基于新疆乳用型褐牛遗传缺陷基因和致死单倍型检测应用效果研究

为了提升新疆乳用型褐牛选育水平,应用93种牛遗传缺陷基因和致死单倍型的引物组合及试剂盒,随机抽样296头乳用型新疆褐牛遗传缺陷基因(如脊髓性肌萎缩、髓鞘发育不良、蜘蛛腿综合征等)的因果突变位点(SNP、短片段的插入或缺失)及致死单倍型(BH2、BH6、BH14、OH2、OH4等)进行检测,筛选出具有单基因遗传缺陷基因的携带者及致死单倍型携带者的牛,提示BH2、BH6、BH14和脊髓髓鞘发育异常在新疆褐牛母牛群体中存在一定的比例,对携带遗传缺陷基因和致死单倍型牛只繁殖性能和疾病发病统计分析,其比较结果差异显著(P<0.05);对携带牛只采用选种、选配手段繁殖产生正常F1代(未检测出缺陷基因和致死单倍型检),分析其繁殖指标,结果表明繁殖性能有明显提升。有必要定期对携带者母牛进行筛查并合理选种选配,为新疆褐牛乳用性能选育、群体遗传改良和地方品种遗传资源的保护提供依据。

牛TARDBP基因核心启动子鉴定与转录调控分析

【目的】为了解牛TARDBP基因结构、功能及启动子活性区域,分析该基因的转录调控机制。【方法】通过PCR技术克隆牛TARDBP基因编码区全长序列。应用生物信息学软件对牛TARDBP蛋白性质和结构进行分析。通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术检测TARDBP基因在泌乳期荷斯坦奶牛不同组织中的表达情况。应用5'RACE技术确定牛TARDBP基因的转录起始位点,PCR技术克隆牛TARDBP基因启动子区和5'端系列缺失片段,并运用生物信息学软件对牛TARDBP基因启动子区域CpG岛和潜在转录因子结合位点进行预测,双荧光素酶报告系统确定该基因的核心启动子区域。【结果】牛TARDBP基因在包括乳腺在内的多个组织中均有表达。TARDBP蛋白是一种水溶性非分泌蛋白,存在RNA识别结构域和DNA结合位点。TARDBP基因启动子区存在2个CpG岛和大量转录因子结合位点包括SP1、PPARA、PPARD、PPARG、SREBF1等。双荧光素酶活性分析结果显示牛TARDBP的核心启动子区位于-476--149之间,该区域包含Sp1、PPARG、PPARD、SREBF1结合元件,但不存在TATA-box。【结论】牛TARDBP基因在奶牛多个组织中均有表达。-476--149片段为牛TARDBP基因的核心启动子区,且该区域中存在与乳脂合成和分泌相关的转录因子结合位点。

中国荷斯坦奶牛κ-酪蛋白基因第四外显子多态性与产奶性状的关联分析

以544头中国荷斯坦奶牛为研究对象,以κ-酪蛋白基因为产奶性状的候选基因,扩增779bp的片段,结合测序结果采用PCR-RFLP方法来检测κ-酪蛋白基因3个位点的多态性。结果在exon4的第10891bp、10927bp和10988bp处分别发生了T/C、C/A错义突变和G/A同义突变,据此分别选择了TaqⅠ、HindⅢ、PstⅠ等3种限制性内切酶检测了其多态性。发现3个位点的A、B等位基因在群体中都有分布,且处于低度多态;A和B等位基因的频率分别为86.03%和13.97%;AA,AB和BB基因型频率分别为73.71%,24.63%和1.66%;χ2适合性检验表明,该群体在这3个位点的突变达到Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05);BB和AB基因型个体乳脂率显著高于AA基因型个体(P<0.05),AB基因型个体脂蛋白比显著高于AA基因型个体(P<0.05),但不同基因型对产奶量和乳蛋白率没有显著影响;3个位点的酶切多态性在所研究群体中是紧密连锁的。说明在中国荷斯坦奶牛群体中,κ-酪蛋白B等位基因可作为改良奶牛乳脂率性状的分子遗传标记。

