贵州荷斯坦奶牛甘油二酯酰基转移酶基因多态性及其与产奶性状的关联分析

甘油二酯酰基转移酶(diacylglycerol acyl-transferase 1,DGAT1)是控制甘油三脂合成的关键酶。近年来DGAT1基因被鉴定出来,被认为是奶牛乳脂率的一个重要功能候选基因。该研究以贵州荷斯坦奶牛为试验动物,利用奶牛DGAT1基因序列设计引物,以RCR-单链构象多态性(PCR-SSCP)方法检测了奶牛DGAT1基因第8外显子的碱基突变。结果共检测到AA、AB和BB 3种基因型,基因型频率分别为0.5588、0.3824和0.0588,等位基因A和B的频率分别为0.7549和0.2451;该碱基突变对305d校正产奶量和乳脂率的影响均达到显著水平(P<0.05),乳蛋白率影响不显著(P>0.05);多重比较结果表明,AA和AB型对305d校正产奶量和乳脂率均显著高于BB型(P<0.05)。结果显示,DGAT1基因突变对贵州荷斯坦奶牛泌乳性状有较大的遗传效应,可用于其泌乳性状的分子标记辅助选择。

地黄氧-酰基转移酶WSD基因的鉴定与表达分析

植物蜡酯合成酶催化长链醇和长链脂肪酸合成蜡酯,对植物蜡质合成及其抗旱、抗致病菌袭击和紫外辐射、抗寒和昆虫侵害等环境胁迫具有非常重要的作用;镉是环境中含量最高的有毒重金属之一,严重威胁植物的生长发育、质量、产量和食用安全。为研究地黄蜡酯合成酶基因镉胁迫表达,该文从地黄全长转录组测序数据中鉴定其成员,并用生物信息学技术与qRT-PCR对其编码蛋白质的理化性质、系统进化和保守结构域及其组织表达与镉胁迫表达进行分析。结果表明:(1)鉴定出两个蜡酯合成酶基因RgOATWSD1与RgOATWSD2,其编码蛋白质的长度、理论等电点和相对分子量依次为463 aa与473 aa、8.86与9.34、51.31 kD与52.49 kD,均为不稳定蛋白。(2)二者均具有acyl_WS_DGAT保守域与DUF1298超家族,前者占其氨基酸序列的92.65%~94.50%。(3)二者均定位于内质网中,二级结构以无规卷曲与α螺旋为主;RgOATWSD1为跨膜蛋白,而RgOATWSD2不是。(4)二者均在地黄根、茎、叶中差异表达。(5)二者表达均受镉胁迫诱导,但其表达变化趋势不同。该研究鉴定了两个镉胁迫应答反应的蜡酯合成酶基因,为地黄RgOATWSD的镉胁迫表达及功能研究奠定了基础。

薰衣草醇酰基转移酶基因(AAT)的克隆和表达分析

醇酰基转移酶(AAT)可以催化乙酰辅酶A与萜烯醇类物质的结合,生成各类乙酸酯类化合物。为探明薰衣草AAT基因在酯类化合物合成中的调控作用,本研究以薰衣草品系杂花叶片为供试材料,利用反转录PCR技术克隆薰衣草AAT基因的cDNA序列,该cDNA序列长度为1344 bp,其编码蛋白质由447个氨基酸组成,是非跨膜亲水性蛋白质,属于PLN02481超级家族;薰衣草AAT与黄色猴面花EgAAT亲缘关系最近,相似度为60.87%。AAT基因在苞叶中的表达量最低,在花瓣中的表达量最高;在花冠不同发育时期,该基因在盛开期表达量到达峰值。构建原核表达载体pET-28a-AAT,筛选了重组蛋白在大肠杆菌Transetta(DE3)中的最适诱导表达条件,诱导后获得的重组蛋白质相对分子质量为5.026×10^(4),重组蛋白以包涵体形式存在,具有将芳樟醇催化合成乙酸芳樟酯的生物活性。本研究结果为进一步验证薰衣草AAT基因在酯类化合物合成过程中的功能提供了基础。

