广西巴马小型猪CTGF基因真核表达载体构建 及其相关生物信息学分析

[目的]构建广西巴马小型猪结缔组织生长因子(CTGF)基因真核表达载体并鉴定其活性,为深入研究CT-GF在癌症发生中的作用及其分子机制提供参考,也为构建CTGF转基因广西巴马小型猪及研发基于CTGF的癌症基因治疗策略提供理论依据.[方法]利用RT-PCR从广西巴马小型猪肝脏组织中克隆CTGF基因,并将CTGF基因亚克隆到pDsRed-N1载体上,然后通过脂质体转染小鼠Hep3B细胞,转染48 h后于荧光显微镜下观察细胞是否表达红色荧光蛋白,同时利用在线生物信息学软件对其理化性质进行分析.[结果]成功克隆获得广西巴马小型猪CTGF基因编码区(CDS)序列,序列全长1050 bp,共编码349个氨基酸,与NCBI上已公布普通猪参考序列的同源性为99.5%,有5处碱基突变,且均为同义突变.将广西巴马小型猪CTGF基因亚克隆到pDsRed-N1载体上成功构建了阅读框架正确的广西巴马小型猪CTGF基因真核表达载体,转染小鼠Hep3B细胞48 h后有红色荧光蛋白表达.广西巴马小型猪CTGF蛋白具有较强的亲水性,其二级结构中α-螺旋、β-折叠、延伸链和无规则卷曲各占13.18%、5.73%、17.48%和63.61%.[结论]广西巴马小型猪CTGF基因在进化过程中的保守性非常稳定,通过构建的真核表达载体能转染小鼠Hep3B细胞并成功表达,可用于生产转基因广西巴马小型猪及研发与CTGF基因有关的疾病模型.     

利用中芯一号SNP芯片检测隆林猪全基因组拷贝数变异

【目的】检测隆林猪的全基因组拷贝数变异。【方法】采集33头隆林猪的耳组织样本,通过酚-氯仿法提取DNA后,使用猪中芯一号50K SNP芯片进行基因分型,得到的原始数据通过Genomestudio软件和Linux系统进行处理,使用CNVPartition和PennCNV软件分别检测拷贝数变异(copy number variation, CNV),并利用Bedtools软件将CNV合并为拷贝数变异区域(copy number variation region, CNVR),使用Biomart对CNVR进行基因定位,利用David网站对定位到的基因进行GO和KEGG富集分析,使用猪QTL数据库对共同CNVR进行QTL注释。【结果】CNVPartition软件共检测到260个CNVs,合并为47个CNVRs,其中缺失型40个、获得型5个、混合型2个,共定位到84个基因,显著富集到13条信号通路;PennCNV软件共检测到96个CNVs,合并为15个CNVRs,其中缺失型9个、获得型1个、混合型5个,共定位到8个基因,显著富集到8条信号通路;2个软件检测结果定位到的基因主要富集在嗅觉相关通路和...     

几个中国地方猪群体遗传结构和产仔数性状选择信号分析

旨在对几个中国地方猪品种进行群体遗传结构分析,并筛选与中国地方猪产仔数相关的基因组选择信号及候选基因.本研究下载了6个中国地方品种猪共计102头个体的Illumina PorcineSNP60芯片数据,构建了包括19头迪庆藏猪、16头明光小耳猪、16头五指山猪在内的低产仔数组和包括11头姜曲海猪、20头蓝塘猪、20头梅...     

基于16S rRNA测序揭示杜洛克猪早期体重与肠道微生物的关系

本研究旨在探讨肠道微生物与杜洛克猪早期体重的关系。从91头80日龄杜洛克公猪中根据个体体重排序选择体重较轻(lighter body weight,LBW)的9头猪和体重较重(heavier body weight,HBW)的9头猪。通过对16S rRNA基因V3-V4区测序,分析了HBW和LBW组猪粪便中微生物多样性、组成和预测功能。结果显示,HBW和LBW组之间微生物的Alpha多样性无显著差异(P>0.05)。杜洛克仔猪肠道微生物的核心菌门为厚壁菌门(HBW和LBW组分别为65.62%和66.57%)和拟杆菌门(HBW和LBW组分别为30.87%和29.80%),核心菌属为普雷沃菌属(HBW和LBW组分别为23.82%和20.84%)、乳杆菌属(HBW和LBW组分别为9.11%和16.55%)、未分类的瘤胃菌科(HBW和LBW组分别为10.32%和9.98%)和未分类的毛螺菌科(HBW和LBW组分别为6.33%和4.53%)。PCoA分析显示,肠道微生物在杜洛克仔猪个体之间差异较小,但两组间在微生物组成上存在一些显著差异的菌属。在属水平上,HBW组猪中北里孢菌属、g_norank_o_Tremblayales、未命名的丹毒丝菌属、未分类的普雷沃氏菌科和粪芽孢菌属的丰度显著高于LBW组(P<0.05),棒状杆菌属在LBW组中的丰度显著高于HBW组(P<0.05)。此外,KEGG通路差异分析发现,倍半萜类化合物生物合成、胰岛素信号通路、抗坏血酸和醛酸代谢及安沙霉素类合成的途径显著富集于HBW组(P<0.05),分泌系统途径显著富集于LBW组(P<0.05)。本研究结果有助于理解猪早期肠道微生物与宿主间的相互作用和猪的健康养殖。     

