牛Wif1基因印记及甲基化调控印记的分子机制研究

为了研究Wif1基因在牛中的印记状态和调控印记的分子机制,本研究首先应用基于单核苷酸多态(SNP)的测序方法,分析了Wif1基因在牛组织中的印记状态,结果发现,Wif1基因在牛中的印记表现出组织特异性,在肺中为单等位基因表达,而在心、肝、脾、肾、肌肉和脂肪6个组织中为双等位基因表达。进一步应用亚硫酸氢盐测序法分析Wif1基因启动子区29个CpG位点在牛肺(单等位基因表达)和肝(双等位基因表达)组织中等位基因特异的甲基化状态,结果发现,在肺和肝中,两条亲本链间的甲基化水平无显著差异(P0.05)。进一步分析每个CpG位点在肺和肝中亲本链间甲基化率差异,发现与双等位基因表达的肝相比,肺中存在8个亲本链间甲基化率差异显著的CpG位点,其中3个(第1、2和6)位于转录因子的结合位点上。由于单个CpG位点的甲基化变化会影响转录因子的结合,推测这3个CpG位点的甲基化可能参与调控Wif1基因的组织特异性印记。     

LINC24065在体细胞核移植牛中的异常表达

旨在揭示DLK1-DIO3印记域上一个新的长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA)LINC24065在自然繁殖牛(natural reproduction,NR)与体细胞核移植牛(somatic cell nuclear transfer,SCNT)中的组织表达与印记状态,对进一步了解DLK1-DIO3印记域在供体核重编程中的作用提供一定的理论基础。本研究以自然繁殖牛的大脑组织为试验材料,利用RACE和RT-PCR技术,在牛的DLK1-DIO3印记域内鉴定了一个新的印记的lncRNA基因,命名为LINC24065。用基于SNP(single nucleotide polymopisms)的RT-PCR产物直接测序方法分析LINC24065在自然繁殖牛和体细胞核移植牛组织中的表达及印记状态。序列分析发现,LINC24065编码6个可变剪接体,并在自然繁殖牛被检测的7个组织中都表达,而在体细胞核移植牛组织中没有检测到可变剪接体LINC24065-V3,且其它5个剪接体呈现组织特异性表达。印记状态分析发现,LINC24065在自然繁殖牛和体细胞核移植牛的7个组织中均为单等位基因表达,但在体细胞核移植牛的大脑组织中出现了与其他组织亲本来源不同的单等位基因表达。研究结果说明,LINC24065基因在体细胞核移植牛的大脑中出现了印记紊乱,并且剪接体在组织中的表达也发生了改变。以上研究结果说明LINC24065基因与体细胞核移植牛的发育异常有关。     

PEG11基因在体细胞核移植牛中印迹和DNA甲基化状态分析

为了分析PEG11基因在体细胞核移植(somatic cell nuclear transfer,SCNT)牛中的印记以及重编程状态,本研究应用RT-PCR产物直接测序法对PEG11基因在自然繁殖牛和新生死亡SCNT牛7个组织(心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪)中的表达进行了分析。结果发现PEG11基因在自然繁殖牛的7个组织中均为单等位基因表达,表明PEG11基因在牛中是印记的;在SCNT牛肺脏中PEG11基因为双等位基因表达,而在其余6个组织中为单等位基因表达。进而用亚硫酸氢盐测序法分析自然繁殖牛和SCNT牛肺脏PEG11基因中54CpGs位点的甲基化状态,发现PEG11基因在SCNT牛肺脏中呈现与自然繁殖牛相似的高甲基化状态(97.26%),推测PEG11基因在新生死亡SCNT牛肺脏中印记紊乱可能是导致SCNT牛肺脏发育缺陷的原因之一,PEG11基因内部CGIs的甲基化不参与调控PEG11基因的基因组印记。     