不同含油量花生品种中二酰甘油酰基转移酶基因的表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)在植物油脂合成过程中发挥重要作用。本研究利用实时荧光定量PCR检测方法,以低油低油酸品种花育17号、高油高油酸品种花育910和高油低油酸品种花育918为试材,分析了不同含油量花生品种不同发育时期种子中AhDGAT1-1、AhDGAT1-2和AhDGAT3-3基因的表达情况。结果表明:AhDGAT1-1基因表达峰值出现在低油低油酸品种和高油高油酸品种的荚果发育初期(下针后30天),而在高油低油酸品种中则出现在荚果发育中期(下针后40天);AhDGAT1-2基因的表达峰值出现在低油低油酸品种的荚果发育初期、高油高油酸品种和高油低油酸品种的籽仁油脂积累快速期;AhDGAT3-3基因在3个花生品种中的表达峰值均出现在荚果发育的中后期。推测AhDGAT1-1、AhDGAT1-2和AhDGAT3-3基因表达量的增加有利于花生油脂的合成与积累,但其起作用的时期存在种质差异。本研究结果可为花生高油、高油酸品种的选育提供理论依据。

六例肉碱棕榈酰基转移酶2缺乏症患儿临床特征及基因变异分析

目的:探讨肉碱棕榈酰基转移酶2(CPT2)缺乏症患儿的临床表型及基因变异特点。方法:回顾性分析6例CPT2缺乏症患儿的临床和基因检测资料,采用串联质谱法检测血酰基肉碱水平,全外显子基因测序法检测基因变异。结果:6例CPT2缺乏症患儿中男性4例、女性2例,平均确诊年龄为32个月(15 d~9岁)。其中1例无临床症状及实验室检查异常、2例迟发型、3例婴儿型。3例由新生儿筛查确诊;3例因临床表现就诊,起病时有发热、肌肉乏力伴肌酶增高。5例患儿表现为游离肉碱降低,棕榈酰基肉碱、十八碳烯酰肉碱升高。6例患儿检测到CPT2基因变异8个位点(携带双位点突变4例,携带单位点突变2例),3种为已知变异(p.R631C、p.T589M和p.D255G),5种为新报道变异(p.F352L、p.R498L、p.F434S、p.A515P、c.153-2A>G)。经PolyPhen2和SIFT软件预测,5个新报道变异中c.153-2A>G和p.F352L为疑似致病变异,p.R498L、p.F434S和p.A515P为临床意义未明变异。结论:CPT2缺乏症临床表型多样,通过新生儿血串联质谱筛查及基因检测有助于早期诊断,确诊后及时治疗大多预后良好。

二脂酰甘油酰基转移酶2(DGAT2)基因研究进展

二脂酰甘油酰基转移酶2(Acyl CoA:Diacylgycerol Acyltransferase 2,DGAT2)是生物体内的一种非常重要的酶,其主要机制是使二酰甘油加上脂肪酸酰基辅酶A以共价健结合形成三酰甘油。编码该酶的基因有DGAT2和DGAT1。文章综述了DGAT2基因的发现、定位、结构、生物学效应及其遗传多态性与生产性能的关系,并对其应用前景进行了展望。

花生二酰基甘油酰基转移酶基因克隆与功能研究

利用RT-PCR方法,从花生品种‘鲁花14’未成熟种子中克隆了二酰基甘油酰基转移酶(Diacylglycerolacyltransferase,DGAT)基因AhDGAT3A和AhDGAT3B的cDNA,序列分析显示,两者在编码区核苷酸序列有96%相似性,氨基酸序列有94%相似,并对其中的AhDGAT3A进一步研究。(1)半定量RT-PCR分析显示,AhDGAT3A在花生根、茎、叶、花和种子中均有表达,且花中表达量最高,茎中表达量非常低;在花生果针入土60d时种子中的表达量较其它发育时期有所提高。(2)利用染色体步移技术克隆了AhDGAT3A5′上游1 588bp调控区,在线软件分析发现该调控区除包括启动子核心元件外,还包含多个调控花粉中表达的顺式元件、光信号调控元件和胁迫相关元件等。(3)在烟草中过量表达AhDGAT3A基因,转基因烟草种子粗脂肪和主要脂肪酸含量较对照均有所下降,推测这一结果可能由转基因共抑制作用导致。

高温胁迫下转甜椒正义甘油-3-磷酸酰基转移酶基因(GPAT)烟草缓解PSⅡ光抑制

【目的】探讨类囊体膜脂组成与高温光抑制的关系。【方法】以转甜椒正义甘油-3-磷酸酰基转移酶基因(GPAT)的烟草植株为试验材料,测定了类囊体膜脂组成,高温胁迫后的光合参数和叶绿素荧光参数。【结果】转基因烟草植株类囊体膜的单半乳糖甘油二脂(MGDG),双半乳糖甘油二脂(DGDG),硫代异鼠李糖甘油二脂(SQDG)和磷脂酰甘油(PG)的饱和程度均上升,其中MGDG饱和程度增加了16.2%,上升幅度最为显著。随胁迫温度的升高,转基因烟草植株与野生型植株Fv/Fm,ΦPSⅡ和Pn逐渐下降,但转基因植株下降幅度小于野生型,48℃时差异最为显著。【结论】转基因烟草植株类囊体膜脂脂肪酸饱和度增加,提高了PSⅡ热稳定性,缓解了PSⅡ光抑制。

