贵州白山羊肌细胞生成素基因克隆与生物信息学分析

【目的】克隆贵州白山羊肌细胞生成素(myogenin)基因并对其结构特性进行生物信息学分析,为进一步探索该基因调控山羊肌肉发育的分子机制提供重要参考依据。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计4对特异性引物,运用PCR扩增、Sanger直接测序及序列拼接方法获得贵州白山羊myogenin基因完整编码区核苷酸序列,应用BioEdit 7.0、NetPhos 3.1、Conserved Domains Search、SMART、Motif Scan等生物信息学软件分别分析该基因核苷酸与氨基酸序列的组成、编码蛋白磷酸化位点、关键结构域和功能模体等结构特性,通过DNAStar Lasergene、DNAMAN 8.0和Mega 5.0软件分别进行15个偶蹄目物种myogenin基因编码氨基酸序列相似性比对及系统进化树构建。【结果】贵州白山羊myogenin基因序列全长2424 bp(获得GenBank登录号:HZ53289),由3个外显子、2个内含子、部分5′-UTR和3′-UTR构成,长度分别为471、82、122、765、589、135和260 bp,编码区长度为675 bp,共编码224个氨基酸。贵州白山羊myogenin蛋白第1—86位氨基酸为生肌决定因子(myogenic determining factors,MyoD)家族特有碱性结构域(Basic domain),第81—139位氨基酸为螺旋-环-螺旋(helix-loop-helix,H-L-H)结构域,第160—170位氨基酸为低复杂度结构域,存在21个磷酸化位点和核定位信号蛋白等功能模体结构。氨基酸序列比对表明,6个半胱氨酸残基、1个核定位信号和1个低复杂度结构域在15个偶蹄目物种完全保守。myogenin基因编码氨基酸序列相似性与系统进化分析均显示,贵州白山羊与波尔山羊、湖羊和马可波罗盘羊的亲缘关系最近。【结论】本研究成功克隆得到贵州白山羊myogenin基因全长序列,大小为2424 bp,编码224个氨基酸,myogenin蛋白包含Basic domain和H-L-H结构域。该结果可为myogenin基因调控山羊肌肉发育的分子机制研究提供理论参考。

贵州白山羊MyoG基因启动子区序列克隆及生物信息学分析

【目的】本研究旨在解析肌细胞生成素(MyoG)基因启动子区序列的结构特性及其转录调控机制。【方法】以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,设计2对引物,采用PCR扩增、Sanger测序技术获得MyoG基因启动子区序列,通过DNAStar和Mega 5.0软件分别进行不同物种MyoG基因启动子区序列相似性比对及系统进化树构建,利用生物信息学软件预测分析该序列核心启动子区、转录因子结合位点、顺式作用元件、CpG岛等结构特征。【结果】贵州白山羊MyoG基因启动子区序列长2334 bp,包括2092 bp的5′-侧翼序列和242 bp的外显子1,GC含量略低于AT含量。通过不同物种比对分析,贵州白山羊MyoG基因启动子区序列与绵羊、牛、猪、人、小鼠和鸡同源序列相似性分别为98.34%、96.15%、77.76%、74.15%、57.63%和43.04%。系统进化树结果表明,贵州白山羊与绵羊和牛的亲缘关系较近,与鸡的亲缘关系最远。生物信息学结构预测发现,贵州白山羊MyoG基因转录起始位点位于翻译起始密码子ATG上游50 bp,5′-侧翼区存在1个潜在的启动子区域和1个CpG岛,含有1个TATA-box(TTTAAATG)、1个GC-box(CCGCCC)、2个CAAT-box(CCAAT)、17个E-box(CANNTG)和1个富含A/T碱基的元件结构(TATATTTAT)。AliBaba 2.1、PROMO、Patch 1.0、JASPAR 2022和AnimalTFDB 3.0在线软件综合预测发现,贵州白山羊MyoG基因启动子区存在Sp1、NF-1、MEF2、MyoD、USF、GATA-1、GATA-3、SRF、C/EBP和c-Myb等多种转录因子潜在结合位点。【结论】本研究成功克隆获得贵州白山羊MyoG基因启动子区序列,为深入解析该基因调控山羊肌肉发育的分子机制提供理论依据。

