肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类肌肉组织中的表达差异研究

为了阐明肉质性状相关基因在四种鲤科鱼类中的表达差异,以齐口裂腹鱼(雅鱼,Schizothorax prenanti)、草鱼(Ctenopharyngodon idellus)、鲤鱼(Cyprinus carpio)和鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)四种鲤科鱼类为研究对象,利用索式抽提法和物性测定仪测定四种鱼类背部与腹部肌内脂肪(IMF)含量和肌肉剪切力,并利用荧光定量PCR(q PCR)检测心脏型脂肪酸结合蛋白(H-FABP)、过氧化物酶体激活增殖受体γ(PPARγ)、过氧化物酶增殖剂受体γ亚型的辅激活因子1α(PGC-1α)、钙蛋白酶抑制蛋白(CAST)等肉质性状相关基因在四种鱼肌肉组织中的表达.结果显示,齐口裂腹鱼背部与腹部肌肉的IMF含量极显著高于其他鱼类(P<0.01),而肌肉剪切力均显著低于其他三种鱼类(P<0.05),PGC-1α在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最高,PPARγ和CAST在齐口裂腹鱼背部及腹部肌肉中表达水平最低.研究结果为阐明齐口裂腹鱼优良肉质形成的分子机制提供重要的参考数据.     

川金丝猴（Rhinopithecus r roxellance）毛发微量元素研究

用火焰原子吸收分光光度法分析了24只(10♂♂,14♀♀)野生金丝猴被毛中锌、钙、铜和铁的含量,雄性金丝猴的平均值分别为253.96,645.62,10.9,101.23(以上数值分别×10~(-6)),雌性的平均值为221.58,616.40,7.98,91.08(分别×10(-6))。雌雄毛发中锌含量有显著性差异,钙、铜、铁无显著差异。钙、铜、铁与锌的比值雌雄很接近,雄性毛发中Ca/Zn,Cu/Zn,Fe/Zn的比值分别为2.54,0.04,0.40,雌性的比值为2.78,0.04和0.41。金丝猴背部长毛与腹部绒毛中锌、钙、铜、铁的含量无显著差异。     

生长异质大西洋鲑转录组学分析

为探明大西洋鲑在养殖群体中存在生长异质的原因,本研究对大西洋鲑进行转录组学分析,包括生长慢速组(平均体重0.51 kg)和生长快速组(平均体重4.20 kg)各3尾鱼。结果显示,共有332 003个基因得到了注释,并筛选出948个差异表达基因,包括363个上调基因和585个下调基因。随后对差异表达基因进行GO功能富集和KEGG通路富集分析,结果表明,有543个差异表达基因被富集到61个GO条目,其中与单生物过程、细胞、结合分子功能等相关的基因较多。KEGG富集显示,共有229个差异表达基因被富集到114个代谢通路中,其中富集在钙信号通路、神经活性受体-配体交互作用信号通路、紧密连接信号通路的基因较多。通过转录组测序及功能富集分析发现,肌球蛋白、过氧化物酶体增殖物激活受体以及苏氨酸的高表达,钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II、谷氨酸受体基因的低表达引起相关代谢通路调控水平的改变可能是导致大西洋鲑生长异质性的重要因素。本研究为进一步了解生长异质大西洋鲑的生物学特性、基因分子机制、代谢途径和遗传繁育提供参考依据。     

藏绵羊KAP3.2基因的cDNA克隆、序列分析及组织表达的研究

为研究藏绵羊角蛋白相关蛋白(KAP3.2)基因结构与功能,揭示该基因的组织特异性表达规律.以藏绵羊为研究对象,分别提取藏绵羊心、肝、脾、肾及皮肤组织中总RNA,并以此为模板,通过RT-PCR技术对藏绵羊KAP3.2基因的c DNA进行克隆、序列分析;利用Real-time PCR技术进行组织表达研究.结果表明:藏绵羊KAP3.2基因编码区全长297bp,编码98个氨基酸;藏绵羊与普通绵羊、山羊、藏羚羊、草原鼠、家鼠、人的相应核苷酸同源性分别为99%、97%、96%、79%、75%、73%;藏绵羊KAP3.2基因在皮肤中高表达,而在其它组织中相对表达量较低,说明该基因的表达具有组织特异性.     