水稻溶血磷脂酸酰基转移酶基因(LPAT)家族生物信息学分析及在籽粒油脂合成中的作用

【目的】挖掘水稻溶血磷脂酸酰基转移酶(Lysophosphatidic acid acyltransferase,LPAT)基因家族成员信息,分析其生物信息学特征及在水稻籽粒油脂合成中的作用。【方法】通过生物信息学分析,对OsLPAT基因家族进行基因结构、系统进化树、组织表达谱以及激素和逆境表达谱等分析。利用比较代谢组和转录组学的方法,分析OsLPAT家族各成员在水稻籽粒油脂合成中的作用。【结果】水稻基因组中LPAT家族包含5个成员,分别命名为OsLPAT1~OsLPAT5。除OsLPAT1外,其他成员均含有4~6个外显子,且各成员均包含Acyltransferase C-terminus(PF01553)结构域;进化分析显示,LPAT基因在单子叶植物中较为保守;OsLPAT2的表达受多种逆境条件及激素诱导,OsLPAT3和OsLPAT5的表达受到脱落酸(Abscisic acid,ABA)的强烈诱导,而OsLPAT4则特异性地受到渗透胁迫的诱导;比较代谢组和转录组学分析显示,OsLPAT家族各成员分别在籽粒发育的不同阶段发挥功能,从而促进油脂(Triacylglycerol,TAG)合成。【结论】水稻基因组中存在5个LPAT基因,其表达受到不同激素的诱导,可能在水稻激素响应过程中发挥作用。该家族成员参与了不同发育阶段籽粒中的油脂前体磷脂酸(Phosphatidic acid,PA)的合成,从而正调控籽粒中的油脂合成。

三种伞形科蔬菜作物棕榈酰基转移酶基因家族的鉴定与分析

在全基因组水平鉴定胡萝卜(Daucus carota)、芹菜(Apium graveolens)、香菜(Coriandrum sativum)3种伞形科蔬菜作物的棕榈酰基转移酶(protein S-acyltransferase,PAT),对其家族成员进行生物信息学和表达分析,为深入探究该类蛋白在3种伞形科作物生长发育及抵御逆境胁迫中的作用提供参考。利用Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)和hmmsearch程序,从胡萝卜、芹菜、香菜基因组中筛选、鉴定PAT家族成员;利用TBtools绘制PAT基因染色体分布图;利用Expasy分析PAT蛋白的等电点、分子量;利用TMHMM-2.0预测PAT蛋白跨膜区;利用CELLO v.2.5、WoLF PSORT预测PAT蛋白的亚细胞定位情况;利用MEGA6构建系统发育进化树;利用MEME分析PAT蛋白保守基序;基于荧光定量PCR实验结果及转录组数据,利用TBtools绘制基因表达热图,分析PAT基因的组织表达特性及胁迫响应情况。结果表明,在胡萝卜、芹菜及香菜基因组中各存在27、25、27个PAT基因,分别命名为DcPAT 1~27、AgPAT 1~25、CsPAT 1~27。这些PAT成员不均匀地分布于染色体上,理化性质存在差异,且均为跨膜蛋白。系统进化分析将伞形科及来源于其他物种的PAT蛋白分为7个类群(Group1~7),伞形科作物PAT蛋白在7个类群中均有分布。结构分析表明,所有的PAT蛋白均含有DHHC-CRD结构域,该序列内的保守氨基酸残基在不同物种间已发生变异。荧光定量PCR和转录组数据分析表明,PAT基因在胡萝卜、芹菜、香菜不同组织间的表达水平有差异,但有部分成员在不同组织间均呈现高水平或低水平表达,另有部分DcPAT基因在盐胁迫和低温胁迫处理后,表达水平发生改变。

花生甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆与序列分析

甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的功能及作用机理在模式植物拟南芥中已经得到了较为充分的研究,但是在花生中还没有关于这类基因的报道,其功能也没有得到证实。本研究通过Bioedit软件在花生cDNA文库中找到了6个可能编码GPAT蛋白的基因片段,其中有3个基因没有包含完整的开放阅读框。我们通过5'-和3'-RACE RT-PCR对这3个基因的全长进行了克隆,得到了包含完整读码框的基因序列,并将序列在GenBank上注册,同时对得到的序列进行了初步分析。