4个绵羊品种Callipyge基因和Meg3.1、DLK1-INTR1.1位点的SNPs分析

对宁夏滩羊(TAN,n=87),特克塞尔(TX,n=73),萨福克(SF,n=70)和无角道塞特(PD,n=112)4个绵羊群体DLK1-GTL2印记化结构域的Callipyge、Meg3.1和DLK1-INTR1.1基因座位进行SNP检测,并对Callipyge基因进行PCR-RFLP分析。结果表明:Callipyge基因没有发现A→G的突变,但在该位点其上游35bp处检测到1个C→T的突变。在Meg3.1位点附近发现了2个呈紧密连锁的突变,在DLK1-INTR1.1座位附近发现了5个SNP位点。提示,上述绵羊群体在DLK1-GTL2印记化结构域表现丰富的SNP多态,基因及基因型频率群体间差异显著。     

DNA甲基化调控牛AQP1基因的胎盘特异性印记

为揭示牛AQP1（aquaporin 1）基因在不同组织及胎盘中的印记状态，以及DNA甲基化修饰在印记中的调控机制，本研究采用基于SNP的PCR产物直接测序的方法，对32头健康雌性成年荷斯坦奶牛心组织及15个自然分娩后的胎盘试验样本进行检测，确定了5头杂合子个体牛和3个杂合子胎盘，对其组织（心、肝、脾、肺、肾、肌肉和脂肪）和胎盘进行AQP1等位基因表达分析及印记状态分析，利用亚硫酸氢盐测序法分析AQP1基因位于启动子和第一个外显子区的CpG岛在牛心、肝组织、2个胎盘和对应精子中的DNA甲基化状态。结果发现，在杂合子牛被检测的7个组织中，AQP1基因呈现双等位基因表达；而在胎盘中，AQP1基因为单等位基因表达。通过分析杂合子胎盘对应的亲本基因型，发现AQP1基因为母源等位基因表达，即父源印记。进一步比较分析AQP1基因启动子区CpG岛在牛组织、胎盘及对应精子中的甲基化状态，在双等位基因表达的心脏、肝脏组织中，该区域未发现差异甲基化区（differentially methylated regions，DMR）；而在单等位基因表达的胎盘中，存在差异甲基化区，同时父源等位基因精子中为重甲基化状态。以上结果说明，牛AQP1基因为胎盘特异性单等位基因表达的父源印记基因，且AQP1基因位于启动子和第一个外显子区的CpG岛甲基化修饰参与调控牛胎盘的印记表达；在被检测的组织中为双等位基因表达。     

版纳微型猪近交系VEGF基因克隆及其组织中转录水平的检测

为克隆版纳微型猪近交系血管内皮生长因子(VEGF)基因并检测该基因在各组织中的转录水平,本研究提取版纳微型猪近交系18种组织RNA,利用RT-PCR方法扩增VEGF基因编码区全长序列,进行克隆测序。利用VEGF基因序列的推导氨基酸序列与牛等8个物种的VEGF氨基酸序列构建物种系统进化树,同时采用半定量RT-PCR方法分析VEGF基因在版纳微型猪近交系18种组织中的转录水平。结果显示,版纳微型猪近交系VEGF基因编码区全长573 bp,编码190个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,与牛等8个物种具有90%以上的相似性,分子系统进化表明其序列与人的关系最近,其次为牛、羊和兔。多组织半定量RT-PCR研究表明VEGF mRNA在版纳微型猪近交系的18个组织中均有转录水平的表达,其中在卵巢、脾脏、心脏、肺脏及皮肤中表达量较高,其他组织中表达量略低。     

务川黑牛TLR2基因的单核苷酸多态性(SNP)筛查及生物信息学分析

采用DNA混合池扩增后直接测序的方法,对务川黑牛TLR2基因的单核苷酸多态性(SNP)位点进行筛查,并利用生物信息学软件预测各SNP位点对TLR2基因mRNA和蛋白质结构的影响.结果 表明,务川黑牛TLR2基因共有18个SNP位点,其中有9个位点是错义突变,分别导致相应的氨基酸发生改变.生物信息学分析发现,T978A、...     