猪SOSC5和SOCS6基因克隆及组织表达研究

本文以长白猪(Landrace)大脑cDNA为模板,克隆得到长白猪细胞因子抑制因子SOCS-5基因和长白猪SOCS-6基因.序列分析结果显示:长白猪SOCS-5基因cDNA全长1688 bp,编码一个含有536个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列一致性分别为97％、97％、94％和95％;SOCS-6基因cDNA全长1645 bp,编码一个含有535个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、小鼠和大鼠的氨基酸序列同源性分别为:92％,97％,85％,82％.氨基酸结构分析显示,长白猪SOCS-5和SOCS-6基因都具有典型的中央SH2结构域和C末端有40个氨基酸的SOCS Box结构域;组织表达图谱分析结果显示:长白猪SOCS5基因在大脑、心脏、脾脏、肌肉组织大量表达,在下丘脑、肝脏、肾脏、小肠中也有表达;SOCS6基因在大脑、下丘脑、心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肌肉及小肠均大量表达.此外,本研究还将SOCS-5和SOCS-6基因编码区序列克隆转入真核表达载体pcDNA3.1(+)中,为下一步功能验证做准备.     

马铃薯块茎不同发育时期转录组分析

为解析与薯块发育相关的关键基因,以马铃薯匍匐茎、薯块起始期和膨大期的薯块为材料进行转录组分析.结果显示:匍匐茎与薯块膨大起始期、薯块膨大起始期与膨大期比较分别筛选出759个和773个差异表达基因.基因本体分析显示这些基因主要富集到细胞过程、代谢过程和催化活性等生物学过程,代谢通路富集分析显示差异基因主要富集到能量代谢与碳水化合物代谢等途径,这些基因可能在块茎发育过程中的淀粉合成等途径起到关键作用.对富集到上述途径的基因结合转录组鉴定到了14个在薯块起始期上调表达的基因,利用实时荧光定量PCR验证了其中7个差异表达基因,发现其表达模式与转录组结果基本一致.     

猪STAT4、STAT6基因克隆及组织表达研究

本研究以长白猪为材料,克隆了STAT4和STAT6基因的cDNA全长,其中STAT4基因cDNA全长2269 bp,编码748个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠等哺乳动物STAT4氨基酸序列一致性分别为97%、98%、96%、96%;STAT6基因cDNA全长2637 bp,编码847个氨基酸的前体蛋白,与人、牛、大鼠、小鼠等哺乳动物的氨基酸序列有很高的同源性,分别为93%、95%、88%和87%.采用RT-PCR方法,本研究对家猪STAT4和STAT6基因进行组织表达分析.结果显示:STAT4在所有组织中都有表达,STAT6在心、肝、脾、肺、肾、肌肉、小肠等组织中有表达.此外,本研究已将家猪STAT4和STAT6基因编码区序列克隆到真核表达栽体pcDNA3.1(+)中,并做了初步功能鉴定.     

非创伤性股骨头坏死与潜在关键基因表达谱的相关研究

目的:用生物信息学方法探讨与非创伤性股骨头坏死相关的潜在关键基因和信号通路.方法:GEO数据库中下载得到8例人股骨头样本产生的GSE74089表达谱数据进行生物信息学分析,Limma包筛选差异表达基因.用DAVID数据库、R包、STRING数据库及Cytoscape软件对差异表达基因进行基因功能、信号通路及蛋白-蛋白相互作用网络分析.结果:共筛选出1 315个差异表达基因,上调基因809个,下调基因506个.差异表达基因主要涉及细胞外基质、胞外空间、胶原蛋白三聚体、胶原纤维组织、松弛素信号通路及转化生长因子β信号通路等.PPI网络由391个节点和1 213个交互组成,网络分析列出蛋白互作网络的前20个中心节点蛋白,挖掘出4个潜在关键基因.结论:HACE1、FBXW7、GNG8和SAA1等差异基因可能与非创伤性股骨头坏死的发病机制密切相关.     

中华绒鳌蟹卵巢发育相关的新基因EJO3的克隆和特征分析

运用了抑制性差减杂交和cDNA芯片技术鉴定中华绒鳌蟹卵巢发育相关基因,并用5'和3'RACE的方法克隆了一个与Ⅱ期相比在卵巢发育的Ⅲ期高表达的新基因EJO3(GenBank登录号:AY185919).EJO3基因的开放阅读框(ORF)长1 368 bp,编码455个氨基酸.从氨基酸序列推算的EJO3的等电点和相对分子质量分别为5.79和50 000.生物信息学分析表明,EJO3可能是一个含有VWD结构域的分泌蛋白.EJO3在Ⅱ期和Ⅲ期卵巢的差异表达用Northern blot进行了进一步验证.组织表达谱分析表明EJO3在卵巢高表达,在肠、心脏、肌肉和肝胰腺中弱表达或不表达.本研究结果为进一步深入研究中华绒鳌蟹卵巢发育的分子机制奠定了重要的前期工作基础.     