荷斯坦牛二酰基甘油酰基转移酶1基因外显子8的单核苷酸多态性位点对蛋白质结构和功能的影响及其进化分析

为了检测荷斯坦牛二酰基甘油酰基转移酶1(diacylglycerol acyltransferase 1,DGAT1)基因外显子8的单核苷酸多态性(SNPs)位点,预测分析碱基突变对蛋白质结构和功能的影响,并讨论不同物种间DGAT1的进化关系。本研究利用PCR-SSCP综合测序方法检测DGAT1基因外显子8的SNPs位点,用生物信息学方法分析DGAT1蛋白的基本性质和结构功能,并分析不同物种间DGAT1氨基酸同源性及构建其进化树。PCR-SSCP分析结果显示,DGAT1基因外显子8存在1个双突变位点,即M694和M695;蛋白质结构和功能预测结果显示,该双突变不影响蛋白质的理化性质和结构,但能引起蛋白质功能域组成发生改变;进化分析结果显示,荷斯坦牛DGAT1氨基酸序列与绵羊同源性最高(99.1%),与黑猩猩同源性最低(65.3%)。

兵豆甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆和序列分析及蛋白质二级结构的预测

克隆了云南强抗冷性植物兵豆 (Lensculinaris)GPAT基因的编码区完整的cDNA片段 ,该片段长 1374bp ,编码 4 5 7个氨基酸残基。与豌豆 (Pisumsativum)、蚕豆 (Viciafaba)和长柔毛野豌豆 (Viciavillosa)相比较 (从剪切点起 ) ,氨基酸序列的同源性分别为 96 2 1%、95 6 6 %和 95 6 6 %。应用PSIPREDHFORMAT预测了这 4种植物GPAT酶的二级结构。

紫苏二酰甘油酰基转移酶基因(PfDGAT1)鉴定及表达分析

二酰甘油酰基转移酶(DGAT)是TAG合成过程中的限速酶。以晋紫苏1号为材料,采用电子克隆技术获得DGAT1基因(PfDGAT1,AF298815.1),并对PfDGAT1基因序列进行生物信息学及表达特性分析。结果表明,PfDGAT1基因序列全长为1 964 bp,开放阅读框长度为1 605 bp,共编码534个氨基酸残基;多序列比对和系统进化树分析表明,紫苏Pf DGAT1蛋白与芝麻、油橄榄的DGAT1蛋白的亲缘关系较近,序列同源性分别为89%和83%;利用实时荧光定量PCR技术分析PfDGAT1基因在紫苏不同组织中的表达特性,结果显示,PfDGAT1基因在紫苏不同组织中均有表达,但在种子中表达量最高,且随种子发育表达量呈先升高后降低的变化趋势,在开花后20 d表达量达到最高。

N-乙酰基转移酶2基因分型与抗结核药物性肝损伤的关系研究

目的 探讨N-乙酰基转移酶2(NAT2)基因分型与抗结核药物性肝损伤的关系。方法 73例肺结核病初治患者,采用焦磷酸直接测序法进行NAT2基因分型,判定NAT2基因型及代谢表型。分析患者的一般资料、NAT2相关基因多态性分布情况,比较不同NAT2基因代谢分型患者的药物性肝损伤情况及临床效果。结果 本试验纳入初治结核患者73例,其中男54例,女19例,年龄20~89岁,治疗2个月后发生药物性肝损伤22例(30.14%)。药物性肝损伤患者的年龄和基础ALT、AST、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、血清总胆红素(TB)水平及随访ALT、AST、碱性磷酸酶(ALP)、TB水平均显著高于无药物性肝损伤患者,差异具有统计学意义(P<0.05);药物性肝损伤患者和无药物性肝损伤患者的性别、基础ALP水平比较差异无统计学意义(P>0.05)。73例患者NAT2基因代谢分型中占比由高到低依次为中间代谢型32例(43.84%)、快代谢型24例(32.88%)、慢代谢型17例(23.29%);药物性肝损伤患者和无药物性肝损伤患者的NAT2基因代谢分型比较差异具有统计学意义(P<0.05)。快代谢型患者发生药物性肝损伤的风险最低(OR=0.344, P=0.079>0.05),而慢代谢型患者出现药物性肝损伤的风险最高(OR=5.238, P=0.003<0.05)。所有患者随访2个月,总好转率为65.75%(48/73),其中慢代谢型患者的治疗好转率88.24%(15/17)明显高于快代谢型的58.33%(14/24)、中间代谢型的59.38%(19/32),差异有统计学意义(P<0.05)。结论 为降低结核患者药物性肝损伤发生率及提高结核病治疗效果,临床医生可根据NAT2基因不同分型合理调整异烟肼(INH)药物使用剂量。