牛干扰素诱导跨膜蛋白基因的克隆、序列分析及表达

参照GenBank中牛干扰素诱导跨膜蛋白(bIFITMs)编码序列设计上、下游引物,通过RT-PCR技术扩增目的序列。将扩增产物连接至pMD18-T载体上,测序,使用DNAStar、DNA MAN、MEGA6.0等生物信息学软件对其进行核苷酸、氨基酸序列同源性分析以及关键位点氨基酸比对,并完成进化树的绘制。同时,将测序正确的目的序列进一步亚克隆至真核表达载体pLV-EGFP,转染HEK293T、BHK-21细胞,通过RT-PCR,蛋白免疫印迹(Western blot)验证外源基因在细胞内的表达情况。结果表明,获得bIFITMs编码序列,完成其相关生物信息学分析,同时,成功构建含有bIFITMs编码序列的重组真核表达质粒pLV-bIFITM1、pLV-bIFITM2、pLV-bIFITM3,且在HEK293T、BHK-21细胞中有效表达,为进一步探讨bIFITMs的抗病毒作用以及动物转基因抗病毒育种提供了试验基础。     

中国荷斯坦牛MT1和MT2基因多态性及其与泌乳性状关联性分析

探索MT1及MT2基因对中国荷斯坦牛泌乳性状的影响,为中国荷斯坦牛泌乳性状的提升提供理论基础。本试验采用直接测序法,将测序结果运用生物信息分析软件进行对比分析,寻找突变位点;将检测到的SNP位点与中国荷斯坦牛泌乳性状进行关联性分析。通过扩增MT1的第2外显子区域,检测到1个SNP位点;扩增MT2基因内含子区域,检测到2个SNP位点。将其与中国荷斯坦牛泌乳性状关联分析,结果显示:MT1基因g.22354GA位点,GG基因型乳脂率、乳蛋白率、总蛋白、总乳脂均值均显著高于AA基因型均值(P0.05);MT2基因的g.13647TA与g.13810TA位点,各基因型的泌乳性状之间差异均不显著(P0.05)。MT1基因可以作为影响泌乳性状的候选基因,为中国荷斯坦牛辅助标记育种提供理论依据。     

猪IL-8R基因SNP检测及其与人类序列的比较分析

本试验使用170头杜长大商品猪为试验材料,以白介素基因受体IL-8R基因为候选基因,采用直接测序寻找基因SNP位点,并与人类基因序列进行比较分析。主要试验结果如下:在基因IL-8R中设计一对引物,能进行有效的PCR扩增,获得了特异性的目的片断;对PCR产物进行直接测序,获得了较好的测序结果;猪IL-8R基因中找到一个SNP位点;猪的基因变异与人类基因序列比较分析表明两者的同源性为87%,人类基因的该序列不存在变异。     

太行鸡VIPR-1基因内含子1多态性及其与早期产蛋性状相关性研究

为了探索鸡血管活性肠肽受体-1(VIPR-1)基因内含子1多态性与太行鸡早期产蛋性能的相关性,及应用这些多态标记对保种群保种效果进行初步评价,试验参考鸡VIPR-1基因内含子1序列设计引物,以260只产蛋记录完整的太行鸡基因组DNA为模板进行PCR扩增,对符合测序要求的PCR扩增产物进行测序,通过分析测序结果寻找多态位点,对多态位点的遗传参数进行分析,进而评价保种效果,同时对不同基因型和单倍体型组合与开产日龄、各周龄产蛋量进行关联分析。结果表明:260份太行鸡血液样品经PCR扩增均获得了大小为651 bp的条带,该条带明亮、特异性良好,能够满足DNA测序需要;在VIPR-1基因内含子1中发现了8个单核苷酸多态(single nucleotide polymorphic,SNP)位点,分别为SNP1(T37748G)、SNP2(G37813A)、SNP3(G37823A)、SNP4(A37962/-)、SNP5(A37973G)、 SNP6(G38013A)、SNP7(C38035G)和SNP8(A38111G);这8个位点均属于中度多态,且均处于Hardy-Weinberg平衡状态,即试验鸡群体未经选择,保种效果良好;SNP4(A37962/-)的各基因型个体间早期产蛋性能存在差异,A0基因型与00基因型在37周产蛋数上显著或极显著高于AA基因型;单倍体型组合为H1H2(TGGAAGCA/GAA-GAGG)的个体早期产蛋数显著高于其他单倍体型组合。说明试验发现了一个与太行鸡早期产蛋显著相关的SNP位点(SNP4)和一个优势单倍体型组合(TGGAAGCA/GAA-GAGG),可作为太行鸡早期产蛋性状的分子标记,用于太行鸡早期产蛋性能的分子标记辅助选择以及保种群保种效果的评价。     