贵州白山羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因生物信息学预测与系统进化分析

本研究旨在解析贵州白山羊肌肉生长抑制素(MSTN)基因的结构特性,为该基因功能探究提供理论依据。基于生物信息学及比较基因组学方法,对NCBI数据库中已登录的贵州白山羊MSTN基因完整编码区序列(CDS)核苷酸组成特性及编码蛋白的相关结构开展预测及分析,构建了15个物种MSTN基因系统进化树。结果表明,贵州白山羊MSTN基因CDS长度为1128bp,共编码375个氨基酸,由3个外显子和2个内含子构成,其AT含量均高于GC。贵州白山羊MSTN蛋白属混合型二级结构,存在无规则卷曲、延伸链和α-螺旋,为弱碱不稳定亲水蛋白质;包括1个18个氨基酸的潜在信号肽,无跨膜区,形成5对二硫键,含有16个磷酸化位点;278~375位氨基酸为转化生长因子-β样结构域。贵州白山羊MSTN基因与绵羊、牛等牛科动物的亲缘关系较近,与鸡形目原鸡和绿头野鸭的亲缘关系较远。本研究可为贵州白山羊MSTN基因分子遗传学及其表达调控研究奠定理论基础。

贵州白山羊的体尺与体重及其相关性

为贵州白山羊的品种选择和育种提供理论依据,对选自贵州省沿河县新景乡贵州白山羊保种区(贵州白山羊中心产区)的415只贵州白山羊,其中,育成羊194只(公羊59只、母羊100只和羯羊35只),成年羊221只(公羊13只、母羊122只和羯羊86只),测定其体重(y)、体高(x1)、体斜长(x2)、胸围(x3)和管围(x4),进行相关性分析和通径分析,并建立最优回归方程。结果表明:胸围是影响贵州白山羊体重最主要的体尺指标,胸围对体重的直接作用较大,通径系数为0.593;体高、体斜长和管围对贵州白山羊体重的直接作用较小;体高对体重的间接作用最大,通径系数为0.656。贵州白山羊体尺-体重的最优回归方程为y=-55.358+0.127x1+0.429x2+0.651x3+0.644x4,R2=0.831。

贵州白山羊GFI1B基因多态性与生长性状的相关性

本试验旨在研究贵州白山羊GFI1B基因第八外显子的多态性,及其与生长性状的相关性。通过PCR-RFLP技术对贵州白山羊外显子SNPs位点进行检测,利用一般线形模型分析其与生长性状的关联性。结果显示,供试群体中在外显子上检测到2个SNPs位点,即第八外显子263(G/T)和340(G/A)。最小二乘法分析表明,G340A位点,CC型和DD型的体重、体长、胸深和胸宽对CD型达到差异及显著水平(p<0.01)。本研究检测到的GFI1B基因第八外显子340(G/A)多态性位点可作为贵州白山羊生长性状的候选分子标记。

贵州白山羊BMP15基因多态性研究

骨形态发生蛋白15(bone morphogenetic protein 15,BMP15)基因是控制Belclare和Cambridge等绵羊的高繁殖力主效基因,BMP15蛋白中单个氨基酸的改变直接影响绵羊的产卵率和产羔数。采用RFLP和SSCP技术检测BMP15基因中绵羊高繁殖力突变类型FecXG和FecXB在贵州白山羊中的分布。结果表明,在贵州白山羊样品中没有检测到BMP15基因的FecXG突变,说明该突变在贵州白山羊中的自然发生率非常低;在贵州白山羊高产母羊和公羊中检测到BMP15的FecXB突变,以杂合的AB基因型存在,低产母羊中没有检测到该突变,提示BMP15基因的FecXB突变可能是影响贵州白山羊繁殖力的因素之一。

贵州白山羊的屠宰与肉质性状及脏器系数测定

为探明贵州白山羊的种质特性及其生长发育规律,对42只贵州白山羊进行屠宰性状、肉质性状及脏器发育程度测定,并对屠宰性状、肉质性状进行相关性分析。结果表明:成年羯羊的屠宰性状指标多数高于成年母羊,成年羊屠宰性状多数指标间呈显著或极显著相关;周岁羊的屠宰性状指标普遍低于成年羊,周岁羊屠宰性状部分指标间呈显著或极显著相关。成年贵州白山母羊与羯羊的肉质性状指标间无显著差异;周岁贵州白山羊公羊的肌肉失水率(36.07%)显著高于周岁母羊,其余指标间无显著差异。成年羊的脏器重比周岁羊高约1倍,周岁羊的脏器系数与成羊间无显著差异。

