关岭牛MSTN基因3'-UTR与bta-miR-27b的靶向验证

【目的】明确关岭牛bta-miR-27b与肌肉生长抑制素基因(MSTN)的结合位点及靶向调控关系,为通过调控miRNA改良关岭牛产肉量提供理论依据,也为贵州地方黄牛分子遗传改良工作提供新的切入点。【方法】通过TargetScan预测牛MSTN基因3'端非翻译区(3'-UTR)的潜在miRNA结合区域及互作miRNA,对比关岭牛与不同关岭牛杂交品种的生理表型及MSTN基因和3'-UTR端miRNA表达差异,并分析bta-miR-27b在不同关岭牛杂交群体中的靶位点特异性。将MSTN基因3'-UTR序列野生型(WT)和3'-UTR序列突变型(MUT)分别克隆至pMIR-REPORT Luciferase(H306)载体构建重组双荧光素酶报告基因载体,与bta-miR-27b共转染293T细胞以验证bta-miR-27b与MSTN基因的作用关系,并利用实时荧光定量PCR验证bta-miR-27b对MSTN基因表达的影响。【结果】在牛MSTN基因3'-UTR端发现7个miRNA结合位点;关岭牛各系杂交品种的3个miRNA(bta-miR-27a-3p、bta-miR-27b和bta-miR-128)相对表达量均极显著高于关岭牛(P<0.01,下同),MSTN基因相对表达量极显著低于关岭牛,体质量、体高、体斜长、胸围等生长指标却明显优于关岭牛。关岭牛及其杂交牛MSTN基因3'-UTR端的bta-miR-27b结合区域均无突变、无缺失;MSTN-3'-UTR(WT)与bta-miR-27bmimics共转染293T细胞后其相对荧光值下降53.80%,极显著低于MSTN-3'-UTR(MUT)+bta-miR-27bmimics共转染;转染bta-miR-27b mimics后,bta-miR-27b在关岭牛原代成肌细胞株(N2)中成功超表达,而MSTN基因相对表达量呈极显著下调趋势,表明bta-miR-27b能抑制MSTN基因表达。【结论】bta-miR-27b与MSTN基因的结合区域位于3'-UTR端第62~69位碱基处,且靶位点保守性较高。bta-miR-27b对MSTN基因有很强的靶向调控作用,表现为bta-miR-27b能抑制MSTN基因表达。

F1代苏香杂交猪GAS7基因多态性与生长性状关联性分析

为了解苏香杂交猪生长休止基因（GAS7基因）SNPs与生长性状的相关性,试验以61头F1代苏香杂交猪为研究对象,应用PCR扩增及直接测序技术对杂交猪GAS7基因进行多态性检测,并进行SNPs与生长性状各指标的相关分析。结果表明：在GAS7基因外显子2中共发现3个SNPs,39位〉T位点,45位〉T位点,93位〉G位点;GAS7基因外显子2中的3个SNPs与2,3,4,6月龄时的体高均存在显著正相关（P〈0.05）,且纯合基因型均高于杂合基因型。说明GAS7基因外显子2的SNPs可作为体高性状的候选基因。

PiggyBac转座子介导关岭牛UCP3基因启动子重组质粒的构建与鉴定

为了构建以PiggyBac(PB)转座子为载体元件,绿色荧光蛋白(GFP)为报告基因,含UCP3基因启动子的PiggyBac转座子二元系统PB-513B-UCP3,并验证其转座活性,试验采用PCR技术扩增获得UCP3基因启动子,分别通过T4DNA连接酶与质粒PB-513B-1和pEGFP-N3连接,构建重组质粒PB-513B-1-UCP3和pEGFP-N3-UCP3-pro;用脂质体法将质粒pEGFP-N3、重组质粒pEGFP-N3-UCP3-pro和PB-513B-1-UCP3以及PiggyBac转座子二元系统分别转染至小鼠成肌细胞C2C12中,检测其在小鼠成肌细胞C2C12中的表达情况。结果表明:PCR扩增得到大小为1080bp的单一目的条带;经酶切和测序鉴定,成功构建重组质粒PB-513B-1-UCP3和pEGFP-N3-UCP3-pro,PiggyBac转座子二元系统的阳性克隆数明显多于重组质粒PB-513B-1-UCP3和pEGFP-N3-UCP3-pro的克隆数。说明试验成功构建了PiggyBac转座子介导的重组质粒PB-513B-1-UCP3及pEGFP-N3-UCP3-pro,且证实PiggyBac转座子介导的牛UCP3基因启动子在小鼠成肌细胞C2C12中具有较高的转座活性。

贵州地方黄牛GH基因多态性及生物信息学分析

为分析贵州地方黄牛GH基因多态性,筛选出对本地黄牛生长性状有显著影响的SNPs位点,本研究以贵州4个地方牛种(关岭牛、思南牛、威宁牛、黎平牛)为研究对象,采用直接测序法检测贵州地方黄牛GH基因多态性,利用生物信息学软件对贵州黄牛GH基因进行分析。结果显示:4个地方牛种中共发现2个SNPs,分别为Exon5-G1570C和Exon5-A1720C,Exon5-G1570C为错义突变,Exon5-A1720C为同义突变;其中黎平牛仅存在1个SNPs位点(Exon5-A1720C),其余3个品种均有2个SNPs位点;生物信息学分析表明,牛GH蛋白相对分子质量为27 385.45,理论等电点为6.90,疏水值最大为3.133,亲水值最小为-2.767,属于跨膜蛋白,稳定性较高;突变前后GH基因mRNA二级结构发生改变,Exon5-G1570C位点mRNA自由能升高,稳定性降低;Exon5-A1720C位点mRNA自由能降低,稳定性升高。本实验成功筛选出贵州地方黄牛GH基因的多态位点,可为筛选贵州地方黄牛与生长相关的分子遗传标记奠定理论基础。