羽衣甘蓝甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆及序列分析

以羽衣甘蓝品种白孔雀为试验材料,通过同源克隆和RACE方法从低温诱导的羽衣甘蓝幼苗中分离得到了羽衣甘蓝甘油-3-磷酸酰基转移酶(glycerol-3-phosphate acyltransferase,GPAT)基因的全基因序列,采用生物学软件对该序列进行生物信息学分析。结果表明:该基因全长1558bp,推测其编码451个氨基酸,并命名为BaGPAT。序列分析发现,羽衣甘蓝BaGPAT基因推导的氨基酸与已知其他植物GPAT基因序列有54%～85%的相似性。聚类分析结果显示:羽衣甘蓝GPAT(BaGPAT)基因与拟南芥和宽叶独行菜GPAT基因亲缘关系较近。

花生甘油-3-磷酸酰基转移酶(GPAT)基因的克隆及表达分析

本研究从花生中克隆得到2个GPAT基因,分别命名为AhGPAT3和AhGPAT5。AhGPAT3基因全长为1653bp,编码550个氨基酸;AhGPAT5基因全长为1383bp,编码460个氨基酸,均属于GPATs蛋白质家族。通过实时定量PCR检测克隆到的GPAT基因在花生不同组织、种子不同发育时期、多种非生物逆境胁迫及多种激素处理下的表达模式。结果显示,AhGPAT3与高等植物的GPAT3和GPAT2亲缘关系最近;AhGPAT5与高等植物的GPAT5和GPAT7亲缘关系最近。AhGPAT3和AhGPAT5基因在种子发育初期和下胚轴中的表达量较高;另外,发现AhGPAT3基因很可能参与了花生对低温、高盐和干旱的抗性调节。

植物二酰甘油酰基转移酶及其编码基因研究进展

三酰甘油(TAG)是植物的主要储藏脂类,二酰甘油酰基转移酶(DGATs)催化TAG生物合成的最后一步乙酰化反应,使二酰甘油加上一个脂肪酰基形成TAG。因此,DGATs被认为是TAG生物合成过程中最关键的限速酶。重点介绍了植物DGATs及其编码基因的分类、结构以及在植物油脂合成中的作用及应用的最新研究进展,以期为应用基因工程等技术提高植物油脂(如种子油)含量或改善油脂品质提供参考。

长柔毛野豌豆编码甘油-3-磷酸酰基转移酶基因的克隆及序列分析

甘油 - 3-磷酸酰基转移酶 (GPAT)基因与植物抗冷性密切相关。克隆到的长柔毛野豌豆 (Viciavillosa)GPAT基因的编码区完整的cDNA片段长 1377bp ,编码 4 5 8个氨基酸残基 ,与蚕豆 (Viciafaba)和豌豆 (Pissumsativum)比较 ,其核苷酸序列的同源性分别为 94 1%和93 3% ,氨基酸序列的同源性分别为 96 9%和 98 0 %。

铁观音茶树甘油-3-磷酸酰基转移酶(CsGPAT)基因克隆及萎凋过程中的表达分析

【目的】以铁观音茶树鲜叶为试验材料,对参与甘油磷脂代谢途径的茶树甘油-3-磷酸酰基转移酶(Glycerol-3-phosphate acyltransferase,CsGPAT)进行克隆、生物信息学分析以及不同萎凋温度的表达量分析,了解GPAT基因在茶叶萎凋过程中的重要意义,以期为茶叶萎凋过程中温度调控提供理论基础。【方法】基于乌龙茶加工(萎凋)转录组数据,筛选获得茶树GPAT同源序列。利用ExPASy Protparam、SMART、SignalP 4.1Server、PSORT、prediction protein等在线软件进行生物信息学分析,利用SWISS-MODEL在线工具编辑GPAT蛋白质三维结构;在NCBI Blastp进行氨基酸序列同源比对。提取铁观音叶片RNA进行qRT-PCR,检测实时表达情况,克隆茶树GPAT基因全长。【结果】克隆得出CsGPAT(IDcsa:CSA000941.1/IDcss:TEA019813.1)基因序列全长1554 bp,编码497个氨基酸;GPAT蛋白属于稳定疏水性蛋白,不含信号肽,具有磷脂生物合成功能的PlsC域;进化树分析表明CsGPAT基因与油茶的亲缘关系最近。qRT-PCR分析结果显示CsGPAT基因在20℃温度萎凋时表达量最高。【结论】CsGPAT基因在茶叶萎凋受到相对低温胁迫时,表达量上调,表明CsGPAT表达与茶叶萎凋过程中的温度调控密切相关。