中国荷斯坦牛κ-酪蛋白基因第4和第5外显子多态性与泌乳性状的关联分析

【目的】研究中国荷斯坦牛κ-酪蛋白基因第4和第5外显子多态性与泌乳性状的关联性,为培育高乳蛋白及高乳脂率奶牛提供参考依据。【方法】采用DNA测序、PCR-RFLP和CRS-PCR技术,对544头中国荷斯坦牛κ-酪蛋白基因的外显子4和5序列进行研究,通过SHEsis软件和PHASE软件进行配对连锁不平衡分析和单倍型分析。【结果】发现6个新的SNPs,包括外显子5上A12907G、G12950A、C12989T、A13028G、T12980C共5个SNP位点,证实前4个位点紧密连锁;外显子4上A10996T共1个SNP位点。单位点基因型与泌乳性状关联分析表明,A10996T突变位点的TT和AT基因型个体乳脂率显著高于AA基因型个体(P<0.05);T12980C突变位点的TC和CC基因型个体乳脂率、乳蛋白率分别极显著(P<0.01)、显著(P<0.05)高于TT基因型个体;紧密连锁的4个突变位点的DE基因型个体乳脂率极显著高于DD基因型个体(P<0.01)。与泌乳性状的关联分析表明,共构建出7种单倍型,发现16种单倍型组合;其中H6H6单倍型组合个体乳脂率最高,H1H4次之;H1H4单倍型组合个体乳蛋白率最高;H5H6单倍型组合个体乳蛋白率及乳脂率最低。【结论】H1H4单倍型组合在乳蛋白率和乳脂率方面为有利单倍型组合,可作为选择高乳蛋白高乳脂率牛群的分子标记。

κ-酪蛋白基因及其功能研究进展

κ-酪蛋白(kappa-casein,-κCN)是牛乳中的一种重要的蛋白质。作者简要介绍了κ-酪蛋白基因的结构、遗传多态性与产奶性状的关系及其编码蛋白质的生物学功能等方面的研究进展。

中国荷斯坦牛转铁蛋白基因SNPs的检测及其与产奶性能的关系

【目的】筛查转铁蛋白(transferrin,Tf)基因的多态性并分析其与中国荷斯坦牛产奶和健康性状的关联性,为未来培育高产优质健康奶牛提供可用的分子标记。【方法】采用DNA测序、PCR-RFLP和CRS-PCR技术,对576头中国荷斯坦牛转铁蛋白基因的多态性进行研究,运用SAS软件分析其与乳品质和乳腺炎性状的关联性。【结果】在Tf基因5′调控区、外显子8和内含子8处发现了g.-1748G>A、g.13942T>C和g.14037A>G共3个新的SNPs;关联分析表明,g.-1748 G>A位点与305 d产奶量的相关性达到显著水平(P<0.05);g.13942T>C位点与体细胞评分显著相关,CC基因型个体体细胞评分显著高于TT和TC个体(P<0.05);g.14037A>G位点AA基因型个体305 d产奶量显著高于AG个体(P<0.05),AG基因型个体乳蛋白率显著高于GG个体(P<0.05)。共构建出8种单倍型,发现了19种单倍型组合;H4H4单倍型组合个体的乳脂率和乳蛋白率均最高;H2H5单倍型组合个体305 d产奶量最高;H3H4单倍型组合个体体细胞评分最低。【结论】Tf基因不同基因型和单倍型组合与中国荷斯坦牛产奶量、乳蛋白率和体细胞评分存在显著相关性,但与乳脂率不相关。

中国荷斯坦牛HSF1基因microRNA SNPs与耐热性能的相关性研究

【目的】分析638头中国荷斯坦牛HSF1基因多态性与耐热性的关系,以期为中国耐热奶牛分子育种提供参考依据。【方法】设计引物扩增HSF1基因,通过DNA测序、PCR-SSCP和PCR-RFLP技术筛查SNPs并分型,利用miRBASE数据库定位microRNA SNPs,利用SHEsis软件进行配对连锁不平衡分析和单倍型构建,利用SAS软件对不同基因型和单倍型组合个体耐热指标包括红细胞钾浓度、产奶量下降率、直肠温度和耐热系数进行相关分析。应用荧光定量RT-PCR技术研究热应激状态下HSF1 mRNA的转录水平。【结果】发现2个microRNA种子序列新SNPs,T909C和G4693T。其中909位碱基距离microRNA种子序列5'端3 bp,4 693位突变直接使microRNA种子序列破坏。909位点CC、CT基因型奶牛耐热性能显著高于TT基因型(P<0.05);4693位点TT基因型奶牛耐热性能显著高于GG基因型(P<0.05)。共构建出4种单倍型、发现10种单倍型组合。其中H2H4单倍型组合红细胞钾浓度和直肠温度显著低于H1H3单倍型组合(P<0.05),耐热系数显著高于H1H3组合(P<0.05),H2H4组合个体产奶量下降率显著低于H1H1组合个体(P<0.05),H2H4为耐热单倍型组合。热应激状态下HSF1 mRNA的转录水平在不同组织中存在差异,在心脏中最高,是肌肉中的11.24倍(P<0.05)。【结论】HSF1基因microRNA SNPs可作为奶牛抗热应激的候选分子标记应用于育种实践。