贵州德江白山羊血液生理生化指标的测定及分析

对10只贵州德江白山羊血液的常规生理生化指标进行了测定。结果表明,大多数指标都在正常范围内,但呼吸频率高于正常值、血糖值的波动较大,总蛋白值比山羊的正常值要高。经过与其他山羊比较可知,贵州德江白山羊具有较强的抗逆能力和适应能力,免疫能力跟黑山羊差不多,板皮质量好,肉质好,可以大力推广。

贵州白山羊和黔北麻羊TFAM基因部分外显子多态性研究

利用黔北麻羊和贵州白山羊构建品种DNA池,设计1对引物分别扩增其TFAM基因第2外显子及第1内含子部分序列。PCR产物纯化后进行双向测序,DNAStar和BLAST分析确定多态性位点。利用生物信息学软件分析SNPs位点对TFAM基因RNA二级结构和TFAM蛋白二级、三级结构的影响。结果表明:在羊TFAM基因中筛选到5个SNPs:T1005C、G1099C、A1130C、G1164C、T1287C,其中T1005C为同义突变,G1099C为错义突变,导致编码的甘氨酸(Gly)变为半胱氨酸(Cys);A1130C、G1164C、T1287C 3个突变位点均位于内含子区。SNPs位点对TFAM基因RNA二级结构和TFAM蛋白结构有一定影响。

贵州白山羊遗传结构的RAPD分析

用27条多态性引物对15份贵州白山羊个体基因组进行RAPD分析。结果共扩增出268条带,其中多态带为112条,多态频率在0～72.73%之间,平均多态频率为41.79%。单个引物获得的扩增带数在4～16条之间,平均每条引物扩增出9.92条带,扩增带分子量范围在230～2800bp。Nei氏公式计算品种内个体间遗传相似指数平均为0.9156。结果表明:贵州白山羊个体间遗传变异较小,具有较高的遗传稳定性。

波尔山羊、南江黄羊与土种山羊杂交效果比较

在贵州石阡县将波本 F1、南本 F1和本地羊分为三组 ,测定初生、2月龄、4月龄、6月龄、8月龄五阶段的体高、体长、胸围、管围和体质量。试验结果为 :波尔山羊、南江黄羊杂交能显著提高贵州石阡当地山羊的产肉性能。其中波本 F1初生重公羊提高 67.5 7% ,母羊提高 67.65 %。南本 F1初生重公羊提高 8.1 1 % ,母羊提高 1 1 .76%。6月龄波本 F1公羊体质量提高 2 5 .1 9% ,母羊提高 2 6.1 9%。南本F1公羊和母羊体质量分别提高 1 2 .5 9%和 1 6.67%。比较波本 F1和南本 F1各阶段体质量发现 ,除了 2月龄和 8月龄母羊的体质量波本 F1比南本 F1小外 ,其余波本 F1都大于南本 F1。尤其是初生重波本 F1公羊比南本 F1大 1 .1 kg,增加了 5 5 .0 0 % ,母羊大 0 .95 kg,增加了 5 0 .0 0 %。并建议加强杂种羊的饲养管理。

贵州白山羊ALK6基因6个外显子的多态性分析

活化素受体样激酶(Activin receptor-like kinases 6,ALK6)是转移生长因子β超家族成员的受体,具有介导细胞发育和分化等重要功能。以人的ALK6蛋白结构域分析为依据,设计了6对特异性引物,再以贵州白山羊血液基因组DNA为模板,扩增出ALK6基因外显子5至外显子10相应的DNA片段。对6个外显子进行SSCP和RFLP分析,结果表明:ALK6基因外显子5至外显子10中没有发现单碱基突变,说明在绵羊、人等ALK6基因中发现的碱基突变在贵州白山羊中的自然发生率极低,该基因在贵州白山羊群体中很保守,其保守性对山羊的发育调控具有重要的意义。

