民猪唾液酸合成酶基因的克隆、表达及进化分析

为进一步了解猪的唾液酸合成酶基因(SAS)的生物学功能,研究采用RT-PCR技术克隆了民猪唾液酸合成酶基因的全长CDS序列;采用生物信息学的方法对其编码的氨基酸序列进行分析;构建分子进化树;采用实时定量PCR方法对该基因在大肠、腿肌、肺、脂肪、心、脾和肝脏组织的表达情况进行分析。结果表明:民猪的唾液酸合成酶基因全长1080 bp,编码359个氨基酸,是一种跨膜蛋白。该蛋白存在1个似抗冻蛋白域标记,同时具有多个磷酸化位点。所构建的分子进化树与物种进化的拓扑结构基本一致。该基因在肺和脾中表达水平最高,其次是脂肪在大肠、肌肉、心和肝中表达水平较低。     

猪成纤维细胞敲减卵泡抑素基因后的生物信息学分析

在哺乳动物中,卵泡抑素（follistatin,FST）不仅参与生殖调控,还与肌肉生长、脂肪沉积等显著相关。为了探究该基因在成纤维细胞中的生物学功能,本研究利用二代测序技术对敲减FST基因的猪成纤维细胞进行转录组测序,筛选差异表达基因,并利用在线生物学软件对差异基因进行GO功能注释及生物学通路富集分析。结果发现,敲减FST基因后共有370个基因显著上调,287个基因显著下调。与细胞增殖、凋亡相关的HOXA6、PARP14、ZBP1、NDUFB9、RAB13、FAM83D、THBS1和BTF3基因以及与疾病相关的ZNF354C、RNF213、IFIT1、CCL5和VPS13C基因均发生了显著变化。这些差异基因共得到51个GO功能注释,生物过程分类下的生物调节、细胞过程、代谢过程、单一生物过程和细胞组分分类下的细胞器、细胞区域、细胞及分子功能分类下的黏合条目下聚集的差异基因数量最多,均>200个。共发现12条显著富集的通路,包括3条与细胞增殖相关的通路（p53信号通路、细胞周期和真核生物中核糖体的生物发生）,4条与疾病相关的通路（阿尔茨海默氏病、沙门氏菌感染、亨廷顿病和非小细胞肺癌）,2条与肌肉收缩相关的通路（血管平滑肌收缩和心肌收缩）以及泛素介导的蛋白水解作用、肌动蛋白细胞骨架的调节和缝隙连接通路。以上研究结果表明,在成纤维细胞中敲减FST基因后,与细胞增殖分化和部分疾病相关的基因和生物学通路被显著富集,暗示FST基因在成纤维细胞的创伤修复过程中发挥重要的作用。     

民猪NUMB基因克隆与组织表达分析

研究采用RT-PCR技术结合克隆测序方法,克隆出全长2 004 bp NUMB基因序列,其中包括1 782 bp开放读码框,该基因编码592个氨基酸。利用生物信息学分析软件对该基因氨基酸序列预测与分析发现:NUMB蛋白二级结构中,转角占很大比例,且蛋白亲水性较强,结构功能域分析发现该蛋白多肽链存在一个N端磷酸酪氨酸结构域(PTB),位于第37~162氨基酸之间。基于不同物种NUMB蛋白序列所构建分子进化树表明,猪与牛、骆驼亲缘关系最近,而与斑马鱼最远。在m RNA水平上,NUMB基因肺中表达量最高,大肠中表达量最低。     

低温对民猪骨骼肌线粒体能量代谢基因的影响

为了探究低温环境下民猪肌肉组织内与线粒体能量代谢相关基因的变化情况,以解析民猪抗寒特性的遗传机制。将9头体质量相近的母猪随机分成3组,每组3头,在冬季将其中2组置于室外半敞篷舍内饲养,分别处理3 d（急性低温处理组）和58 d（慢性低温处理组）,1组置于常规舍内饲养,作为对照组。以背肌为试验材料,采用PCR array方法,对90个与线粒体能量代谢相关基因的表达水平进行检测。结果表明,与对照组相比,急性低温处理组基因的表达水平差异不显著,但慢性低温处理显著改变 ATP5H、 ATP5L、 ATP6V1G3、 COX5A、 COX7A2、 COX7A2L、 NDUFS4、 SDHB、 UQCRQ和 GADD45B基因的表达水平,尤其是 GADD45B,达到了极显著水平（P<0.01）,这些基因均为编码OXPHOS系统亚基基因,推测慢性低温诱导了背肌ATP的生成。对 GADD45B基因进一步分析发现,该基因在哺乳动物中高度保守,基本符合分子进化规律,表达具有明显的组织特异性。急性低温处理对民猪背肌内ATP的生成影响不显著,但慢性低温处理诱导ATP的生成,以维持体温恒定。     

不同猪种背肌中Cst B基因的表达研究

[目的]研究Cst B基因在大白猪、野猪及野家杂交猪背肌组织中表达情况。[方法]采用RT-PCR技术对试验猪只进行检测,探索Cst B基因在大白猪、野猪及野家杂交猪背肌组织中表达情况。[结果]背肌中Cst B基因的表达在90日龄的野家杂种猪表达量最高,其他个体相对较均衡。[结论]从蛋白酶水解的角度来说,90日龄的野家杂种猪利用背肌制作的火腿品质高于大白猪。     