猪Akt1、Akt2基因克隆与组织表达图谱分析

为了得到长白猪蛋白激酶Akt1和Akt2基因序列并分析其表达模式,本研究使用RT-PCR方法,首先克隆了蛋白激酶Akt1和Akt2的cDNA.序列分析显示:长白猪Akt1基因的cDNA全长1461bp,编码具480个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠同源性达到97%以上.长白猪Akt2基因cDNA全长为1505bp,编码具481个氨基酸残基的前体蛋白,其氨基酸序列与人,牛,大鼠,小鼠的同源性高达97%以上.SMART分析表明,猪Akt1和Akt2蛋白均包含了与PI-3K结合的PH结构域及2个具有丝氨酸/苏氨酸激酶催化活性的S_TKc结构域.RT-PCR检测结果显示:Akt1mRNA在垂体、心脏、肝脏、脾脏、肌肉组织中高表达,在大脑、小脑、肾脏表达丰度较低.Akt2则在小脑、垂体、心脏、肝脏、脾脏和肌肉组织中高表达,而在大脑和肾脏中表达丰度较低.     

牦牛UCP1基因生物学特性及组织表达分析

旨在克隆牦牛解偶联蛋白1(UCP1)基因序列,并对其进行生物信息学分析,进一步研究该基因在牦牛各组织的表达规律.以牦牛为实验对象,利用RT-PCR克隆得到牦牛UCP1基因全长序列,生物信息学分析牦牛CDS区,qPCR检测UCP1基因在牦牛不同组织中的表达模式.结果表明,UCP1基因全长为954 bp(GenBank No.MW345537),其中开放阅读框(Open reading frame, ORF)全长为942 bp,编码313个氨基酸.蛋白分子特性预测UCP1蛋白为不稳定疏水性蛋白,存在跨膜结构域以及多个磷酸化位点.二级结构和三级结构预测显示,UCP1蛋白由无规则卷曲、α螺旋和延伸链三者交替出现.牦牛UCP1基因的核苷酸和氨基酸序列与普通牛的相应序列相似度最高,同源性分别为97.63%和96.76%;与斑马鱼的核苷酸序列和氨基酸序列相似度最低,分别为62.58%和64.29%.组织表达分析发现UCP1在牦牛心、肝、脾、肺、肾、脂肪、背肌、半腱肌中均有表达,但在肾中的表达量最高,肾与其他组织之间差异显著(P0.05).不同品种牦牛UCP1基因的差异表达分析发现,其在麦洼牦牛背最长肌、肝中的表达量均显著高于金川牦牛(P0.05和P0.0001).这些结果为丰富牦牛UCP1基因的功能研究提供了参考依据.     

猪SOSC1、SOCS3和SOCS4基因克隆及组织表达研究

本文以长白猪(Landrace)大脑cDNA为模板,克隆得到长白猪细胞因子抑制因子SOCS-3基因,并首次克隆得到长白猪SOCS-1和SOCS-4基因.此外,还利用长白猪基因组DNA为模板克隆得到SOCS-3假基因(pseudo-SOCS-3).序列分析显示:长白猪SOCS-1基因cDNA编码220个氨基酸的前体蛋白,与人、小鼠、大鼠和牛的氨基酸序列一致性分别为94％、91％、91％和94％;SOCS-3基因cDNA全长690 bp,编码229个氨基酸的前体蛋白,与人、大鼠和小鼠的氨基酸序列一致性高达94％以上;SOCS-4基因cDNA全长1404 bp,整个编码区没有内含子插入,编码441个氨基酸的前体蛋白,与人、大鼠和小鼠的氨基酸序列一致性分别为97％,89％和86％.氨基酸结构分析显示,长白猪SOCS-1,SOCS-3和SOCS-4基因都具有典型的中央SH2结构域和C末端有40个氨基酸的SOCS Box结构域;SOCS-4有长约285个氨基酸的N末端,且没有特殊的结合基序,其长末端存在的生理意义有待进一步研究.采用RT-PCR方法,对长白猪SOCS-1,SOCS-3和SOCS-4基因进行组织表达分析.结果显示它们在所有组织中都有表达.     

