miR-23a/27a/24基因簇g.65307469G>A突变对大白猪产仔数和启动子活性的影响

[目的]本文旨在研究大白猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点多态性与产仔数性状的关系及潜在机制,为母猪繁殖性状的分子育种提供新的潜在遗传标记。[方法]利用混池测序技术筛选猪miR-23a/27a/24基因簇启动子突变位点,直接测序法对大白猪群体(n=345)miR-23a/27a/24基因簇突变位点进行基因分型,计算遗传多样性;用线性模型对突变位点多态性与产仔数性状进行关联性分析;构建不同等位基因类型启动子载体,转染猪卵巢颗粒细胞,通过检测荧光素酶活性分析突变对启动子活性的影响;用生物信息学方法预测不同等位基因类型启动子潜在结合的差异转录因子,用荧光素酶活性分析差异转录因子对不同等位基因类型启动子活性的影响。[结果]在猪miR-23a/27a/24基因簇启动子-648 nt(Chr.2,65307469 nt)处发现1个新的G/A突变,命名为g.65307469G>A。在大白猪群体中发现3种基因型(GG、GA和AA),其中GG为优势基因型(89.57%),G等位基因为优势等位基因(94.64%)。关联性分析发现,GA基因型母猪的总产仔数(TNB)比GG基因型母猪每胎高0.56头(P<0.05)。荧光素酶活性分析结果显示G等位基因类型启动子活性显著高于A等位基因类型(P<0.05)。在不同等位基因类型启动子间发现1个潜在结合的差异转录因子死亡相关蛋白1(THAP1),成功构建猪THAP1基因过表达载体,共转试验结果显示转录因子THAP1对不同等位基因类型启动子活性均无显著影响(P>0.05)。[结论]miR-23a、miR-27a和miR-24是大白猪产仔数性状的候选基因,g.65307469G>A突变抑制miR-23a/27a/24基因簇的启动子活性,但与转录因子THAP1无关。

miR-34a通过激活lncRNA NORHA转录诱导猪卵巢颗粒细胞早期凋亡

【目的】探索miR-34a诱导GCs凋亡的RNA激活机制,为揭示猪卵泡闭锁的分子机理、筛选调控母猪繁殖的小核酸调节物提供依据。【方法】利用生物信息学方法分析猪miR-34a特征及其与潜在靶基因lncRNA NORHA启动子的结合情况。利用核质分离技术分析猪GCs中miR-34a的亚细胞定位。qPCR检测miR-34a对猪GCs中NORHA、凋亡标志基因BCL-2和BAX表达的影响。利用荧光素酶活性分析验证miR-34a对NORHA启动子转录活性的靶向调控关系。利用染色质免疫沉淀(ChIP)检测miR-34a对猪GCs中NORHA启动子miRNA反应元件(MRE)处AGO2和组蛋白修饰因子富集情况。利用western blot和流式细胞术分析miR-34a通过NORHA对下游因子FOXO1的表达和细胞凋亡的调控作用。【结果】猪miR-34a为基因间miRNA,其序列在哺乳动物中具有高度保守性。亚细胞定位分析显示,miR-34a在猪GCs中细胞核与细胞质均有分布。生物信息学分析显示miR-34a的MRE位于NORHA启动子-194 nt至-173 nt处,且两者结合自由能为-23.9 kcal·mol^(-1)。qPCR结果表明miR-34a显著上调猪GCs中NORHA的表达。荧光素酶活性分析显示,miR-34a极显著上调NORHA启动子报告载体活性,而对MRE突变型启动子活性没有显著影响。ChIP试验显示,miR-34a可增加NORHA启动子MRE处RNA诱导转录激活(RITA)复合物核心成员AGO2和转录激活型组蛋白H3K4me3的富集,而减少转录抑制型组蛋白H3K9me3的富集。共转试验显示,敲减NORHA可显著或极显著逆转由miR-34a过表达引起的FOXO1蛋白水平和早期凋亡率的上调,以及BCL-2/BAX比值的下调。【结论】细胞核miR-34a是猪GCs中的内源性小激活RNA(saRNA),通过靶向激活促凋亡lncRNA NORHA的转录,诱导猪GCs早期凋亡(细胞膜完整),可能参与猪卵泡闭锁的启动。