民猪FoxN1基因的克隆及生物信息学分析

试验旨在对民猪FoxN1基因的结构和功能进行初步探索。利用常规PCR技术对民猪FoxN1基因进行克隆,利用生物信息学手段对所获得FoxN1基因完整编码区序列进行分析,对民猪和大白猪的FoxN1基因序列进行比对,并构建分子进化树。结果显示,民猪FoxN1基因完整编码区长1 941 bp,编码646个氨基酸,分子质量为68.64 ku,理论等电点为5.81。FoxN1蛋白位于细胞核内,不存在信号肽,不是分泌性蛋白,不存在跨膜区,在第269-347氨基酸处有1个叉头结构域,该蛋白在不同的物种间有高度的保守性。克隆发现了3种转录剪切变异体,与变异体1相比,变异体2在第124-387核苷酸位置处发生缺失,变异体3在581-582处发生GCA插入。民猪与大白猪的FoxN1基因序列相比,存在4个突变位点,其中3个是同义突变,1个是错义突变,导致第108位的氨基酸发生了改变。由分子进化树得知,民猪与偶蹄目动物亲缘关系较近。上述结果表明FoxN1基因结构复杂,对其生物信息特性的探究将为进一步揭示民猪FoxN1基因的功能提供依据。     

Cst B基因在90日龄大白猪不同组织中的表达研究

采用RT-PCR技术,对90日龄大白猪心肌、肝脏、胃、肾脏、肺、大肠、小肠、背肌和腿肌组织中表达情况进行研究,得到Cst B基因在肾脏、肺、大肠和小肠中有较高的表达,而在心肌、背肌和腿肌等肌肉组织中表达量相对较低。     

民猪和大白猪背最长肌差异表达基因的筛选与注释

为了筛选民猪和大白猪背最长肌中的差异表达基因,本研究采用高通量测序技术,构建了民猪(脂肪型)和大白猪(瘦肉型)背最长肌组织的数字基因表达谱,对差异表达的数字基因进行了筛选与注释,并进行了GO和通路的功能显著性富集分析.结果表明,民猪和大白猪分别获得5 000 000多条可用的标签数据(Clean tag),其中拷贝数大于100的标签所占比例最高,分别为88.62％和84.62％;完全比对到正义链上,且1个标签仅比对到1个基因的分别为2 351 788和2 388 175条.以大白猪为对照组,民猪与之相比,差异倍数在2倍以上的共有1 098个基因,其中44个上调表达,1 054个下调表达,有11个基因只在民猪中表达,256个基因只在大白猪中表达,差异表达基因中包括多个与肌内脂肪含量、脂类代谢、肉色、嫩度和肌肉生长发育相关的基因或转录子.民猪和大白猪分别预测到了23 853个和34 731个定位在猪基因组不同位置的新转录本,其中包含存在1个碱基错配的标签.民猪和大白猪之间的差异基因在细胞所处位置方面显著富集的条目有细胞质、膜旁细胞器、色素粒、水解性液泡、部分细胞内等共计18个;在基因分子功能方面显著富集的条目有蛋白结合和氧化还原酶活性2个;在参与的生物过程方面显著富集的条目有对压力的应答、对活性氧的应答和羧酸代谢过程等14个.显著富集的通路共计11个,按照P值从小到大的顺序,溶酶体、PPAR信号通路和胆汁酸合成通路为差异最显著的3个通路.本研究结果可为今后挖掘新基因和研究影响猪肉品质的遗传因素等提供理论依据.     

低温胁迫下民猪骨骼肌的转录调控分析

为了揭示民猪优良种质特性的遗传机理,解析其低温适应机制。本试验将6头6月龄体重相近的雌性民猪随机分成2组,每组3头个体。对照组个体置于温度控制在（18±2）℃的猪舍内,试验组个体置于室外的半敞篷舍内饲养,环境温度从第1天的5℃/-5℃降到最后1天的-15℃/-24℃,共处理了58 d。两组个体均保证自由采食和饮水,试验结束后,屠宰全部个体,取背最长肌进行RNA-seq。筛选民猪骨骼肌受低温诱导的基因和lncRNA,并对它们进行功能注释以及两者间调控关系的分析。RNA测序分析显示,民猪在经历58 d的低温胁迫后,骨骼肌内86个基因发生了显著上调,16个基因发生了显著下调;112个lncRNAs发生了显著上调,74个lncRNAs发生了显著下调。在发生显著上调的基因中,有4个与神经系统相关的基因NTSR2、ARC、FOSL1和RCAN1发生了显著上调,7个与基质转运相关的基因SLC2A4、SLC2A5、SLC4A10、SLC19A2、SLC20A1、SLC28A1和SLC38A2,6个与炎症和免疫相关的基因AREG、CISH、OTUD1、TRIB1、GPA33和ITPKC均发生了显著上调。而与昼夜节律相关的ARNTL基因和抑制细胞增殖的RASL11A基因等发生了显著下调。低温胁迫下,差异表达基因显著富集到细胞凋亡、直肠癌和癌症的转录误调节通路,说明细胞的增殖和凋亡受到影响。显著变化的lncRNA主要以反式调控作用于靶基因,且与靶基因间的互作关系复杂,它们调控的靶基因富集到单纯疱疹病毒1感染通路、MAPK信号通路和范可尼贫血通路。此外,再无其他通路受到影响。低温胁迫影响了民猪的神经和免疫系统,使细胞内的物质转运发生了变化,细胞的生长、分化也受到了影响,但由于基因发生变化的倍数较小（1～2倍为主）,且受影响的通路较少（仅3条）,因此推测低温胁迫并未对民猪的骨骼肌造成严重损伤。     

维生素A诱导猪成纤维细胞内视黄酸受体α基因的表达变化研究

采用半定量RT-PCR技术检测分析了在体外培养的猪成纤维细胞内分别添加终浓度为0.5、5、10、30g/μL的维生素A后,分别作用12h、24h和48h后,视黄酸受体α基因(RAR α)的表达变化情况.结果表明,RARα基因的表达在12 h时最高(P<0.05).而后开始下降,到48 h时与阴性对照组的表达水平一致.