ASI基因家族结构及表达分析

为研究编码α-淀粉酶/枯草杆菌蛋白酶抑制剂（α-amylase/subtilisin inhibitor, ASI）的基因结构特征及功能,本研究利用NCBI、Phytozome等平台工具鉴定到来源于23种植物的33个ASI基因家族成员,分析其进化特点及其编码蛋白的理化性质和保守基序等信息.同时结合RT-qPCR技术分析水稻ASI在干旱和盐胁迫条件下的表达模式.结果表明,ASI基因家族具有较高的保守性,但其编码蛋白上下游区域的保守性强弱不一,同时顺式作用元件预测结果提示ASI基因可能参与植物生长发育调控、响应生物及非生物胁迫等生理过程. RT-qPCR分析发现,较未胁迫条件下,幼苗期水稻的根、叶鞘和叶片等组织中RASI基因发生了不同的表达变化,提示ASI基因可能具有多样性的生物学功能.     

甘蓝型油菜BnHY5基因的表达模式及非生物胁迫响应分析

为探究甘蓝型油菜中HY5的表达情况,首先通过甘蓝型油菜基因组数据分析预测HY5及其同源基因HYH(HY5-Homologous),克隆获得了四个HY5(命名为BnHY5)以及三个HYH(命名为BnHYH)重复基因全长cDNA序列.其次,对BnHY5进行了蛋白结构预测、理化性质分析,研究结果表明:BnHY5蛋白为不稳定、亲水性蛋白,主要结构域为亮氨酸拉链.最后,探究了甘蓝型油菜中该基因的表达情况,用荧光定量PCR分析了BnHY5重复基因表达模式和响应非生物胁迫的情况,BnHY5四个基因中,BnHY5-2的表达水平最高,BnHY5-1、BnHY5-2不存在组织表达差异且表达水平高于BnHY5-3、BnHY5-4.BnHY5基因不仅响应高温、低温、镉、高盐非生物胁迫,而且参与ABA和GA_3激素信号响应,说明BnHY5在逆境胁迫中有重要作用.此外BnHY5重复基因在非生物胁迫下的表达模式发生改变,BnHY5四个基因的表达占比与不同类型胁迫处理相关,存在表达差异.     

大熊猫核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的cDNA克隆及序列分析

为了解大熊猫核糖体蛋白亚基rps26基因的结构特点及其与已报道的人和其他哺乳动物核糖体蛋白亚基基因rps26的异同,以大熊猫的肌肉组织为材料,根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白S26亚基基因(rps26)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,成功地克隆了核糖体蛋白亚基基因rps26的表达序列,并对其进行了测序及初步分析.结果表明:大熊猫rps26亚基基因的表达序列长为413 bp,开放阅读框(ORF)为348 bp,编码115个氨基酸的蛋白质,该蛋白的相对分子质量为13.025 2×103,等电点为11.61.拓扑预测显示该蛋白含有3个功能位点:1个N-糖基化位点,1个酪蛋白激酶Ⅱ蛄姿峄?位点和1个核糖体蛋白S26e signature位点.进一步分析发现,大熊猫rps26基因与已报道的人、西藏黄牛、野猪、褐家鼠和小家鼠5个哺乳动物物种的表达序列其编码的氨基酸序列具有很高的相似性:编码序列同源性分别为90.23%、91.67%、92.82%、87.36%和86.78%;氨基酸序列同源性均为99.86%.     

牦牛DIO2基因克隆及其在骨骼肌的表达分析

为探索DIO2基因调控牦牛骨骼肌发育及肌纤维类型组成的潜在功能,克隆DIO2基因CDS序列并进行相关的生物信息学分析,以及比较分析其在牦牛骨骼肌的差异表达.结果显示,DIO2基因的CDS全长为789 bp,编码132个氨基酸.序列同源性比对及系统进化树分析发现,牦牛DIO2基因与普通牛的亲缘关系最近,核酸及蛋白序列与普通牛一致;与小鼠的亲缘关系较远,序列同源性仅为86.75%和87.12%,与原鸡的亲缘关系最远,二者的同源性分别为79.17%和76.30%.理化性质预测表明DIO2蛋白为不稳定疏水性蛋白,有跨膜结构域,具有24个磷酸化位点,蛋白结构为无规则卷曲、α-螺旋和延伸链三者交替出现.采用实时荧光定量PCR分析显示,DIO2基因在牦牛的脾、肺等内脏组织表达无显著差异;在背最长肌和半腱肌的表达量显著高于脂肪和肝脏组织(P0.01).此外,DIO2在金川牦牛半腱肌的表达量显著高于麦洼牦牛(P0.05).以上结果为研究DIO2在牦牛骨骼肌的功能提供参考资料.     