多浪羊双肌臀基因Callipyge序列分析

绵羊的双肌臀(Callipyge)基因表现型为后臀肌肉增大近30%,由位于绵羊第18号常染色体上基因上游存在一个N→C的单核苷酸多态性(SNP)标记(命名为SNPCLPG)产生的,该SNP标记的存在与Callipyge表现完全吻合。为此,根据已知多态性,选择设计合成了1对引物,以多浪羊为研究对象,对PCR扩增产物直接测序,进行了SNPCLPG位点的检测。获得303bp的扩增片断,测序后进行序列分析,发现在38bp处碱基产生A到G的突变,在80、92、149、219bp处碱基产生T到C的突变。     

牛干扰素-γ基因的克隆、序列分析及表达研究

为了使干扰素-γ(interferon γ,IFN-γ)在牛结核等疾病的诊断和防制方面取得更有效的应用,试验采用RT-PCR法从云南本地黄牛外周血淋巴细胞总RNA中扩增牛IFN-γ(BoIFN-γ)基因,测序并进行序列分析;然后亚克隆至pET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。序列分析结果表明,克隆的IFN-γ基因与GenBank中荷斯坦牛IFN-γ序列同源性达99.60%。表达产物经SDS-PAGE分析,在大小约23 ku处可见目的蛋白表达条带,与预期结果一致;用ELISA检测,表达的蛋白具有明显的生物学活性,在菌体中的含量为244 ng/mL。本试验结果为牛IFN-γ蛋白的进一步研究和应用奠定了基础。     

猪Lbx2基因的克隆、序列分析及表达

试验利用PCR扩增猪Lbx2基因组序列,通过克隆测序寻找基因中的突变位点,采用半定量RT-PCR分析猪不同组织中Lbx2基因的表达情况。结果显示,Lbx2基因在肝脏、肾脏和脾脏中微弱表达,在肌肉组织中不表达;通过比较不同物种氨基酸序列,结果发现猪Lbx2与牛、猩猩、犬进化关系较近;此外,在猪Lbx2基因组中发现5处突变位点,其中1个缺失突变(缺失11 bp)位于基因启动子区,另外4个单核苷酸突变分别位于第1外显子和内含子中。该试验结果为下一步Lbx2基因的功能研究奠定了基础。     

小反刍兽疫H蛋白主要抗原表位的原核表达

目的表达小反刍兽疫病毒H蛋白的主要抗原位点用于检测与预防。方法用DNAStar分析小反刍兽疫病毒H基因的主要抗原位点,采用逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术,从病羊组织中扩增PPRV的H基因的主要抗原位点并克隆到原核表达载体PET-28b中,最后用PCR、酶切和测序分析对重组质粒进行鉴定;将重组质粒转化到大肠杆菌Rosetta中,经不同浓度的IPTG诱导表达PPRVH基因的主要抗原位点;用SDS-PAGE和Western-blotting分析所有蛋白的表达。结果将RT-PCR产物电泳,得到与预期大小相符的特异性片段;对重组质粒PET-28b-H66-249和PET-28b-H281-550酶切后,均出现预期相符的片段;DNA测序表明插入片段的序列与小反刍兽疫H蛋白基因完全一致,其大小分别为569bp和831bp;将重组表达的蛋白经SDS-PAGE和Western-blotting检测,证明所有的蛋白均得到表达。结论成功表达了PPRVH基因的主要抗原蛋白,为日后的检测与预防工作奠定了基础。     

