犏牛和牦牛ESCO2基因的序列特征及其在睾丸中的表达对比分析

旨在克隆犏牛和牦牛姐妹染色单体内聚建立蛋白2（establishment of sister chromatid cohesion N-acetyltransferase 2,ESCO2）基因,并分析其在不同发育阶段睾丸中的表达与定位,为进一步解析ESCO2在减数分裂过程中的作用机制提供理论依据。本研究以健康雄性犏牛及牦牛为试验动物,根据年龄分为胎牛组（5~6月龄）、幼年组（1~2岁）和成年组（3~4岁）,每组各3头。通过RT-PCR技术克隆犏牛和牦牛ESCO2基因并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR （quantitative real-time PCR,qRT-PCR）检测ESCO2基因在犏牛不同组织中的表达谱,比较分析ESCO2在犏牛和牦牛不同时期睾丸中的表达规律,利用免疫组织化学（immunohistochemistry,IHC）技术检测ESCO2蛋白的细胞定位和表达差异。结果显示,犏牛ESCO2基因（GenBank登录号：MW198470） CDS区为1 833 bp,编码610个氨基酸,与牦牛相比,犏牛ESCO2序列第301~319位多19个氨基酸,另有3个氨基酸突变;犏牛ESCO2蛋白序列与黄牛的同源性高于其他哺乳动物;ESCO2可能与SMC3、SMC1A、PDS5A、PDS5B、STAG2等蛋白相互作用,互作蛋白功能与姐妹染色单体凝聚、减数分裂细胞周期、DNA修复、细胞分裂和染色体重构等生物学过程相关。ESCO2在犏牛各组织中均有表达,但在睾丸中的相对表达水平显著高于其它组织（P<0.05）;在犏牛睾丸中的表达随年龄增长呈上升趋势,幼年和成年时期犏牛睾丸中ESCO2的表达显著低于同时期牦牛（P<0.05）;IHC染色结果发现,雄性犏牛减数分裂阻滞于初级精母细胞,ESCO2蛋白在犏牛初级精母细胞中无表达并与牦牛存在差异。本研究结果表明,犏牛与牦牛的ESCO2基因、蛋白序列差异较大,且在睾丸发育过程中的表达模式差异显著,这可能是引起雄性犏牛减数分裂阻滞及不育的原因之一,其具体作用机制有待进一步研究。     

PEG干旱胁迫对3种葱属植物种子萌发期渗透调节物质及酶活性的影响

为探明东北地区常见野生葱属植物耐旱能力,筛选野生葱属植物耐旱种质资源,本研究以野韭（Allium ramosum L.）、山韭（Allium senescens L.）和蒙古韭（Allium mongolicum Regel）3种葱属植物为材料,采用不同浓度的PEG-6000模拟干旱胁迫,分析其种子萌发期渗透调节物质及酶活性的影响,并结合主成分分析和隶属函数分析比较抗旱性。结果表明：干旱胁迫下,3种葱属植物种子萌发期相对电导率显著升高（P<0.05）,丙二醛、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白含量及超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、多酚氧化酶活性均呈现先上升后下降的趋势。3种植物相比,山韭相对电导率最低,渗透调节物质积累量最高,酶活性变化明显。主成分分析表明,4种酶活性之间显示出强相关性。隶属函数分析得出3种植物种子的抗旱性由高到低依次为：山韭 > 野韭 > 蒙古韭。     

目录

为了表达牛环形泰勒虫（Theileria annulata）截短HSP70基因编码蛋白并研究该蛋白的结构与功能特性,本研究扩增牛环形泰勒虫HSP70目的基因并构建重组质粒pMD18-T-HSP70,选取其他种的同源HSP70蛋白序列构建系统进化树;利用生物信息学方法分析HSP70基因编码蛋白的氨基酸组成、基本理化性质、亲疏水性、跨膜区结构、信号肽、可能的磷酸化位点、亚细胞定位及蛋白的二级结构和三级结构;对重组蛋白HSP70进行蛋白互作网络分析;构建原核表达载体pET28a-HSP70,筛选诱导表达条件,镍柱纯化重组蛋白及检测反应原性。结果显示,牛环形泰勒虫HSP70蛋白序列与小泰勒虫的序列同源性较高,蛋白分子质量为42 ku,理论等电点（pI）为5.61,属于酸性亲水性蛋白,无跨膜区及信号肽;蛋白功能预测结果显示,HSP70包含32个可能的磷酸化位点,亚细胞定位分析显示该蛋白主要分布于细胞质。蛋白质二级结构中α-螺旋、β-转角、无规则卷曲、延伸链分别占39.18%、8.51%、30.41%和21.91%。蛋白互作网络构建结果显示,与HSP70相互作用的蛋白主要为HSP90家族成员,另外还有伴侣蛋白GrpE同系物,预示着HSP70可能在细胞内与HSP90形成复合体发挥作用。本试验成功构建原核表达载体,获得了大小约为48 ku的融合蛋白,以0.6 mmol/L IPTG于37 ℃诱导5 h,蛋白表达较好;点状印迹及Western blotting结果表明,表达产物可被自然感染的牛环形泰勒虫阳性血清识别,具有良好的反应原性。本试验结果为进一步探讨牛环形泰勒虫HSP70功能机制提供了理论依据。     