大熊猫核糖体蛋白L30亚基基因(RPL30)的cDNA克隆及序列分析

RPL30是核糖体大亚基60S的组成部分,由RPL30基因所编码,主要存在于真核生物中.根据已报道的部分哺乳动物核糖体蛋白L30亚基基因(RPL30)的相关信息设计引物,运用RT-PCR技术,以大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的肌肉组织为材料,成功地克隆了核糖体蛋白L30亚基RPL30基因,并对其进行了测序及初步分析.结果表明:大熊猫L30亚基基因的表达序列长为388bp,开放阅读框(ORF)为348 bp,编码115个氨基酸的蛋白质,并含有6个功能位点.进一步分析发现,该基因的表达序列及其编码的氨基酸序列与已报道的人、牛、褐家鼠、小家鼠有很高的相似性,其表达序列同源性分别为93.97%,96.26%,89.66%和89.94%,其编码的氨基酸序列同源性分别为99.13%,98.26%,99.13%,99.13%,且其蛋白质的高级结构相似性也很高.     

长链非编码RNA在正常皮肤、瘢痕、瘢痕癌组织中的表达差异

目的分析正常皮肤组织、瘢痕组织、瘢痕癌组织中lncRNAs的差异表达,为瘢痕癌相关LncRNAs功能研究、生物标志物筛选提供实验基础.方法通过基因芯片技术,高通量获得正常皮肤组织、瘢痕组织、瘢痕癌组织中LncRNAs和mRNAs表达情况.筛选差异表达的LncRNAs,并应用RT-PCR方法进一步验证芯片结果.通过基因本体论(Gene Ontology,GO)分析及信号通路(Pathway)分析,分析差异表达的lncRNAs和mRNAs的功能分布.结果瘢痕癌组织与邻近未癌变瘢痕组织比较,有477种LncRNA表达上升,1 576种LncRNA表达下降.瘢痕癌组织与邻近正常皮肤组织比较,有1 753种LncRNA表达上升,2 435种LncRNA表达下降(差异倍数fold≥2.0,P 0.05).其中,125种LncRNA在正常皮肤组织、瘢痕组织、瘢痕癌组织中表达呈递增式增长,324种呈递减式下降(差异倍数fold≥2.0,P0.05).GO分析发现:差异表达的mRNAs主要参与免疫反应、趋化功能、细胞周期、生长调节、蛋白结合、蛋白质代谢等生理活动.Pathway分析发现:差异表达的mRNAs主要参与肿瘤蛋白P53途径、趋化因子途径、内质网蛋白加工途径以及黑素合成途径等.结论瘢痕及瘢痕癌组织中差异表达的LncRNAs极可能与皮肤瘢痕增生及癌变密切相关.     

Flotilin-1在黑腹果蝇不同发育阶段的表达

脂筏(Lipid raft)是质膜上富含胆固醇和鞘磷脂以及特定蛋白的微结构域,浮舰蛋白-1(Flotillin-1)是脂筏标记蛋白,与轴突再生、学习记忆和肿瘤形成等过程相关.近年发现,从无脊椎动物到脊椎动物的很多种类都有Flotillin-1的表达,且在进化上高度保守.果蝇属于完全变态昆虫,是一种重要的模式生物,含有人类疾病相关基因中65%同源基因.因此,研究这些基因在果蝇不同发育阶段的表达分布特征,对深入阐明人体病理机制具有重要意义.以黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为研究对象,通过Western blot和免疫荧光方法检测Flotillin-1在果蝇不同发育阶段的表达.结果如下:Flotillin-1在果蝇不同发育阶段的表达水平和分布不同:幼虫期仅脂肪体中少量表达;蛹期消化道和脂肪体中有少量表达;成虫期主要在脑、复眼、消化道、生殖腺中表达,肌肉中也有少量表达;该蛋白在成虫中的表达量显著高于幼虫和蛹.