猪不同生长阶段肠道微生物组的变化及其影响因素

肠道是机体重要的消化与免疫器官,维持肠道健康对猪的生长发育和疾病预防具有十分重要的意义。高通量测序技术的发展极大地促进了人们对肠道微生物功能的认知,猪肠道微生物组的研究正逐步成为热点。目前,尽管对某一生长阶段猪的肠道微生物组已有较为深入的理解,但仍缺乏有关商品猪整个生命周期范围内肠道微生物组动态变化的全面纵向研究。而从出生到出栏,猪在整个生长周期内的肠道微生物组并不是一成不变的,是一个动态的发育过程。作者综述了猪哺乳期、断奶期、育肥期和妊娠期等从出生到育肥过程中不同阶段肠道微生物组的纵向变化及其主要影响因素：一方面,肠道微生物群落结构的显著变化主要发生在断奶期;另一方面,虽然肠道微生物组成随着时间始终在不断变化,但仍有一部分优势菌是一直存在的,这部分优势菌被称为核心菌群,而只在特定时期才出现的菌只是胃肠道中的"过客",也最易受外界因素影响。肠道微生物组与多种因素相关,如年龄、饮食、环境、抗生素使用等,其中饮食对塑造肠道微生物起到至关重要的作用。本文可为理解猪在不同生长发育阶段肠道微生物的动态变化规律及改善猪生长性能和健康水平的微生物技术手段提供理论参考。     

广西巴马小型猪BMP2基因克隆、生物信息学及组织表达分析

本研究旨在对广西巴马小型猪骨形态发生蛋白2（bone morphogenetic proteins 2,BMP2）基因进行克隆及其结构和功能的预测,并检测其在广西巴马小型猪和长白猪中的表达差异。以广西巴马小型猪基因组DNA为模板,通过测序鉴定BMP2基因外显子区的单核苷酸多态性（SNPs）,利用多种生物信息学软件对广西巴马小型猪BMP2基因启动子区、编码区（CDS）、3'UTR区进行了分析,预测分析广西巴马小型猪BMP2基因编码蛋白的基本理化性质、磷酸化位点、O-糖基化位点、跨膜区域、亲疏水性、蛋白质修饰结构、二级结构和三级结构等,并对miRNA结合位点及其相关通路进行分析,绘制了广西巴马小型猪和长白猪的组织表达谱。结果显示,试验成功克隆了广西巴马小型猪BMP2基因CDS区,总共1 188 bp,编码395个氨基酸;与猪参考基因组相比,广西巴马小型猪BMP2基因在G1663A、G1897C发生了同义突变,在C1896T（Pro→Leu）、T1971C（Gly→Ser）、G2000A（Leu→Ser）发生了3处错义突变;在3'UTR区域存在miR-142-5p、miR-129-5p等共13个miRNA结合区域;相似性比对结果显示,广西巴马小型猪与野猪、黄牛、水牛、山羊、绵羊、马、澳洲野犬、家犬、猕猴对应区段的相似性依次为99.92%、91.75%、91.84%、91.92%、91.92%、90.50%、89.43%、90.91%和90.91%;系统进化树结果表明,广西巴马小型猪与野猪的亲缘关系最近,与黄牛的亲缘关系相对较近,与猕猴亲缘关系较远;BMP2蛋白分子质量为44.55 ku,理论等电点为8.37,预测其有12个O-糖基化位点,42个磷酸化位点;预测分析发现该蛋白为亲水性蛋白,且是膜外蛋白。组织表达谱发现,广西巴马小型猪生长板软骨中BMP2基因表达量显著低于长白猪（P<0.05）。该研究为进一步探索广西巴马小型猪中BMP2基因的功能提供了理论基础,也为广西巴马小型猪品种资源的利用提供了重要参考。     

巴马香猪VRTN基因克隆、表达及其多态性与繁殖性状的关联分析

旨在研究VRTN（vertebrae development homolog）基因在巴马香猪群体中的编码区序列特征、组织表达情况、脊椎数性状因果突变位点ins291的等位基因频率及其与乳头数和产仔数性状的关联。本研究采集3头0日龄巴马香猪组织,利用cDNA克隆技术获得VRTN基因编码区全长序列并进行生物信息学分析,利用荧光定量PCR技术检测VRTN在心、肝、脾、肺、肾、背最长肌和皮下脂肪组织中的表达情况;采集279头经产巴马香猪母猪血液,检测ins291位点在该群体中的频率分布,并与乳头数、产仔数性状进行关联分析。结果表明,巴马香猪VRTN基因编码区全长2 097 bp,其编码的氨基酸序列在不同物种间存在大量保守区域;VRTN基因编码698个氨基酸,预测为亲水性蛋白质,存在1个螺旋转角螺旋域超家族结构功能区、2个低复杂度区域和2个内部重复结构,并与核受体辅抑制子1（NR6A1）、果蝇同源框基因Prospero的脊椎动物同源蛋白2（PROX2）和富亮氨酸重复序列74亚基（LRRC74A）等蛋白具有相互作用;VRTN基因在0日龄巴马香猪各组织中均有表达,其中在背最长肌组织中表达量最高;巴马香猪保种群体中VRTN基因有利突变位点ins291的等位基因频率为21.15%,不同基因型个体之间平均产仔数、总乳头数、左侧乳头数、右侧乳头数和单侧最大乳头数性状均无显著差异（P>0.05）,但纯合突变型（ins/ins）个体的乳头数性状均高于其他基因型个体。结果提示,在巴马香猪产业化生产中可通过分子育种手段提高VRTN ins291有利等位基因频率,但不影响其产仔数性状。     