虚拟仿真实验在动物科学专业教学中的运用

随着科技的快速发展,虚拟仿真技术已经在许多领域取得了显著成果。在高校新农科旗帜下的动物科学专业教学中,存在着周期长、成本高、实习场所缺乏等问题,而虚拟仿真技术正是其最优解,因此在实验课程教学中运用也日益增多。从理论与实践的角度,对虚拟仿真在动物科学专业教学中的运用进行了探讨,以期为动物科学领域的研究与教学提供参考。

犏牛及其亲本睾丸组织中印记基因SNRPN DMR甲基化与mRNA表达差异研究

【目的】研究犏牛与黄牛、牦牛睾丸组织SNRPN基因DMR甲基化状态、mRNA表达水平的差异,为揭示犏牛雄性不育的表观遗传机制提供依据。【方法】根据黄牛SNRPN基因序列设计引物,通过克隆测序获得牦牛SNRPN基因5'端序列,采用亚硫酸氢钠测序法检测犏牛及其亲本睾丸组织中SNRPN基因5'端DMR的甲基化状态,并采用Real-time PCR检测犏牛及其亲本睾丸组织中SNRPN基因的表达水平。【结果】牦牛SNRPN基因5'端序列长为1137bp,与黄牛的同源性达98.2%;生物信息学分析发现含有YY1和SP1等甲基化敏感位点。犏牛SNRPN基因DMR的甲基化水平(42.22%)极显著高于黄牛(21.08%)和牦牛(20.81%)(P<0.01)。黄牛和牦牛睾丸组织中SNRPN基因mRNA表达水平高于犏牛,但未达到显著水平(P>0.05)。【结论】犏牛睾丸组织SNRPN基因DMR的甲基化水平极显著高于黄牛和牦牛,且mRNA表达水平低于黄牛和牦牛,说明犏牛SNRPN基因可能是通过DMR区的高甲基化抑制其mRNA表达来阻滞精子发生减数分裂过程。

基于直向同源序列的比较基因组学研究

直向同源序列在不同的物种中具有相近甚至相同的功能、相似的调控途径,扮演相似甚至相同的角色,而且,绝大多数核心生物功能就是由相当数量的直向同源基因所承担,它是基因组序列的功能注释与分析中最可靠的选择,其特殊的生物学特性决定:利用直向同源序列开展比较基因组学研究,必将为探测不同生物在进化过程中重要功能基因的出现、表达和丢失提供线索。文章从直向同源基因的基本特性、直向同源序列与比较基因组学的关系、应用直向同源序列开展比较基因组学相关研究方法、现状等展开综述。

猪脂肪及肌肉组织中基因表达信息分析

为探测猪脂肪及肌肉组织中基因表达概况,利用猪EST资源和人类基因序列开展计算机模拟研究,旨在 为猪肉质改良的遗传基础分析提供候选信息。执行Blast比对程序以识别人类基因组基因与猪EST序列间的同 源性并筛选出高度同源记录,同时编制4个Java程序进行序列检索收集、序列比对结果的过滤筛选以及分类处 理。统计分析表明:至少有2002个基因在猪脂肪及肌肉组织中表达,其中1087个基因在脂肪组织表达,1205 个基因在肌肉组织中表达,两组织共同表达的基因为290个;筛选出高同源基因,同时分类统计出了114个基础活 性基因(脂肪和肌肉组织分别表达80和34个),并选取Top记录进行了描述分析和总结。