基于mRNA-Seq筛选贵州白山羊抗捻转血矛线虫病相关下调表达基因的研究

为了研究贵州白山羊抗捻转血矛线虫病的抗病机理并挖掘相关重要调控因子,试验采用转录组测序的方法对自然感染捻转血矛线虫的贵州白山羊血液进行研究,利用生物信息学方法分析试验组和对照组血液中差异表达基因并构建相关的基因调控通路。结果表明:共获得121个差异表达基因,试验组有75个下调表达基因。这些下调表达基因大部为线粒体相关基因(如ND1、ND4和COX3等),其中ND1、ND4基因表达量极显著下调(P<0.01),而COX3基因表达量显著下调(P<0.05)。对下调表达基因进行GO功能富集分析及KEGG信号通路分析,这些下调表达基因共分为三大类38组,共发现8条通路,其中基因富集最为显著的是遗传信息处理、能量代谢和氧化磷酸化等与线粒体相关的信号通路,线粒体功能障碍主要表现在能量代谢紊乱等方面。说明这些基因表达量或功能发生变化的原因可能是捻转血矛线虫感染导致宿主贫血及皱胃局部发炎,从而参与炎症调控过程。

贵州本地山羊线粒体转录因子B2基因5′调控区SNP筛查与生物信息学分析

试验旨在筛选线粒体转录因子B2(mitochondrial transcription factor B2,TFB2M)基因启动子区SNP,并研究其对启动子功能元件的影响。选择贵州本地优良品种黔北麻羊、贵州白山羊及贵州黑山羊3种山羊构建不同DNA池,直接测序筛选SNP位点。TFB2 M基因5′调控区存在4个SNPs位点,分别为:G-601C、C-381A、C-286T和G-283T。生物信息学软件预测得到TFB2 M基因核心启动子区和CpG岛,SNP位点导致附近大量转录因子新位点产生和原来结合位点消失,但并不改变CpG岛大小。TFB2 M基因5′调控区存在4个对启动子功能元件有较大影响的SNPs位点。本研究结果为进一步确定TFB2 M基因启动子功能奠定基础。

不同水平中草药对贵州白山羊饲养效果的影响

研究在日粮中添加不同水平的中草药(当归15%、陈皮15%、苍术15%、木香15%等)对贵州白山羊饲养效果的影响,结果表明:2%中草药组平均日增重较对照组、1%中草药组和3%中草药组分别提高了51.50%(P<0.01)、12.60%(P>0.05)和2.08%(P>0.05),料肉比分别降低了30.08%(P<0.01)、9.33%(P>0.05)和1.09%(P>0.05),经济效益分别提高了60.49%、12.70%和5.60%。

肉羊产业可持续性发展对策研究——以贵州省沿河县养殖场为例

贵州白山羊是贵州优良的地方品种之一,由于适于在山地丘陵地带放牧,且肉质细嫩,繁殖力强,是广泛养殖的山羊地方品种。沿河土家族自治县仍以小规模养殖为主体,然而,小型肉羊养殖场普遍存在缺乏管理,饲料饲草搭配不合理,杂交退化现象严重等问题。该研究比较了1983年来贵州白山羊体重、体高等数据变化,结合沿河土家族自治县实际情况,为使本地养羊业更健康的发展,从科学选育、杂交改良、饲草利用等方面进行了阐述,以期为贵州白山羊产业的发展提供参考。

山羊GHRL基因多态性及其与体重、体尺性状的关系研究

采用PCR-SSCP技术对贵州黑山羊和贵州白山羊GHRL基因进行单核苷酸多态性检测,并分析其多态与体重、体尺性状间的关联性。结果发现,在GHRL基因外显子4处存在1个同义突变位点(C345T),表现为2种基因型,分别命名为CC和CT。基因型与体重、体尺性状关联分析结果显示,在贵州黑山羊(麦坪)群体中,CT基因型个体的体重、体高和胸围均显著高于CC基因型个体,而在贵州黑山羊(纳雍)和贵州白山羊群体中差异不显著。研究结果揭示,GHRL基因突变位点(C345T)影响贵州黑山羊生长性状可能性较大,该位点有望作为山羊生长性状的一个标记辅助选择位点。