新疆规模化奶牛场牛群结构调查与问题分析

为加快奶牛养殖由数量型向质量效益型转变,促进奶业提质增效高质量发展,助力新疆“十四五”规划开好局、起好步,笔者所在团队对新疆8 个地州、35 个县、85 家规模化奶牛场进行了实地查看走访、数据采集,重点对牛群结构及生产技术参数进行分析。结果发现,大部分奶牛场的牛群结构都存在一些较为突出的共性问题,影响了奶牛场的经营效益与长期发展。本文对问题进行了汇总,并提出了有效的改进措施,旨在引起奶牛场经营者的重视,同时也为日后有针对性地开展技术服务提供参考。     

发酵豆粕在犊牛饲料中的应用进展

豆粕是一种优质的植物性蛋白来源,含有丰富的氨基酸,但也含有胰蛋白酶抑制因子、抗原蛋白以及大豆凝集素等抗营养因子,容易引起犊牛消化功能紊乱,造成营养性腹泻,限制了其在犊牛上的使用量。微生物发酵可以改善豆粕的营养价值,使抗营养因子得到充分的降解,生成的小肽和有机酸有利于犊牛消化吸收和肠道健康,进而提高犊牛断奶日增重和免疫能力,降低犊牛的腹泻率和断奶应激。本文综述了豆粕经过发酵后带来营养价值的变化,并就发酵豆粕在犊牛上的应用进行概述,为其今后在犊牛中的应用提供参考。     

绵羊BMP15基因B2突变可视化检测技术的建立

骨形态发生蛋白15（bone morphogenetic protein 15,BMP15）基因突变对绵羊排卵率、产仔数以及繁殖力有很大影响,本研究旨在建立快速可视化检测BMP15基因B2突变的技术。将改良的扩增阻滞突变系统（amplification refractory mutation system,ARMS）与核酸染料SYBR Green Ⅰ结合,针对BMP15基因B2突变设计ARMS特异性引物,使引物下游3'端的最后一个碱基为A,并在下游引物3'端的第3位碱基处设计额外的错配,以提高引物的特异性;经ARMS PCR扩增后,向产物中加入SYBR Green Ⅰ,通过肉眼观察PCR管内的颜色变化来检测BMP15基因的B2突变。经测序发现所采集的样本均为野生型,因此,利用重叠延伸PCR构建BMP15基因B2突变型模板,测序结果显示BMP15基因B2突变型模板构建成功。ARMS PCR结果显示,ARMS特异性引物能够只扩增突变型模板,而不会扩增野生型模板,且扩增效果良好。ARMS PCR扩增后加入SYBR Green Ⅰ发现已知野生型模板与阴性对照一致,呈SYBR Green Ⅰ原始颜色橙黄色,而已知突变型模板呈亮绿色,且色差明显,肉眼可辨。用建立的可视化检测BMP15基因B2突变的技术检测50个小尾寒羊基因组DNA （随机向其中20个样本中加入构建的BMP15基因B2突变型模板）,将可视化检测的突变型样本编号与混合样本时记录的编号对比,结果表明该技术能够准确检测绵羊BMP15基因的B2突变,且准确率高达100%。将构建的BMP15基因B2突变型的模板进行梯度稀释,对本试验可视化检测体系的灵敏度进行检测,发现ARMS可视化检测技术的灵敏度达到0.006 ng/μL。因此,本研究建立的技术能够可视化地检测绵羊BMP15基因B2突变,且准确率高,有望为高繁殖力绵羊的选育提供技术支持。     

绵羊(ATAG)n四碱基微卫星位点的筛选及其在亲子鉴定中的应用

本试验旨在筛选绵羊高度多态性四碱基微卫星遗传标记,建立适用于绵羊亲子关系鉴定的实验体系。试验以小尾寒羊为主要研究对象,从已有的绵羊参考基因组序列出发,基于全基因组序列筛选法共筛选出53个（ATAG）_n四碱基重复微卫星位点,然后通过基因分型数据共筛选出30个扩增效果好、多态信息含量（PIC）丰富的四碱基重复微卫星位点;30个位点的基因分型结果表明,共扩增出253个等位基因,平均等位基因数为8.433,等位基因数均>5,多态信息含量在0.566~0.898,观测杂合度（Ho）范围在0.548~0.903,期望杂合度（He）范围在0.631~0.921,平均期望杂合度为0.776;哈代-温伯格平衡检验30个位点均处于遗传平衡状态。随后根据PCR的扩增效率从获得的30个多态性位点中筛选出22个微卫星位点用于亲权排除概率的计算,根据多态信息含量的大小由高到低依次增加位点数进行组合。结果表明,在两个亲本的基因型均未知的情况下,标记位点数为15个时,累积排除概率可达到99.99%,其中单个位点的第一非亲排除率（non-exclusion probability of the first parent,NE-1P）介于0.321~0.663之间。利用建立的亲子鉴定体系对16只具有系谱记录的小尾寒羊样本进行检测,结果共鉴定出4个具有高置信度的绵羊家系,鉴定结果与系谱记录完全一致。本试验为绵羊分子系谱的构建、亲子鉴定以及保障绵羊育种工作的正常开展奠定重要基础。     