表达在猪卵巢组织的新直向同源基因SLC25A3的模拟分析及其试验研究

目的借助比较基因组学、模拟分析和具体试验,快速获取直向同源序列结构和功能信息。方法通过"基于模式生物基因导向的EST功能注释法"鉴别出猪直向同源ESTs,以一个直向同源的线粒体磷酸载体编码基因SLC25A3为基础,结合组织表达信息,筛选卵巢组织中表达的ESTs序列进行该基因的虚拟克隆,并通过引物步移法进行具体的试验序列研究。结果鉴别、获取了直向同源基因SLC25A3的基因结构及功能信息,进行了试验具体研究,获得了该基因的cDNA全序列,实现了功能信息的物种间传递。结论结合基于模式生物基因导向的EST功能注释法和大量生物信息学工具,可以快速获得直向同源基因及其序列和功能信息,实现有价值信息在物种间的快捷转移和传递,为比较基因组学研究中序列功能注释与分析提供可靠的选择。

高等学历继续教育专业设置与统筹研究——以吉林省为例

高等学历继续教育是适应知识经济发展和满足终生学习需求的主要途径,专业设置既要遵循学科知识发展的特点又要结合高校本身的办学定位,立足区域经济社会发展的实际需要,根据社会经济结构的调整而进行相应的变化。本文在对吉林省高等学历继续教育专业设置现状进行分析的基础上,提出了几点建议。

牦牛线粒体DNA D-loop区序列测定及其在牛亚科中分类地位的研究

根据普通牛线粒体DNA序列设计引物,获得了九龙牦牛线粒体D-loop区全序列,并以羊亚科绵羊属绵羊作为外类群利用D-loop区序列对牛亚科代表性物种（牦牛、野牦牛、普通牛、瘤牛、美洲野牛、欧洲野牛和亚洲水牛）进行了系统发育分析。结果发现：牦牛线粒体DNA D-loop区序列全长893 bp,与普通牛源序列的同源性为87.4%,其中有17个碱基的缺失;在牛亚科内,牦牛、野牦牛与美洲野牛（美洲野牛属）间的序列差异百分比最小,为6.2%～6.8%,而与牛属中普通牛、瘤牛间的序列差异百分比较大,为10.0%～11.3%;系统发育分析发现：牦牛、野牦牛首先与美洲野牛聚为一类,说明牦牛、野牦牛与美洲野牛属间的遗传相似性较高、亲缘关系较近,而与牛属间的遗传相似性较低、亲缘关系较远;结合古生物学、形态学、分子生物学的证据,支持将牦牛、野牦牛划分为牛亚科中一个独立属即牦牛属的观点。

核酸-蛋白质互作的生物化学研究方法

研究核酸-蛋白质的互作是揭示生命活动机理的基础,文章简要综述了用于研究核酸-蛋白质互作的各种生物化学方法。从体内、体外两个研究角度,针对核酸、蛋白以及复合物3个研究水平,概述了硝化纤维膜过滤实验、足迹法、EMSA、Southwestern杂交等经典分析方法的原理、发展和运用。还着重介绍了最近在表观遗传学领域中广泛运用的nChIP、xChIP等基本染色质免疫沉淀(ChIP)技术及其衍生出的ChIP-on-chip等方法。

b-Boule基因5′调控序列的克隆与睾丸组织DMR甲基化分析

【目的】研究b-Boule基因5′调控序列的序列特征,以及牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织b-Boule基因DMR甲基化状态的差异,为揭示b-Boule基因的表达调控和犏牛雄性不育的表观遗传机制提供依据。【方法】采用PCR扩增和克隆测序技术获得牦牛b-Boule基因5′调控序列,利用生物信息学方法分析b-Boule基因5′调控序列的序列特征,采用亚硫酸氢钠测序法检测牦牛、黄牛与犏牛睾丸组织中b-Boule基因DMR的甲基化状态。【结果】b-Boule基因5′调控序列长度为1 352 bp,核心启动子区含有SP1等甲基化敏感位点,5′端存在一个CpG岛。犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平(17.78%)高于牦牛(7.50%)和黄牛(6.94%)(P<0.01),特别是CpG位点33—35的甲基化水平差异更明显。【结论】犏牛b-Boule基因DMR的甲基化水平高于牦牛和黄牛,结合前期mRNA表达水平和组织学观察结果,认为DMR甲基化在b-Boule基因的表达调控中发挥关键作用,犏牛b-Boule基因可能是通过DMR区的高甲基化抑制其mRNA表达来阻滞精子发生减数分裂过程。