MBL1基因第一内含子与第二外显子多态性与中国荷斯坦牛乳腺炎和乳品质的关联分析

【目的】研究中国荷斯坦牛MBL1基因第一内含子与第二外显子多态性及分析MBL1基因遗传多态性与乳腺炎和乳品质的关联性,为培育优质抗性奶牛提供参考依据。【方法】采用PCR、DNA测序和PCR-RFLP技术,对596头中国荷斯坦牛的MBL1基因内含子1和外显子2序列进行了研究,通过SHEsis软件进行配对连锁不平衡分析和单倍型分析。【结果】发现3个新的SNPs,包括内含子1上G855A1个SNP位点;外显子2上G2651A突变为错义突变,导致第24位氨基酸由缬氨酸变为异亮氨酸;T2686C突变为同义突变,仍编码丙氨酸。单位点基因型与泌乳性状关联分析表明,G2651A突变位点AA基因型个体体细胞评分(SCS)显著高于GG、GA基因型个体(P<0.05);G855A、T2686C位点的突变与体细胞评分、乳脂率、乳蛋白率、305d产奶量相关性都不显著。共构建出8种单倍型,发现19种单倍型组合;其中H2H2单倍型组合个体乳蛋白率、体细胞评分为最高;H3H7单倍型组合个体体细胞评分最低,与H2H2个体差异极显著;H4H4单倍型组合个体305d产奶量最高。【结论】H3H7可作为乳腺炎抗性选择的分子标记。H2H2单倍型组合个体虽然乳蛋白率最高,但体细胞评分也最高,对乳腺炎易感,为不利单倍型组合。H4H4单倍型组合305d产奶量最高,对乳蛋白率、乳脂率和体细胞评分影响不大,所以此种基因型组合可以用来提高产奶量。

SPEF2基因可变剪切体和功能性SNP鉴定及其与公牛精液性状的相关性研究

为研究牛精子鞭毛2(SPEF2)基因在中国荷斯坦公牛各组织中的表达调控机制及其与精液品质的相关性,利用RTPCR和克隆测序技术分析SPEF2基因的可变剪切体,同时利用PCR-RFLP(PCR-restriction fragment length polymorphism)技术对中国荷斯坦公牛群体进行基因型检测分析。结果表明:鉴定到1个新转录本,命名为SPEF2-splice variant(SPEF2-SV),此转录本是从外显子2到外显子5之间缺失459 bp的新序列,预测编码1个含有1 618个氨基酸的蛋白。SPEF2基因的参考转录本在睾丸中高表达,而SPEF2-SV呈现低表达。在SPEF2基因第1内含子(邻近剪切位点附近140 bp)筛选到1个单核苷酸多态(SNP)突变位点(g.11043C>T),经ESEfinder 3.0软件预测发现该SNP改变了剪切因子结合蛋白SC35与靶序列的结合,它可能是产生异常转录本的重要原因。此SNP位点与中国荷斯坦公牛精液品质的相关性分析结果表明,其与射精量、精子密度和精子活力无显著相关,而与精子畸形率显著相关(P<0.05),其中等位基因对精子畸形的加性效应、显性和替代效应分别是-1.24%、-2.99%、-0.76%。结论:SPEF2基因表达受可变剪切机制的调控,而且其g.11043C>T突变位点可作为中国荷斯坦公牛精液品质选择的潜在功能性分子标记。

Src基因研究进展

Src是非受体蛋白酪氨酸激酶家族成员之一,属原癌基因,Src表达及活性异常往往引起乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、前列腺癌、肺癌等某些肿瘤发生、发展。最近研究表明Src基因与乳腺的提前退化及泌乳失败相关。文从Src基因的定位、蛋白质结构、分布及功能等几方面进行简要的介绍。

