角蛋白关联蛋白基因与羊毛性状关系的研究进展

综述了与羊毛性状有关的角蛋白关联蛋白基因的定位、生物学功能及其与羊毛性状之间的关系,旨在为绒毛用羊品种改良和分子标记辅助选择育种提供理论基础。     

绵羊KAP6.1基因的遗传多态性分析

KAP6.1基因属于角蛋白家族,羊毛纤维的复杂结构主要由角蛋白组成,这些蛋白对于羊毛纤维的机械性能和主要构造起主要作用。本研究以693只中国美利奴羊(新疆军垦型)为实验材料,采用PCR技术、SSCP技术和克隆测序的方法分析KAP6.1基因的多态性。结果表明:KAP6.1基因存在C159T碱基突变和57 bp的插入/缺失,其中,C159T位点存在3种基因型,分别为AA,BB和AB型,基因型频率依次为0.3694,0.4574,0.1732,等位基因A频率为0.4560,等位基因B频率为0.5440。57 bp的插入/缺失位点存在2种基因型AA型(303 bp)和AB型(303 bp/246 bp),基因型型频率依次为0.9292和0.0707,等位基因A频率为0.9646,等位基因B频率为0.0354,实验证明KAP6.1基因能够作为优质细毛羊毛性状的候选基因进行研究。     

绵羊角蛋白关联蛋白8.2基因克隆与表达分析

本研究旨在克隆绵羊角蛋白关联蛋白8.2(keratin-associated protein,KAP8.2)基因mRNA并分析该基因在不同组织器官的表达分布。首先提取小尾寒羊与新吉细毛羊皮肤及不同组织总RNA,RT-PCR方法克隆KAP8.2基因并进行两个品种间的比较分析,实时荧光定量PCR方法分析两个品种间KAP8.2基因的表达谱差异。结果表明已成功克隆出绵羊KAP8.2基因mRNA,该片段长574 bp,其中ORF区192 bp,编码63个氨基酸,甘氨酸(Gly)和酪氨酸(Tyr)含量依次为23.8%和20.6%,属于典型的HGT-KAP家族。多态性分析显示新吉细毛羊与小尾寒羊KAP8.2基因间存在丰富的多态性,多态位点多位于CDS区两侧,其中小尾寒羊KAP8.2基因3'UTR区c192+19-39出现一个疑似fru-let-7j的作用靶位。不同组织表达谱分析显示该基因为多组织表达基因,但两个品种羊不同组织表达谱存在较大差异,表现为小尾寒羊在脾脏、肝脏和皮肤中高表达,而新吉细毛羊则在皮肤和心脏中高表达。本研究提示小尾寒羊与新吉细毛羊KAP8.2基因在基因多态性还是组织表达分布上存在显著差异,提示该基因与毛表型性状相关。     

6个家兔群体KAP6.1基因的遗传多样性分析

设计了2对特异性引物,经过序列拼接,获得了家兔KAP6.1基因的全长CDS序列,并采用PCR-SSCP方法对6个家兔群体KAP6.1基因的全长CDS序列进行分析.结果显示,KAP6.1-1座位发现了2个等位基因,3种基因型,且A755G突变处于该基因的增强子区域,而KAP6.1-2座位未发现突变位点;6个家兔群体均处于哈代-温伯格平衡,表现为中度或低度多态;福建黑兔与九嶷山兔、有色獭兔与白色獭兔、皖系长毛兔与苏系长毛兔的不同基因型分布差异不显著(P0.05),而其他家兔群体彼此间的不同基因型分布存在显著(P0.05)或极显著差异(P0.01).     

獭兔KAP和FGF5基因的多态性与经济性状的关系

分析獭兔KAP基因和FGF5基因的多态性与经济性状的关系,为獭兔下一步的性状改良提供理论基础.利用PCR-SSCP技术对KAP基因的4个位点进行遗传变异检测,通过SPSS软件下的GLM程序分析150只獭兔KAP基因2个多态位点及FGF5基因2个多态位点不同基因型的最小二乘均值(LSM)、最小二乘效应值(LSE)及其遗传方差;通过标记位点与胴体性状和毛皮性状的遗传相关预测了选择反应.结果表明:獭兔KAP3.2位点可作为胴体深和被毛密度的标记位点,KAP6-1位点可作为獭兔体质量,胴体质量和被毛长度性状的标记基因型的标记位点,FGF5-1位点可作为体质量、胴体质量、皮质量和被毛密度的标记位点.     