牛精子发生相关新基因b-DAZL的克隆、生物信息学分析与组织表达研究

人和多种动物的DAZL(Deletedin AZoospermia-like)基因是精子发生的重要调控因子,DAZL基因突变或表达缺乏将导致精子发生过程减数分裂障碍和雄性不育.文中采用电子克隆和克隆测序方法获得了黄牛DAZL基因cDNA全序列,利用生物信息学方法进行黄牛DAZL基因序列和蛋白结构分析,并对黄牛、牦牛和犏牛DAZL基因的组织表达特征进行了分析.结果发现:黄牛DAZL基因cDNA全长2509bp,编码295个氨基酸(命名为b-DAZL);b-DAZL基因含有12个外显子和11个内含子,定位于牛1号染色体末端;b-DAZL基因与哺乳纲各物种同功能基因开放阅读框的同源性为90%—94%,其编码蛋白含有DAZL典型的RNA识别基序(RRM),DAZ重复基序,Pumilio-2和PABP作用位点.RT-PCR结果显示:b-DAZL基因仅在成年黄牛和成年牦牛睾丸、卵巢组织中表达,在成年F1代犏牛的卵巢组织中表达而在睾丸组织中检测不到表达信号,且犏牛睾丸组织切片表现出DAZL基因缺失的典型精子发生障碍表型,因此推测b-DAZL基因在牛精子发生过程中发挥重要作用,可能与F1代犏牛雄性不育相关,是犏牛雄性不育的候选基因.

FSH处理对猪颗粒细胞中类固醇合成酶基因的表达及其调控区组蛋白H3修饰的影响

【目的】研究FSH处理对猪卵巢颗粒细胞类固醇合成酶、垂体激素受体、凋亡相关等基因表达的影响及此过程中组蛋白H3修饰的变化情况。【方法】首先,采集猪卵巢组织并用注射器抽取方法收集卵泡颗粒细胞,用含血清体系体外培养颗粒细胞至贴壁,血清饥饿16h后用终浓度5IU·mL^(-1)的FSH处理24h,并收集细胞。其次,提取细胞m RNA,采用qRT-PCR方法检测类固醇合成酶(STAR、CYP11A1、HSD3B和CYP19A1)、垂体激素受体(FSHR和LHR)、凋亡相关基因(XIAP和Fas L)m RNA的表达变化,最后,相同处理后固定细胞,采用染色质免疫沉淀结合q PCR(Ch IP-q PCR)方法检测类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B上游转录调控区组蛋白H3修饰(H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac)状况。【结果】5IU·mL^(-1)的FSH处理引起类固醇合成酶基因STAR、CYP19A1和HSD3B分别为2倍(P<0.01)、2.8倍(P<0.01)和3.6倍(P<0.05)的显著上调,而CYP11A1表达水平没有显著变化;FSH处理对垂体激素受体FSHR、LHR和凋亡相关基因XIAP、Fas L影响不显著。在上调的三个类固醇合成酶基因中,HSD3B调控区组蛋白H3修饰变化最为显著,H3K4me2、H3K4me3、H3K9ac和H3K14ac结合分别有14.7倍(P<0.01)、13.6倍(P<0.01)、19.7(P<0.01)倍和2.5倍(P<0.05)的显著上调;STAR基因调控区的H3K9ac在处理后有11.1倍的显著下降(P<0.05);CYP19A基因调控区的H3K4me3和H3K9ac分别有0.5倍的上调(P<0.01)和10.4倍(P<0.01)的下降,其余组蛋白修饰在处理前后没有显著变化。【结论】FSH处理24h对颗粒细胞类固醇合成酶基因转录有显著上调作用,对其转录过程有H3组蛋白修饰参与,组蛋白修饰模式具有基因特异性。垂体激素受体和凋亡相关基因的应答可能需要FSH和其他因素的联合作用。