牛HSL基因的克隆和生物信息学分析

旨在克隆牛HSL基因的CDS序列,并对该基因进行生物信息学、组织表达谱分析。根据GenBank登录的牛HSL基因序列(NM_001080220)设计1对引物,对牛组织样品中的HSL基因CDS序列进行RT-PCR扩增及序列测定;利用半定量RT-PCR方法检测HSL基因在牛各组织中的表达情况;利用生物信息学软件对其所编码的牛HSL蛋白进行分析。结果显示,获得的牛HSL基因CDS全长为2271bp,编码756个氨基酸,与GenBank登录的牛HSL基因同源性最高,为99.9%。HSL蛋白含有一个HSL-Nsuperfamily保守结构域,无信号肽结构,具有疏水性。半定量RT-PCR显示,HSL基因在检测的心脏、脾脏、肺脏、肾脏、肝脏、大网膜、皮下脂肪、肌肉8种组织中均有表达,其中在大网膜和皮下脂肪中表达量较高,在肾脏、脾脏、肝脏、肺脏、肌肉和心脏中度表达。该试验可为研究牛HSL蛋白的结构和功能提供参考。     

应用牛EST数据和人类基因组序列定位100个牛基因特异性标记

评价了应用牛 EST数据和人基因组序列来完善牛的全基因组或特异染色体连锁图谱的方法。根据牛的 EST序列设计引物来扩增牛的相应基因 ,而根据人基因组序列来设计引物扩增侧翼内含子 ,以此来增加片段长度而利于测序。以此方式得到序列标签 (STS) ,然后在 MARC(美国家禽研究中心 )的 4公畜的参考家系中检测 SNP(单核苷酸多态 ) ,根据 SNP多态来定位相应的基因。通过此方法及 SNP质谱基因分型系统 ,我们在牛的遗传图谱上定位了 10 0个EST,其中 70个是从牛 EST-人基因组比较图中随机挑选的。另外 30个位于牛 19号染色体上 ,将牛 19号染色体同源序列 (BTA19)作图到相应的人类 17号染色体 (HSA17) ,表明基因间距离和次序均有明显差异。共有 80 %的成功扩增子发现 SNP,表明这是一个有效的、基于 EST的遗传标记方法。我们证明了基于 SNP和 EST构建连锁图谱的可行性 ,及利用 EST、比较作图信息、人类序列数据来挖掘牛基因组中的 SNP的合理性。     

秦川牛CDH11基因外显子多态性分析

牛CDH11基因位于第18号染色体,含有丰富的SNP突变。本实验以247头秦川牛为样本,研究位于第2外显子的一个SNP(g.32935629CT)分布情况。根据NCBI给出的序列信息(NC_007316.6),设计引物,采用混合池DNA进行PCR扩增,并对PCR产物进行酶切,酶切结果进行分型。结果表明,该突变位点存在3种基因型,即TT、CC、TC。其中纯合子突变的基因型频率很低。研究发现中国秦川牛CDH11基因g.32935629CT位点是低度多态(PIC0.25),χ2检验显示,所检测的秦川牛品种处于哈代-温伯格平衡状态(P0.05)。该实验结果可以为肉牛选育开发生长发育分子标记提供基础数据。     

牛Myf5基因克隆及蛋白质生物学特性分析

本试验旨在扩增牛Myf5基因,并对其蛋白质生物学特性进行分析。根据GenBank中已公布的牛Myf5基因序列设计1对引物,利用RT-PCR方法从牛背腰最长肌组织扩增牛Myf5基因,连接PUCm-T载体,进行酶切和测序鉴定,同时利用在线工具对牛Myf5蛋白的基本性质、二级结构和磷酸化位点进行预测。获得的牛Myf5基因编码区序列长度为768 bp,编码255个氨基酸。蛋白质生物学特性分析结果表明,Myf5具有该家族基因典型的碱性螺旋—环—螺旋结构域,氨基酸组成上丝氨酸(Ser)含量最高,其磷酸化位点分别位于丝氨酸(Ser)、苏氨酸(Thr)和酪氨酸(Tyr)残基上。