MSTN基因编辑牛肌肉转录组测序及生物信息学分析

为探究肌生长抑制素（myostatin,MSTN）基因对牛肌肉发育的具体调控机制,本研究选取同一牛场健康鲁西黄牛10头,其中通过转基因技术得到的基因编辑牛MSTN^-/-和同种非转基因野生型牛各5头。分别采集两组牛腿臀肌肉样品,利用IIlumina HiSeq高通量测序技术进行转录组测序分析,通过生物信息学方法比较两组样本间的差异表达基因,并进行GO和KEGG富集分析,最后利用实时荧光定量PCR验证转录组测序数据。结果显示,基因编辑型牛和野生型牛之间共检测到18 071个基因。在log₂|FoldChange|≥ 1.48条件下,筛选出406个差异表达基因,其中347个显著上调,59个显著下调。GO功能富集分析显示,MSTN基因编辑后显著影响915个功能类别（P<0.05）,差异基因主要参与结合、生物系统调节、免疫系统等相关功能。KEGG通路富集分析结果共涉及211个通路,差异基因主要富集在细胞黏附分子、趋化因子信号通路、细胞因子互作等信号通路上,进一步从中筛选出可能参与细胞生长、肌肉发育的差异基因（CD14、KIT、CSF1R、FBP1、DUSP4、ULBP21、PRKCB、SPN、CHAD、SRC）。实时荧光定量PCR检测结果显示,所选差异基因表达水平与转录组表达水平一致,证明测序结果的可靠性。本研究结果表明,MSTN基因发挥作用后可以介导多个下游基因表达,从而影响相关信号通路及生物学过程;同时,所筛选出的差异表达基因可作为进一步研究骨骼肌调控机制的候选靶标。     

MSTN基因对牛肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响

为探究肌肉生长抑制素（myostatin,MSTN）对牛骨骼肌生长发育的作用机制,本研究前期利用定量蛋白质组学与磷酸化蛋白质组学分析野生型蒙古牛（MG.WT）和MSTN^+/-蒙古牛（MG.MSTN^+/-）腿臀肌肌肉组织中蛋白质水平和磷酸化修饰水平的差异变化,使用已建立的牛骨骼肌卫星细胞体外诱导成肌分化模型,检测设计合成的MSTN siRNA （si-MSTN）干扰效果;采用实时荧光定量PCR和Western blotting方法检测转染si-MSTN的增殖期（GM）和分化第3天（DM3）牛骨骼肌卫星细胞中肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的mRNA和蛋白水平的表达变化,研究敲低MSTN表达对肌动蛋白细胞骨架调节通路的影响。结果显示,在MSTN^+/-蒙古牛肌肉组织中共鉴定到16个肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因表达丰度上调;转染si-MSTN细胞中的MSTN表达水平极显著降低（P<0.01）;在转染si-MSTN的GM期牛骨骼肌卫星细胞中,肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因ENAH、ACTN4和Cdc42的mRNA水平均显著升高（P<0.05）,PFN1、RhoA和ACTN4的蛋白水平均显著或极显著升高（P<0.05;P<0.01）;在转染si-MSTN的DM3牛骨骼肌卫星细胞中,ENAH、CFL1、SCIN和Cdc42基因mRNA水平均显著升高（P<0.05）,RhoA基因mRNA水平极显著升高（P<0.01）,PFN1和ACTN4的蛋白水平均显著升高（P<0.05）。结果表明,干扰MSTN可以促进肌动蛋白细胞骨架调节通路相关基因的表达,探明了MSTN可能通过介导肌动蛋白细胞骨架调节通路影响牛骨骼肌卫星细胞增殖和成肌分化的分子机制,为进一步研究MSTN对牛成肌分化的调控机制提供参考。     

湖南长沙记录到绿背姬鹟

2019年10月3日,在湖南省长沙市烈士公园(112°59′55.74″E,28°12′48.08″N)内一池塘周边的阔叶林中观察并拍摄到一种鹟科鸟类。经查阅文献,对比该鸟的形态特征后,鉴定为绿背姬鹟(Ficedula elisae),为湖南省新纪录鸟种。