中国荷斯坦牛PPAR-α基因多态性研究及其与耐热性能的关联分析

本研究采用PCR方法扩增牛过氧化物酶增殖物激活受体(peroxisome proliferator-activated receptors,PPAR-α)基因的内含子3,获得589 bp的片段,利用DNA测序技术发现1个新SNP位点,即44087(G/A);同时利用PCR-RFLP技术对这该SNP位点进行基因型分型,分别分析了771头中国荷斯坦牛、136头鲁西黄牛和37头渤海黑牛PPAR-α基因该位点的多态性。结果表明,在这3个群体中PPAR-α基因44087(G/A)位点普遍表现为GG基因型频率最高,优势等位基因为G;χ2适合性检验结果表明,该位点在中国荷斯坦牛和鲁西黄牛群体中都未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05),在这个基因座位上均有丰富的多态信息含量。对中国荷斯坦奶牛44087(G/A)位点不同基因型与SCS、产奶性能及耐热性能进行最小二乘均值显著性检验结果表明,在PPAR-α基因该位点GA基因型是优良基因型,其个体的SCS值显著低于GG基因型(P<0.05),并且GA基因型乳蛋白率显著高于GG基因型(P<0.05),在炎热环境中产奶下降率显著低于GG基因型(P<0.05)。由此分析GA基因型可能有利于提高中国荷斯坦奶牛的产奶性能。在人工选择的过程中,选择GA基因型的个体,可以降低热应激给奶牛带来的危害,同时又能够提高牛奶品质和产量。

三个牛品种MBL1基因第一内含子与第二外显子遗传多态性研究

采用巢式PCR、DNA测序和CRS-PCR方法,研究中国荷斯坦牛、鲁西黄牛、渤海黑牛的MBL1基因内含子1和外显子2的单核苷酸多态性(SNPs),发现了855(G/A)、2651(G/A)和2686(T/C)3个新SNP位点。855(G/A)位于内含子1上,2651(G/A)导致Val24 Ile氨基酸的改变,2686(T/C)为同义突变。3个SNP位点在3个牛品种群体中优势等位基因相同,分别为G、G、C,其等位基因频率分别为0.87/0.58/0.57、1/0.75/0.74、1/0.76/0.63。经χ2适合性检验,荷斯坦牛在855(G/A)位点、鲁西黄牛在855(G/A)、2651(G/A)位点、渤海黑牛的所有位点达到Hardy-W e inberg平衡状态(P>0.05)。3个牛品种在855(G/A)位点均表现为低度多态;在2651(G/A)和2686(T/C)位点均表现为中度多态(0.25<PIC<0.5)。

过氧化物酶体增殖剂激活受体的研究进展

过氧化物酶体增殖物激活受体(PPARs)是一种核内受体转录因子,具有多种生物学效应。可促进脂肪细胞分化和脂肪生成,增强机体对胰岛素的敏感性,调解体内糖平衡,抑制炎症因子生成及炎症反应,影响肿瘤生长,对心血管产生保护效应和神经保护作用。PPAR有三种亚型,分别是PPARα,PPARβ和PPARγ,其中PPARα在最新的研究中表明,其具有影响动物耐热机制的作用。

中国荷斯坦牛IRAK2基因遗传多样性与乳腺炎的相关性研究

【目的】研究中国荷斯坦牛白细胞介素1受体相关激酶2(IRAK2)基因上5个SNP位点的多态性与奶牛体细胞评分(SCS)的相关性,为奶牛抗乳腺炎育种提供理论基础。【方法】采用PCR-RFLP技术、CRS-PCR技术和DNA测序,对1 292头中国荷斯坦牛、129头鲁西黄牛、32头渤海黑牛IRAK2基因g.28879、g.28916、g.29212、g.40035和g.40120共5个SNP位点进行研究,通过SAS软件进行相关性分析并采用SHEsis软件进行单倍型分析。【结果】共构建出30种单倍型,发现71种单倍型组合;对个体数量大于8头的单倍型组合与SCS进行关联分析表明,H21H23(TTAGGCTCCC)单倍型组合SCS最低。各个位点基因型与SCS关联分析表明,28 879突变位点的CC基因型个体SCS显著低于CT基因型个体(P<0.05),28 916突变位点的GG基因型个体SCS显著低于AG基因型个体(P<0.05),而其它3个位点不同基因型之间与SCS没有显著差异(P>0.05)。【结论】H21H23单倍型组合在SCS方面为有利单倍型组合,可作为选择抗乳腺炎奶牛个体的分子遗传标记。

miRBase-microRNA序列数据库

miRBase是集miRNA命名、序列存储、注释、靶标预测和搜索功能于一身的主要在线数据库。使用者可以通过名称、关键词或序列等方式进行检索,并可通过链接查询有关该miRNA的主要文献,对miRNA进行基因组背景分析及靶标预测等。

补体C5研究进展

C5是在炎症反应中起重要作用的一种补体组分。前体蛋白C5在C5转化酶的作用下裂解为C5a和C5b两个片段,补体系统活化产物C5a是一种过敏毒素,是炎症反应的重要介质和趋化因子;C5b则参与形成膜攻击复合物。论文主要介绍了C5a、C5b的结构与生物学功能,C5基因与可变剪接、SNP的研究进展以及与C5相关的几种免疫疾病。

