in 365 GO terms, most of which were involved in biological processes, cellular components, and molecular functions in muscle and fat tissues. Three important lipid signaling pathways (pyruvate metabolism, the insulin signaling pathway, and the adipocytokine signaling pathway) were identified among the fat and muscle tissues of broilers. The key common DEGs in these pathways included phosphoenolpyruvate carboxykinase 2 (PCK2), acetyl-CoA carboxylase 1 alpha and beta (ACACA and ACACB), and the mitogen-activated protein kinase (AMPK) gene family. Hence, our findings revealed the pathways and key genes and gene families involved in the regulation of fat deposition in the muscle and fat tissues of broilers.     

抑制消减杂交联合基因芯片技术及其在动物基因差异表达研究中的应用

抑制消减杂交技术(SSH)与基因芯片技术是研究差异表达基因的两种不同的方法,这两种技术如果单独使用都会存在不同程度的不足。近年来,研究人员发现,将SSH和基因芯片技术结合使用,可充分发挥各自的优势,弥补各自的不足,实现差异表达基因的大规模高效筛选,因此,抑制消减杂交联合基因芯片技术成为目前分析差异表达基因新的有效手段。介绍了SSH技术、基因芯片技术以及两者结合的原理与优缺点,同时概述了抑制消减杂交联合基因芯片技术在动物差异表达基因研究中的应用。     

简州大耳羊肌内脂肪细胞成脂分化差异表达基因的筛选与鉴定

旨在通过转录组测序技术获得简州大耳羊肌内前体脂肪细胞成脂分化前后的差异表达基因,并经生物信息学分析获得相关信号通路及可能发挥作用的关键功能候选基因。本研究以7日龄的健康简州大耳羊公羊为试验动物（n=3）,采用胶原酶消化法分离获得其肌内前体脂肪细胞;利用Illumina平台对肌内前体脂肪细胞和诱导分化5 d的肌内脂肪细胞cDNA样品（n=3）进行高通量测序;以|log₂fold change|>0和P<0.05为阈值筛选获得差异表达基因,并利用clusterProfiler R包对其进行GO功能和KEGG通路富集;最后利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR,qRT-PCR）技术检测功能候选基因在细胞分化前后的表达量变化。结果显示,共获得差异表达基因7 916个,其中4 143个为表达上调基因,主要富集到氧化磷酸化、核糖体合成和三羧酸循环通路等305条通路;3 773个为表达下调基因,且主要富集到甲状腺激素信号通路等303条通路;差异基因GO功能注释中52.8%为生物过程、13.4%是细胞组成和33.8%是分子功能。qRT-PCR结果表明,UCP3、ACACB、ACOT11、ACOX3、APOA1和WISP2在分化前后的山羊肌内脂肪细胞中的表达趋势与RNA-seq结果一致,提示这些基因适合作为下一步研究的功能候选基因。本研究筛选得到简州大耳羊肌内脂肪细胞成脂分化的差异基因,并确认了6个基因可作为功能候选基因。研究结果为阐明肉用山羊肌内脂肪细胞成脂分化的分子调控网络提供基础数据和系统资料。     

基于RNA-Seq技术的塔里木马鹿毛色相关差异表达基因筛选及初步分析

旨在基于RNA-Seq技术对塔里木马鹿毛色相关基因进行筛选及分析。采用Illumina Hi Seq TM2000测序平台对塔里木马鹿和天山马鹿的皮肤组织进行转录组测序,所得序列经质控、组装后比对到NR、Swiss-Prot、COG、KOG、KEGG、GO和Pfam数据库中注释,并对差异表达基因进行筛选、功能注释和富集分析。结果表明,测序获得25 038个有注释信息的Unigenes,比对分析显示,塔里木马鹿与天山马鹿有922个差异表达基因,其中上调表达基因495个,下调表达基因427个;GO功能富集分析结果显示,568个差异表达基因富集到61个GO条目上,分别参与了生物学过程、细胞组分及分子功能;KEGG代谢通路富集分析发现,在差异表达基因中富集最显著的代谢通路是ECM-受体相互作用。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）方法分析与塔里木马鹿毛色相关的7个候选基因的转录水平变化来验证转录组测序结果的准确性和可靠性,这些基因的表达趋势与转录组测序结果相一致。ECM-受体相互作用、蛋白质消化与吸收、PI3K-Akt信号通路及与黑色素合成相关的酪氨酸等通路可能与塔里木马鹿的毛色有关;候选基因MITF、Ggt1、VDR、PTPRF、CⅡTA、ARPC5L、POMC等可能在塔里木马鹿毛色形成过程中发挥重要作用。本研究结果为今后塔里木马鹿毛色相关基因的分子调控机制方面及挖掘潜在的新基因提供了丰富的试验数据。