藏獒线粒体DNA D-loop区序列测定及其分类地位研究

根据家犬线粒体基因组DNA序列设计引物,获得了藏獒(Tibetan mastiff)线粒体DNA D-loop区全序列,并以灰狼、郊狼作为外类群对藏獒、家犬亚种内6个大型家犬品种进行了系统发育分析。试验结果发现:藏獒线粒体DNA D-loop区序列全长1250 bp,与家犬源序列的同源性为96.06%,其中有20个碱基缺失;系统发育分析发现藏獒、家犬亚种内6个大型家犬品种与灰狼聚为一大类,而郊狼自成一类,说明藏獒与其他家犬品种一样起源于灰狼,是家犬亚种内的一个品种,在分类地位上隶属于食肉目、犬科、犬属、狼种、家犬亚种;在家犬亚种内,藏獒与英国牧羊犬、兰伯格犬聚为一类,而德国牧羊犬与瑞典猎鹿犬、黑俄罗斯更犬聚在一起,再与圣伯纳犬聚为一类,从分子水平上验证了英国牧羊犬等大型犬可能含有藏獒血统的观点。

猪不同程度闭锁卵泡判定方法的比较研究

以猪卵泡为试验材料,在总结各种分类方法的同时,通过具体的试验分析了几种可持续跟踪研究的分类方法(外观形态、颗粒细胞密度、孕酮(P4)和雌二醇(E2)的比值)间的关系。经过对239个卵泡的分离和检测,以及对在不同闭锁阶段各20个共60个在各个判定指标上都达到一致的卵泡进行分析和比较,检验各判定指标与猪卵泡闭锁的关系,形成了合理的综合判定标准:在外观判定基础上将颗粒细胞数小于2 500μL-1、2 500～10 000μL-1、大于10 000μL-1分别定义为健康、早期闭锁及晚期闭锁卵泡,而相应的P4/E2值分别为小于5、5～20及大于20。

牦牛与犏牛联会复合体蛋白b-FKBP6基因的表达特征分析

联会复合体蛋白FKBP6是哺乳动物精子发生减数分裂联会复合体形成必需的。采用RT-PCR和荧光定量PCR技术对牦牛和犏牛b-FKBP6基因的组织表达特征,以及牦牛与犏牛睾丸组织中b-FKBP6 mRNA表达水平进行了分析。结果显示:b-FKBP6基因在牦牛、犏牛睾丸和卵巢组织中特异表达,且牦牛睾丸组织中b-FKBP6 mRNA表达水平极显著高于犏牛(P<0.01)。结合犏牛精子发生减数分裂联会复合体形成障碍表型,推测睾丸组织b-FKBP6 mRNA表达水平可能与犏牛雄性不育有一定的关系。