牛Src基因三个内含子单核苷酸多态性

采用巢式PCR、DNA测序、创造酶切位点法PCR(Created restriction site-PCR,CRS-PCR)及PCR-RFLP(Poly-merase chain reaction-restriction fragment length polymorphism assay)方法,研究中国荷斯坦牛、鲁西黄牛及渤海黑牛的Src基因内含子6,8,9的单核苷酸多态性(SNPs),发现了14062(C/T)、17302(G/A)和18107(T/C)共3个SNPs,均为首次报道的位点。Src基因14062(C/T)、17302(G/A)和18107(T/C)3个位点在中国荷斯坦牛和鲁西黄牛两个群体中的优势等位基因相同,分别为C、G、C,其等位基因频率分别为0.671/0.647、0.583/0.640、0.558/0.577,而渤海黑牛在这三个位点的优势等位基因分别为T、G、C,其等位基因频率分别为0.525,0.913,0.763。经χ2适合性检验,中国荷斯坦牛、鲁西黄牛和渤海黑牛三个群体在14062(C/T)位点均达到Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05);在17302(G/A)位点则均未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05);中国荷斯坦牛和鲁西黄牛在18107(T/C)位点均达到Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而渤海黑牛未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05)。中国荷斯坦牛和鲁西黄牛在14062(C/T)和18107(T/C)位点均表现为中度多态(0.25<PIC<0.5);渤海黑牛在17302(G/A)位点表现为低度多态,而其他2个品种牛表现为中度多态。

牛LAP3基因内含子12和外显子13单核苷酸多态性

采用单链构象多态性(single-strand conformation polymorphism,SSCP)、创造酶切位点PCR(createdrestriction site-PCR,CRS-PCR)、限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)以及直接测序方法,研究中国荷斯坦牛、鲁西黄牛和渤海黑牛LAP3基因第12内含子和第13外显子的单核苷酸多态性(SNP)。共检测到5个SNP,分别为24 794(T/G)、24 803(T/C)、24 846(T/C)、24 564(G/A)和25 415(T/C),其中24 564(G/A)为首次报道的位点。经PCR-SSCP结合测序图谱发现24 794(T/G)、24 803(T/C)、24 846(T/C)位点完全连锁,但该连锁位点在鲁西黄牛群体中未检测到。5个SNP位点在中国荷斯坦牛、鲁西黄牛和渤海黑牛群体的优势等位基因相同,分别是T、T、T、G、T,其等位基因频率分别是T(CH0.579/LY 1/BB 0.722)、T(CH0.579/LY1/BB 0.722)、T(CH0.579/LY1/BB 0.722)、G(CH0.584/LY0.775/BB 0.500)和T(CH0.596/LY 0.796/BB 0.750),多态信息含量均在0.25至0.5之间,属于中度多态。

粘着斑激酶FAK基因功能研究进展

粘着斑激酶FAK是一类胞质非受体蛋白酪氨酸激酶,有细胞粘附、凋亡、分化、迁移/移动、细胞周期进程及连接重建等功能。论文概述了FAK的结构、蛋白定位和FAK的几种可变剪切体的形式,重点阐述了FAK与肿瘤的关系,FAK在生殖和早期发育方面的作用,对FAK在肿瘤研究以及生殖方面研究提出了有意义的方向。

牛HSF1和HSBP1基因多态性分析

利用DNA测序技术对牛HSF1和HSBP1进行SNPs位点扫描,共发现4个新SNPs,包括HSF11 451(G/T)位点、HSBP1第二内含子324(G/C)、589(C/T)和651(C/G)位点。利用CRS-PCR和PCR-RFLP技术对867头荷斯坦牛、85头鲁西黄牛和28头渤海黑牛进行基因多态性分析。χ2检验表明,HSF11 451(G/T)位点和HSBP1589(C/T)位点在荷斯坦牛和鲁西黄牛群体中已达到Hardy-Weinberg平衡状态(P>0.05),而HSBP1324(G/C)和651(C/G)位点的突变在荷斯坦牛群中均未达到Hardy-Weinberg平衡状态(P<0.05)。HSF11 451位点(G/T)AA基因型频率最高,优势等位基因为A,而HSBP13个SNPs频率最高的基因型分别为AB、AA和BB,589(C/T)位点的优势等位基因为A,而324(G/C)和651(C/G)位点均为B。HSBP1651(C/G)位点不同基因型的分布在三个牛品种中存在差异,在荷斯坦牛中AA型频率最低,而在鲁西黄牛和渤海黑牛中AA型频率最高,推测该基因型与耐热性有关。该结果将为奶牛耐热分子育种提供理论参考。