贵州白山羊GDF9基因编码区1007位点的多态性

生长分化因子9(growth differentiation factor 9,GDF9)基因是卵母细胞分泌的生长因子,调节卵泡的早期生长和分化。对贵州白山羊GDF9基因的研究结果显示,编码区1007位碱基与已知山羊不同。为了研究1007位点对贵州白山羊繁殖力的影响,采用锚定PCR对GDF9基因外显子2第18位氨基酸密码子所在区域进行了扩增、克隆测序和基因型分析,结果表明,GDF9基因编码区1007位点表现出C/T多态性,使成熟肽第18位氨基酸为丙氨酸/缬氨酸替换;低产母羊均为杂合基因型,高产母羊中90%为杂合基因型,高产羊群与低产羊群之间基因型频率差异不显著(P>0.05),表明GDF9基因1007位点的多态性与贵州白山羊产羔数之间没有直接的相关性。

不同精粗比饲粮对贵州白山羊肌肉营养组成的影响

本试验旨在探索不同精粗比饲粮对贵州白山羊背最长肌中常规营养成分、氨基酸、脂肪酸等营养成分含量的影响。试验选择体况健康、体重[(15.96±2.94)kg]相近的育肥阶段白山羊36只,采用单因素随机区组设计,随机分为4组,每组9个重复,每个重复1只羊,分别饲喂精粗比为30∶70、40∶60、50∶50、60∶40的饲粮,预试期7 d,正试期60 d。正式期结束后屠宰,每只羊采集背最长肌500 g进行相关指标测定。结果显示:50∶50组和60∶40组水分含量显著高于30∶70组和40∶60组(P<0.05),60∶40组粗脂肪含量显著高于30∶70组(P<0.05),30∶70组粗蛋白质含量显著高于50∶50组和60∶40组(P<0.05)。50∶50组精氨酸含量显著低于60∶40组(P<0.05),60∶40组必需氨基酸、鲜味氨基酸和总氨基酸含量最高,30∶70组甜味氨基酸/总氨基酸最高。40∶60组棕榈酸含量显著低于其他组(P<0.05),30∶70组和40∶60组硬脂酸含量显著高于50∶50组和60∶40组(P<0.05),30∶70组棕榈油酸含量显著低于50∶50组和60∶40组(P<0.05),30∶70组和40∶60组油酸含量显著低于60∶40组(P<0.05),30∶70组二十碳烯酸含量显著低于60∶40组(P<0.05),30∶70组反亚油酸、亚油酸和二十碳三烯酸含量显著低于其他组(P<0.05),30∶70组和40∶60组α-亚麻酸含量显著低于50∶50组和60∶40组(P<0.05),60∶40组二十碳二烯酸含量显著低于其他组(P<0.05),30∶70组饱和脂肪酸含量最高,60∶40组单不饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和总脂肪酸含量最高。综上可知,饲粮精粗比为60∶40时贵州白山羊肌肉粗脂肪含量高,氨基酸和脂肪酸含量丰富,肌肉的多汁性、风味及品质好,营养价值高。

贵州白山羊L-FABP基因遗传变异对生长性状的影响

本研究旨在探讨肝脏型脂肪酸结合蛋白(L-FABP)基因遗传变异与贵州白山羊生长性状的关联性,以期得到能够影响贵州白山羊各群体生长性状显著效应的分子遗传标记。试验采用DNA池、PCR-SSCP法结合PCR产物直接测序对贵州白山羊L-FABP基因4个外显子进行SNPs筛选,并利用SPSS 18.0统计软件分析H-FABP基因遗传变异与生长性状间的相关性。多态位点检测表明,贵州白山羊L-FABP基因内含子两处存在C4557T和A4575G两个多态基因座;遗传效应分析表明,L-FABP基因C4557T和A4575G位点多态座位有利于提高贵州白山羊体重、体高、体斜长和管围,其中基因型CCGG有利于提高贵州白山羊成年母羊的体高和体斜长;TTGG有利于提高贵州白山羊周岁母羊的体重和管围。研究结果初步推测L-FABP基因可能影响贵州白山羊部分生长性状的主效基因或与主效基因连锁,其多态座位可能作为山羊生长性状选择的有效遗传标记。