二花脸猪linc-NORFA核心启动子鉴定与转录调控分析

【目的】前期研究证实linc-NORFA作为母猪繁殖性状候选基因参与调控卵泡闭锁与卵泡颗粒细胞凋亡过程,进一步鉴定二花脸猪linc-NORFA核心启动子并分析其转录调控机制,为解析linc-NORFA介导猪卵泡闭锁的分子机制奠定理论基础并提供新的研究思路。【方法】采集二花脸猪耳组织样品并提取基因组DNA,利用PCR扩增和测序技术获得二花脸猪linc-NORFA5′调控区序列;通过构建缺失表达荧光报告载体并利用荧光素酶活性试验鉴定二花脸猪linc-NORFA核心启动子;利用生物信息学分析二花脸猪linc-NORFA核心启动子区序列特征与潜在的转录因子结合位点;构建猪FOXO1真核生物表达载体并进一步采用Western blot、qRT-PCR以及荧光素酶活性试验分析转录因子FOXO1过表达对二花脸猪linc-NORFA转录的影响;利用染色质免疫沉淀(ChIP)技术鉴定转录因子FOXO1与二花脸猪linc-NORFA核心启动子区的结合能力。【结果】通过克隆测序与序列拼接共获得二花脸猪linc-NORFA 5′调控区序列1 734 bp,其中包含两个潜在的CpG岛;利用荧光素酶活性试验证实linc-NORFA核心启动子位于-988—-684 bp(转录起始位点作为+1),生物信息学分析表明二花脸猪linc-NORFA核心启动子上包含多个转录因子的结合元件,例如ESR2、FOXO1、E2F1、BRCA1以及NFIC等;另外,ChIP试验还证实在猪卵巢颗粒细胞中FOXO1作为转录因子直接靶向结合在linc-NORFA的核心启动子区;进一步通过试验证实FOXO1过表达可显著下调linc-NORFA核心启动子区活性(P<0.01),同时显著抑制体外培养的猪卵巢颗粒细胞中linc-NORFA的表达(P<0.01)。【结论】鉴定了二花脸猪linc-NORFA核心启动子区,同时证实FOXO1作为转录因子能够与linc-NORFA核心启动子区特异性结合,进而抑制后者的转录活性与表达。研究结果对探究linc-NORFA在猪卵泡闭锁过程中显著下调的分子机制具有重要意义。

胚胎干细胞培养体系对早期胚胎发育的影响

目的利用胚胎干细胞(ES)培养体系(饲养细胞+添加条件培养基的胚胎干细胞培养液)培养早期胚胎,建立并优化移植前早期胚胎培养系统,为提高胚胎的着床率与临床妊娠率及植入前遗传学诊断奠定基础。方法将获取的521枚胚胎根据培养液及饲养细胞的不同分为10组,分别比较各组胚胎的体外发育率。结果ES培养体系显著优于传统的胚胎培养体系(P<0.05)。ES培养体系中用SIM小鼠成纤维细胞耐硫代鸟嘌呤和耐乌苷亚系(STO)作饲养细胞培养效果优于小鼠胎儿成纤维细胞(MEF)饲养细胞,两种饲养细胞效果均显著优于用输卵管上皮细胞(OEC)作为饲养细胞(P<0.05)。结论ES培养体系可以显著提高早期胚胎的发育率,培养体系中STO饲养细胞较MEF饲养细胞有更好的效果。

干细胞参与组织再生的一种机制:细胞融合

干细胞的研究开创了生命科学革命性的进程,人们将通过这一研究找到攻克诸如心血管疾病、神经退行性疾病、癌症、糖尿病等顽症的方法,因而这一工程又被称之为治疗人类疾病的“希望工程”。然而,人们对干细胞在组织修复和再生过程中的作用机制还知之甚少,目前认为干细胞横向分化能力及干细胞的融合是其主要的,也是最有争议的两种可能的机制。细胞融合在发育过程中是不可或缺的,如果人体内不能进行正常的细胞融合,将产生因精卵不融合造成的不孕、骨骼石化症、肌营养不良等疾病,而将干细胞融合应用于临床治疗的研究也日渐兴起。本文对干细胞参与组织再生和修复过程中与细胞融合相关的研究进展进行了综述,概述了干细胞融合的机制,分析了体内融合产生的原因及条件,以期为今后这方面的研究提供理论基础。

胚胎干细胞分化的重要分子开关:Oct-3/4

POU(Pit-Oct-Unc)域转录因子Oct-3/4已成为小鼠、人、猕猴等哺乳动物体内多能性胚胎干细胞的标志物。在小鼠胚胎发育过程中,Oct-3/4基因只在全能和多能细胞中表达。研究Oct-3/4表达部位及作用机制已成为研究胚胎形成过程及细胞分化过程的必要手段。本文综述了Oct-3/4的表达特性及人、牛、猪、小鼠之间Oct-3/4的结构差异,并详细的描述了其作用机制。