不同来源大白猪总产仔数近交衰退评估

旨在评估两个不同来源大白猪群体经过近8个世代的选育后总产仔数（total number of piglets born，TNB）近交衰退的程度。本研究对1 937头大白猪使用GeneSeek GGP Porcine HD芯片进行分型，其中1 039头来自加系大白猪和898头来自法系大白猪，且两品系均有表型记录和系谱记录，系谱共由3 086头大白猪组成。分别使用系谱、SNP和ROH进行个体近交系数估计，并将近交系数作为协变量利用动物模型对总产仔数进行近交衰退评估。为了精准定位导致总产仔数衰退的基因组片段，又进一步对每条染色体以及显著染色体分段计算近交系数并估计其效应，检测是否能引起总产仔数发生近交衰退现象。对于加系群体，F_ROH、F_GRM和F_PED估计的近交系数均值分别为0.124、0.042和0.013，其中F_ROH和F_PED相关最高，相关系数为0.358；对于法系群体，F_ROH、F_GRM和F_PED均值分别为0.123、0.052和0.007，其中F_ROH和F_GRM相关最高，相关系数为0.371。利用3种不同计算方法所得近交系数用于估计近交衰退时，加系群体的总产仔数均检测到显著的近交衰退，而且当F_ROH、F_GRM和F_PED每增加10%时，总产仔数分别减少0.571、0.341和0.823头；但法系群体仅有F_ROH估计的总产仔数检测到显著近交衰退，F_ROH每增加10%时，总产仔数减少0.690头。为了锁定相关的染色体和基因组区段，首先利用ROH估计每条染色体近交系数并进行近交衰退分析发现，加系群体中检测到第6、7、8和13号染色体产生了显著近的总产仔数交衰退，而法系群体未检测到与近交衰退相关的染色体。然后，又将与加系总产仔数近交衰退显著相关的4条染色体平均分为2、4、6、8个片段进行近交衰退检测，其中平均分成8段后的染色片段的长度范围为15.1~25.8 Mb。在第6、7和8号染色体分别检测到1、2和3个与总产仔数相关的近交衰退染色体片段。这些区域注释到了CUL7、MAPK14和PPARD基因与胎盘发育相关，AREG和EREG基因与卵母细胞成熟有关。本研究利用3种近交系数计算方法对两个不同来源的大白猪总产仔数进行近交衰退评估，在加系大白猪中3种估计方法都能检测到近交衰退的现象，而法系群体中只有F_ROH才能检测到。而且通过ROH方法进一步确定了能引起加系大白猪总产仔数衰退的4条染色体和6个特定的染色体区段，还注释到了与繁殖相关的候选基因。这为揭示近交衰退的遗传机制提供了新的研究手段，也为基因组选种选配提供了参考依据。     

高脂高糖饮食对小型猪肠道微生物的影响

高能饮食是肥胖发生的重要诱因之一,肠道微生物在其中发挥重要作用.为探究高脂高糖饮食过程中肠道微生物组成的动态变化并筛选与肥胖发展密切相关的肠道微生物,本研究以广西巴马小型猪为动物模型,随机分为普通饮食组(CN组)和高脂高糖饮食组(HFD组),进行为期30 d的饮食干预,分别在干预0、7、15和30 d时收集粪便样品,利...     

巴马香猪产活仔数性状全基因组关联分析

为寻找与巴马香猪产活仔数相关的分子标记,试验利用全基因组关联分析（GWAS）定位并筛选了影响产活仔数性状的候选基因,采集297头具有多胎产仔记录的巴马香猪耳组织样品,提取DNA并利用猪50K SNP芯片进行基因分型,分型结果经质控与基因型填充后,使用Tassel软件对巴马香猪产活仔数性状进行全基因组关联分析。结果显示,巴马香猪平均窝产活仔数在1~9胎内随着胎次增加逐渐升高;经质控过滤后共获得32 816个SNPs位点,利用全基因组关联分析共筛选到8个与巴马香猪产活仔数相关的SNPs位点,分别在基因组或染色体水平达到显著;对关联显著SNP位点上下游500 kb内的编码基因进行富集分析,并依据猪繁殖性状相关QTL区域及基因功能,最终筛选到4个基因（CAPZB、MSH3、CITED2和HSD17B7）作为影响巴马香猪产活仔数的候选基因。