KAP6.3基因与西藏绒山羊生产性状关系的研究

研究采用PCR-SSCP及DNA测序技术,对西藏绒山羊KAP6.3基因编码区和3＇-UTR区进行多态性检测;利用SPSS13.0软件对发现的多态位点与体尺和产绒性能进行了相关性分析。结果发现,西藏绒山羊KAP6.3基因扩增区存在7个SNPs,分别为C134T、G148A、G170A、T210C、A217G、A229C和T284G。分别导致了Cys30Tyr、Ser51Pro、Tyr53Cys和Tyr57Ser共4处错义突变。数据统计结果表明,母羊在体高、十字部高等体尺性状方面显著优于公羊（P〈0.05）,而公羊在产绒性能如毛长和产绒量方面显著高于母羊（P〈0.05）。由此可见,KAP6.3基因可能是影响西藏绒山羊生产性能的主效基因或与之紧密连锁,可作为西藏绒山羊生产性状的辅助选择标记。     

天祝白牦牛KA P1.1 基因的克隆及生物信息学分析

以牦牛的角蛋白关联蛋白1.1（KAP1.1）基因为研究对象,根据GenBank收录的黄牛KAP1.1基因的mRNA序列（登录号:NM₀01105369.1）设计特异性引物,通过反转录PCR、PCR以及克隆方法首次获得牦牛的KAP1.1完整CDS区,将所得序列提交到NCBI,登录号为KJ095199,并对其进行生物信息学分析。结果表明,牦牛KAP1.1基因的CDS区全长为501bp,共编码166个氨基酸;编码的蛋白质属于亲水性蛋白质。二级结构含有α螺旋区、延伸链、β转角和无规卷曲4种。氨基酸序列与黄牛的同源性最高,具有High sulphur keratin-associated protein家族蛋白的完整结构域。     

慢病毒介导小鼠K26/KAP26.1基因过表达对相关基因的调控作用

【目的】利用慢病毒介导过表达技术,明确小鼠K26和KAP26.1基因过表达后对角蛋白关联蛋白基因KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1和对骨形态发生蛋白基因BMP-4、BMPR-IB的影响,探究小鼠绒毛细度变化的影响机制,达到人为调控(如慢病毒载体技术)使相关基因过表达,改善动物绒毛品质的目的,为哺乳动物绒毛细度调控的研究奠定理论基础,【方法】试验在辽宁省生物技术与分子药物研发重点实验室完成,小白鼠采自大连医科大学实验动物中心,选取出生后5周龄昆明种雄鼠。在Genebank查找到小鼠基因K26(Gene ID:NM_001033397)及KAP26.1(Gene ID:NM_027105.2)序列,根据目的基因序列设计引物,将质粒转入生长状态良好的293T细胞,构建小鼠K26和KAP26.1基因慢病毒过表达载体,将含有目的基因K26及KAP26.1的慢病毒表达载体分别转染小鼠皮肤成纤维细胞,用荧光显微镜观察其转染情况,确定慢病毒表达载体转染成功后,从病毒感染后的细胞中抽提总RNA,将RNA反转录成c DNA后放入Eppendorf Realplex荧光定量PCR仪,检测K26和KAP26.1基因过表达对KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB基因表达的影响。【结果】经RT-PCR检测,证明小鼠慢病毒载体p Lenti6.3-K26-IRES-EGFP和p Lenti6.3-K26.1-IRES-EGFP构建成功。经荧光场对比,发现目的慢病毒载体转染293T细胞72h时转染率最高。经PCR检测,证实包装好的目的慢病毒K26及KAP26.1转染小鼠成纤维细胞72 h后转染成功。经RT-PCR检测与SPSS Statistics 19软件分析目的基因表达量与阳性对照组(空载体质粒组,BLACK)、阴性对照组(小鼠表皮成纤维细胞,NC)表达量之间的显著性差异,发现K26基因过表达会导致KAP26.1基因上调,反之亦然,说明K26和KAP26.1基因之间存在一定的协同作用;K26和KAP26.1基因过表达后,均能导致KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1基因下调;K26基因过表达能使BMP-4基因表现为上调,而BMPR-IB基因表现为下调;KAP26.1基因过表达时,BMP-4和BMPR-IB基因均表现为上调。【结论】K26与KAP26.1基因在毛囊的内根鞘中起到协同作用,K26和KAP26.1基因的高表达会抑制KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1基因的表达,影响m TOR下游蛋白合成信号,进而起到调节绒毛粗细的作用;K26和KAP26.1基因过表达均能使BMP-4基因表现为上调,BMP-4是BMP信号通路的激活剂,能够激活BMP信号通路向下游转导,进而影响到毛囊的发育周期;K26基因过表达下调BMPR-IB基因的表达,而KAP26.1基因过表达上调BMPR-IB基因的表达,BMPR-IB基因是BMP信号的Ⅰ型受体,当BMPR-IB受体减少时,会抑制BMP信号向下游转导,从而使绒毛生长周期重新开始;当BMPR-IB受体增加时,会促进下游信号分子转录,进而影响毛囊发育周期。说明K26和KAP26.1基因过表达均能激活BMP信号通路,并由BMP和m TOR信号调节KAP6.2、KAP7.1、KAP8.2、KAP11.1、BMP-4和BMPR-IB基因的表达,但K26与KAP26.1基因对BMPR-IB基因的相反调节作用有待深入研究。