牛UCP3和MYH1基因启动子在C2C12和3T3-L1细胞中的启动活性分析

为阐明牛解偶联蛋白3(uncoupling protein 3,UCP3)和肌球蛋白重链1(myosin heavy chain 1,MYH1)基因启动子的核心区及其在小鼠C2C12和3T3-L1两种细胞株中的启动活性,本研究利用PCR、双荧光素酶和脂质体转染等方法进行关岭牛UCP3和MYH1基因启动子的扩增、重组载体构建和启动子活性分析。结果显示,试验成功构建了pGL3-Basic-UCP3-pro和pGL3-Basic-MYH1-pro重组真核表达载体,分别转染至小鼠C2C12和3T3-L1细胞后发现,UCP3、MYH1基因启动子的核心区分别为UCP3-P6(-385^+3 bp)和MYH1-P5(-255^+15 bp)区域;pGL3-Basic-MYH1-P2~pGL3-Basic-MYH1-P5在C2C12细胞中启动子活性均高于3T3-L1细胞,表明MYH1基因启动子活性在成肌细胞C2C12中较高。本研究阐明了UCP3和MYH1基因启动子的核心区及其启动子活性,为进一步研究UCP3和MYH1基因的转录调控机理提供了科学依据。

苏×香F_1代JHDM1A基因多态性与生长性能相关性分析

为了解苏太猪(♂)×香猪(♀) F1代JHDM1A基因与生长性状的相关性。试验采用61头苏×香F1代杂交猪为研究对象,应用PCR扩增及PCR-RFLP技术对杂交猪JHDM1A基因的3'-UTR区多态性进行生长相关性分析。结果表明,JHDM1A基因3'-UTR区的g.244C>G位点与体长、臀腿围、体重、胸围和体高均存在显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)相关,CG基因型生长性能优于CC基因型,C等位基因频率高于G等位基因。因此,该位点多态性可作为猪生长性能相关基因进行考察。

F1代苏香杂交猪GAS7、JHDM1A基因组织表达水平研究

[目的]研究GAS7、JHDM1A基因在组织中的表达分布情况。[方法]试验采用荧光定量PCR技术,测定了苏香杂交猪的心、肝、脾、胃、肾、脑、小肠和背最长肌在各组织的分布表达情况。[结果]GAS7基因在脑表达含量最高(5.23±2.14),在心脏中表达量最低(0.07±0.03),且与脑中的表达量呈极显著差异(P<0.01),JHDM1A基因在脑部表达含量最高(32.79±12.76),在心脏(0.18±0.08)和肝脏(0.18±0.09)中表达量最低,且与脑中的表达量呈极显著差异(P<0.01)。[结论]GAS7基因主要在脑、肝脏组织表达并发挥其生理作用,而JHDM1A基因主要在脑组织表达并发挥其生理作用,此研究结果为进一步分析GAS7基因、JHDM1A基因在肉质或生长性能方面具体的分子作用机理奠定基础。

从江香猪ApoC3基因的克隆及亚细胞定位研究

为了观察从江香猪载脂蛋白C3(ApoC3)基因及其表达产物在真核细胞中的亚细胞定位情况,以脂肪型小型猪从江香猪为研究对象,克隆ApoC3基因CDS区,构建携带有绿色荧光蛋白的pEGFP-C1-ApoC3重组质粒,转染HEK-293T细胞。结果显示:从江香猪ApoC3基因与GenBank上公布的序列相比,在141位有1个碱基发生转换,由腺嘌呤(A)突变成鸟嘌呤(G),为无义突变;对ApoC3蛋白的亚细胞定位分析表明,该蛋白在胞外基质占55.6%,内质网占22.2%,液泡占11.1%,细胞质占11.1%。pEGFP-C1-ApoC3重组质粒转染HEK-293T细胞后的荧光共定位结果显示,ApoC3蛋白在细胞中表达部位与PSORT II Prediction软件预测结果一致。本研究结果为进一步构建ApoC3基因转基因动物模型,开展ApoC3基因的多态性变化而导致的相关疾病研究奠定了基础。

贵州地方黄牛IGF-1基因多态性及生物信息学分析

为分析黄牛IGF-1基因多态性,筛选出对贵州本地黄牛生长性状有显著影响的SNPs位点,本研究以贵州关岭牛、思南牛、威宁牛和黎平牛为试验对象,构建DNA混池,PCR扩增IGF-1基因所有外显子及部分内含子,采用直接测序法检测IGF-1基因多态性,利用生物信息学软件对IGF-1基因进行分析。结果表明:在贵州4个地方牛群体种中,共筛选出3个SNPS,分别为Intron2-A5123G、Exon3-G56419A、Intron3-C56464A,Exon3-G56419A属于同义突变。其中2个SNPS(Intron2-A5123G,Intron3-C56464A)为4个牛种所共有,而Exon3-G56419A突变仅存在黎平牛中。生物信息学分析表明,牛IGF-1编码蛋白为分泌蛋白,含有信号肽序列,相对分子质量为16937.68,理论等电点为9.36,且突变前后IGF-1基因m RNA二级结构发生改变,自由能升高,稳定性降低。研究结果显示,4个牛种IGF-1基因具有较高的遗传多样性,可为贵州地方牛种的保种选育提供参考。